JP6115040B2

JP6115040B2 - 炸薬組成物の製造方法及び該製造方法で製造した炸薬組成物

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Publication number: JP6115040B2
Application number: JP2012183165A
Authority: JP
Inventors: 久史井口; 法顕松浦; 真哉鈴木; 吉田　真樹; 真樹吉田
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Priority date: 2012-08-22
Filing date: 2012-08-22
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2032-08-22
Also published as: JP2014040343A

Description

本発明は、炸薬組成物の製造方法及び該製造方法で製造した炸薬組成物に関する。本発明の炸薬組成物は、有害性の低い原料からなる注型に適した炸薬組成物であり、ミサイル弾頭用炸薬として有用である。

従来、主成分として高爆速の粉状爆薬を含有し、バインダー成分としてニトロ可塑剤と、ポリウレタン樹脂としてポリオール及び硬化剤（イソシアネート）とを含有する炸薬組成物及びその製造方法が知られている。
また、ミサイル弾頭用炸薬では、ミサイル発射時の機械的特性のため、厳しい物性（弾性率、伸び等）基準を満足する必要がある。

特許文献１には、爆薬主成分としてシクロテトラメチレンテトラニトロアミン（ＨＭＸ）及び、またはトリメチレントリニトロアミン（ＲＤＸ）と、ニトロ可塑剤と、ポリオールとしてポリエチレングリコール（ＰＥＧ）及びトリメチロールプロパン（ＴＭＰ）と、硬化剤と、を含有する炸薬組成物が記載されている。硬化剤としては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソフォロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）等のイソシアネートであることが記載されている。その製造方法としては、先ず、ニトロ可塑剤、ＰＥＧとＴＭＰ、及び必要に応じて硬化触媒を添加して混合し、次に爆薬主成分であるＨＭＸ及び、又はＲＤＸを混合し、しかる後に、硬化剤が混合される。このように、炸薬組成物の製造方法においては、従来一般に爆薬主成分を混合した後、最後に硬化剤が混合される。これは、硬化が進行している状態で爆薬主成分を混合すると爆薬主成分に機械的負荷が掛り、万一発火した際に爆轟に至ることを懸念し、爆薬主成分を混合した後に硬化を開始させるのが技術常識となっているためである。

特許文献１では、このように最後に硬化剤を混合する製造方法において、ニトロ可塑剤の配合量を１０〜３０重量部と規定することで、注型可能であり、且つ、厳しい物性基準を満たすことができるとされている。具体的実施例には、硬化剤としてＴＤＩを使用した具体例が記載されている。しかし、ＴＤＩは、労働安全衛生法の規定する特定化学物質であり、作業環境が規制される。したがって、硬化剤としては、より有害性の低いＭＤＩ、ＨＤＩ又はＩＰＤＩを用いるのが好ましい。ところが、ＴＤＩに替えてＭＤＩ、ＨＤＩ又はＩＰＤＩを用いた場合、いずれもＴＤＩに比べると硬化速度が遅いため、これらを最後に添加する製造方法では、爆薬主成分及びニトロ可塑剤がポリウレタンの硬化過程において分離してしまい硬化しない場合があった。

これに対し、特許文献２には、硬化剤としてＩＰＤＩを用いた炸薬組成物の製造方法が具体的に記載されている。特許文献２でもやはり硬化剤は最後に混合される。特許文献２では、より製造過程をより単純化することを目的とし、ポリオールとして、引用文献１とは異なるポリイソブチレンポリオールなどの粘性のある液体を用い、先ず、硬化剤以外の全ての成分を混合してペースト状の成分を調整し、そのペースト状の成分と硬化剤（ＩＰＤＩ）とをスタチックミキサーで連続的に混合し、スタチックミキサーの出口から型に直接充填して硬化させる。そうすると、分離することなく炸薬を得ることができる。

特開平２−２７１９８６特開２００４−３５３９０

ところで、炸薬組成物の粘度は低いのが望ましい。というのは、粘度が高いと注型時に気泡を生じやすく、ミサイル弾頭用炸薬に気泡が混入すると、ミサイルの発射時の加速の際に気泡がホットスポットとなり起爆してしまう可能性があるため、製品としての安全性が確保できなくなるからである。これに対し、引用文献２では、硬化剤としてＩＰＤＩを用いた場合でも、特定の組成とすることで、分離しない炸薬組成物を得ることはできるものの、混合終了後の粘度が５８０Ｐａ・ｓと高いため、注型時に気泡が混入する可能性がある。そこで、特許文献２では、それ以上粘度が高まる前に注型するために、スタチックミキサーの出口から型に直接充填し、該充填を真空下で行うことで気泡の混入を防いでいる。つまり、組成のみを調整しても、従来のように硬化剤を最後に投入している限り、粘度の低い炸薬組成物を得ることはできなかった。

そこで、本発明は、硬化剤としてより有害性の低いＩＰＤＩを用いて製造作業の安全性を高め、且つ、より粘度の低い炸薬組成物の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、（１）〜（４）である。
（１）爆薬主成分（Ａ）と、ニトロ可塑剤（Ｂ）と、ポリオール（Ｃ）と、硬化剤（Ｄ）と、硬化触媒（Ｅ）と、を含有し、前記硬化剤（Ｄ）がイソフォロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）である炸薬組成物の製造方法であって、ニトロ可塑剤（Ｂ）にポリオール（Ｃ）と硬化触媒（Ｅ）とを５０℃〜６０℃で混合してポリオール（Ｃ）を溶解する第１の工程と、前記第１の工程の後に前記硬化剤（Ｄ）を混合し、ポリウレタン（Ｙ）とする工程と、前記ポリウレタン（Ｙ）に爆薬主成分（Ａ）を混合する第３の工程と、を有する炸薬組成物の製造方法。

（２）前記硬化触媒（Ｅ）は、ジブチル錫ジラウレート（ＤＢＴＤＬ）であり、前記爆薬主成分（Ａ）、前記ニトロ可塑剤（Ｂ）、ポリオール（Ｃ）および硬化剤（Ｄ）の総和１００重量部に対して０．０００５重量部以上０．００１５重量部以下であることを特徴とする（１）に記載の炸薬組成物の製造方法。

（３）爆薬主成分（Ａ）として、シクロテトラメチレンテトラニトラミン（ＨＭＸ）、トリメチレントリニトロアミン（ＲＤＸ）、ヘキサニトロヘキサアザイソウルチタンとからなる群から選ばれた少なくとも１種を７０．０重量部以上８３．０重量部以下と、ニトロ可塑剤（Ｂ）を１３．５重量部以上１５．５重量部以下と、ポリオール（Ｃ）として、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）２．７２重量部以上８．５３重量部以下と、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）０．２８重量部以上１．１７重量部以下と、硬化剤（Ｄ）としてのイソフォロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）を０．８７重量部以上３．４５重量部以下と、を含むことを特徴とする（２）に記載の炸薬組成物の製造方法。

（４）（１）から（３）のうちいずれか１項に記載の製造方法で製造した炸薬組成物。

本発明によれば、硬化剤（Ｄ）としてより有害性の低いＩＰＤＩを用いて製造作業の安全性を高めることができ、第１〜第３の工程を順に経ることで、より粘度の低い炸薬組成物を製造することができる。すなわち、硬化速度が比較的遅いＩＰＤＩを硬化剤（Ｄ）として用いるにあたり、ポリオール（Ｃ）と爆薬主成分（Ａ）とを混合する第３の工程に先立って、第２の工程でポリオール（Ｃ）にＩＰＤＩを混合して硬化を開始することでポリオール（Ｃ）と爆薬主成分（Ａ）とを分離することなく混合することができる。一方、第１の工程でポリオール（Ｃ）にＩＰＤＩを混合する際に予めポリオール（Ｃ）を溶解しておくことで、ポリオール（Ｃ）とＩＰＤＩとの反応が緩やかに進行するため、爆薬主成分（Ａ）の混合する前にポリウレタン（Ｙ）が硬くなり過ぎるのを抑制することができ、粘度の低い炸薬組成物を製造することができる。この製造方法によれば、適度に分子量が伸長したポリウレタン（Ｙ）に対して、第３の工程で爆薬主成分（Ａ）が混合されると、爆薬主成分（Ａ）の表面がポリウレタン（Ｙ）にコーティングされることで、爆薬主成分（Ａ）の摩擦感度が一時的に低下する。それにより、爆薬主成分（Ａ）と混合機との機械的摩擦が低減され、摩擦による発火の可能性が低減した状態で、安全に混合することができ、爆薬主成分（Ａ）の混合に先立ちＩＰＤＩを混合することが実現可能となっている。

＜炸薬組成物＞
本発明に係る炸薬組成物は、爆薬主成分（Ａ）、ニトロ可塑剤（Ｂ）、ポリオール（Ｃ）、硬化剤（Ｄ）及び硬化触媒（Ｅ）を含む。

〔爆薬主成分（Ａ）〕
爆薬主成分（Ａ）は、シクロテトラメチレンテトラニトラミン（ＨＭＸ）、トリメチレントリニトロアミン（ＲＤＸ）、ヘキサニトロヘキサアザイソウルチタンとからなる群から選ばれた少なくとも１種であるのが好ましい。爆薬主成分（Ａ）は、好ましくは７０．０重量部以上８３．０重量部以下であり、より好ましくは、７５．０重量部以上８０．０重量部以下とする。７０．０重量部より少ないとミサイル用炸薬としては、爆速が低すぎることで必要とされる性能が得にくい。８３．０重量部より多いと粉体成分が多すぎて、製造時における爆薬成分が摩擦により発火する可能性が高まる。また、混合後スラリー状態にならなくなるため、注型できない問題が生じ、製造に適さなくなる場合がある。

〔ニトロ可塑剤（Ｂ）〕
ニトロ可塑剤（Ｂ）は、例えば、ビス（２，２−ジニトロプロピル）アセタール、２，２，８，８−テトラニトロ−４，６−ジオキサデカン、ビス（２，２−ジニトロブチル）ホルマール、５−メチル−２，２，８，８−テトラニトロ−４，６−ジオキサデカン、ビス（２，２−ジニトロブチル）アセタールのうち１種以上を混合した混合物または、２，４−ジニトロエチルベンゼンとトリニトロエチルベンゼンの混合物とし、好ましくは、ビス（２，２−ジニトロプロピル）アセタール、２，２，８，８−テトラニトロ−４，６−ジオキサデカン、ビス（２，２−ジニトロブチル）ホルマール、５−メチル−２，２，８，８−テトラニトロ−４，６−ジオキサデカン、ビス（２，２−ジニトロブチル）アセタールのうち１種以上を混合した混合物である。ニトロ可塑剤（Ｂ）として２，４−ジニトロエチルベンゼンとトリニトロエチルベンゼンの混合物を使用しても性能上は問題ないが、前記ニトロ可塑剤に比べ、毒性が高いので使用しない方が好ましい。

また、ニトロ可塑剤（Ｂ）の混合量は、好ましくは１３．５重量部以上１５．５重量部以下であり、より好ましくは、１４．０重量部以上１５．０重量部以下で混合する。１３．５重量部未満であると可塑性が低く、製造終了時の粘度が高くなるため、注型しにくくなる。また、可塑剤の混合量が１５．５重量部より多いとポリウレタン樹脂成分（ポリオール（Ｃ）、硬化剤（Ｄ）、）が相対的に少なくなり、炸薬組成物として必要な樹脂成分が不足し、硬化せずに爆薬主成分（Ａ）とニトロ可塑剤（Ｂ）が分離しやすくなる。

〔ポリオール（Ｃ）〕
ポリオール（Ｃ）は、例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）などが挙げられ、これらを単独ないし２種以上組み合わせて用いることができる。好ましくは、ＰＥＧ２．５重量部以上７．５重量部以下、ＴＭＰ０．３５重量部以上１．５重量部以下の範囲で混合する。この場合、ＰＥＧとＴＭＰとは、いずれも硬化剤（Ｄ）とウレタン反応してポリウレタンを形成するが、３官能であるＴＭＰは架橋剤としての役割も担う。ここで、ＰＥＧが、２．５重量部未満であると、ＴＭＰが相対的に多くなり、製造後の粘度が高くなる。また、ＰＥＧが７．５重量部より多いと相対的にＴＭＰが少なくなり、爆薬主成分との相溶性が悪くなり硬化中に分離しやすくなる。一方、ＴＭＰが０．３５重量部より少ないとＰＥＧが多い時と同様に爆薬主成分（Ａ）との相溶性が悪くなり、硬化中に分離しやすくなる。また、ＴＭＰが１．５重量部より多いと、ウレタン結合による硬化が早すぎて、製造終了時の粘度が高くなり、注型に適さなくなる場合がある。

〔硬化剤（Ｄ）〕
硬化剤（Ｄ）は、イソフォロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）である。硬化剤（Ｄ）は、０．８７重量部以上３．４５重量部以下の範囲とするのが好ましい。０．８７重量部未満であると、ポリオール（Ｃ）がＩＰＤＩ中のイソシアネート基と反応してウレタン結合する前に爆薬主成分（Ａ）が分離しやすくなり、３．４５重量部より多いとウレタン結合による硬化が早すぎて、製造終了時の粘度が高くなり、注型に適さなくなる場合がある。

〔硬化触媒（Ｅ）〕
硬化触媒（Ｅ）は、好ましくは、ジブチル錫ジラウレート（ＤＢＴＤＬ）である。爆薬主成分（Ａ）、ニトロ可塑剤（Ｂ）、ポリオール（Ｃ）、硬化剤（Ｄ）の総和を１００重量部としたとき、硬化触媒（Ｅ）は、０．０００５重量部以上０．００１５重量部以下とするのが好ましい。０．０００５重量部未満であるとウレタン結合する前に爆薬主成分（Ａ）が分離しやすく、０．００１５重量部より多いとウレタン結合による硬化が早すぎて、製造終了時の粘度が高くなり、注型に適さなくなる場合がある。

＜炸薬組成物の製造方法＞
炸薬組成物は、以下の第１〜第３の工程を順に経て製造することができる。

〔第１の工程〕
第１の工程では、ニトロ可塑剤（Ｂ）にポリオール（Ｃ）と硬化触媒（Ｅ）とを５０℃〜６０℃で混合し、ポリオール（Ｃ）を溶解する。加熱温度が５０℃より低いと、次の第２の工程におけるポリオール（Ｃ）と硬化剤（Ｄ）との反応（ポリウレタン反応）が極めて緩やかとなり、注型時に気泡がほとんど生じない程度に粘度の低い炸薬組成物を得ることはできる。しかし、ポリウレタン反応が不十分であるために、ポリウレタンが十分なバインダー機能を発揮することができず、注型した炸薬組成物が硬化する段階で分離し、炸薬が得られない。一方、加熱温度が６０℃を超えると、第２の工程におけるポリウレタン反応が速く進行してポリウレタンが硬くなり、炸薬組成物の粘度が高くなるため注型に適さない。

この第１の工程でポリオール（Ｃ）を加熱することは、ポリオール（Ｃ）の表面の水分を蒸発させることにも寄与し、次の第２工程における硬化剤（Ｄ）との反応（ポリウレタン反応）における発泡の抑制することができる。さらに積極的に水分の蒸発させるためには、減圧下で加熱するのが好ましい。例えば、圧力１０ｍｍＨｇ以下とすると、効率よく水分を蒸発させることができる。その際には、粉体のポリオール（Ｃ）が舞い上がるのを避けるため、はじめは常圧で混合し、溶解したら減圧するのが望ましい。例えば、常圧で３０分程度混合し、その後減圧して３０分程度混合すると、ポリオール（Ｃ）を溶解することができるとともに、十分に水分を蒸発させることができる。

〔第２の工程〕
第２の工程では、硬化剤（Ｄ）を混合し、ポリウレタン（Ｙ）とする。第２の工程は、硬化剤（Ｄ）がよく混ざったら混合を終了すればよい。混合は、好ましくは、第１の工程と同様に５０〜６０℃で行う。また、圧力１０ｍｍＨｇ以下とするのが好ましい。

〔第３の工程〕
第３の工程では、ポリウレタン（Ｙ）に爆薬主成分（Ａ）を混合し、炸薬組成物を得る。第３の工程は、少なくとも、ポリウレタン（Ｙ）と爆薬主成分（Ａ）とがよく混ざるまで混合する。その際、粉体の爆薬主成分（Ａ）を２回以上に分けて投入すると、爆発しにくいので好ましい。混合は、好ましくは、第１の工程と同様に５０〜６０℃で行う。また、圧力１０ｍｍＨｇ以下とするのが好ましいが、爆薬主成分（Ａ）が舞い上がるのを防ぐため、はじめは常圧で混合し、その後、減圧するのが好ましい。

この炸薬組成物の製造方法において、爆薬主成分（Ａ）を混合する第３の工程に先立って、第２の工程にて硬化剤（Ｄ）としてのＩＰＤＩを混合することは、硬化剤（Ｄ）として、ＴＤＩよりも硬化速度の遅いＩＰＤＩを使用する上で、ポリウレタン（Ｙ）の硬化過程で成分が分離してしまうのを防ぐために必要である。というのは、ポリウレタン（Ｙ）が硬化する際に形成される網目構造の中に爆薬主成分（Ａ）やニトロ可塑剤（Ｄ）が取り込まれることで、ポリウレタン（Ｙ）がバインダーとして作用して各成分がまとまる。しかし、ポリオール（Ｃ）に爆薬主成分（Ａ）を混合した後に、硬化剤（Ｄ）を混合すると、ポリウレタン（Ｙ）の硬化が進行して十分な網目構造が形成される前にポリウレタン（Ｙ）からニトロ可塑剤（Ｂ）と爆薬主成分（Ａ）とが分離し、硬化が妨げられる不都合が生じる場合があるからである。そこで、爆薬主成分（Ａ）を混合する前に、ＩＰＤＩを混合してポリウレタン反応を開始させることで、ポリウレタン（Ｙ）の硬化過程で成分が分離するのを防ぐことができる。

その一方で、第１の工程と第２の工程を分け、まず、第１の工程で固体であるポリオール（Ｃ）を加温（５０〜６０℃）することにより溶解し、溶解したポリオール（Ｃ）に対して、第２の工程で硬化剤（Ｄ）であるＩＰＤＩを混合することで、ポリオール（Ｃ）の硬化を緩やかに進行させる。これにより、ポリオール（Ｃ）がウレタン結合によって適度に分子量伸長したポリウレタン（Ｙ）が得られる。そして、そこへ第３の工程として爆薬主成分（Ａ）を混合することで、分離しないが硬すぎず、注型時に気泡がほとんど混入しない程度に粘度の低い炸薬組成物が得られる。すなわち、第３工程での混合を終了してから、50℃〜60℃環境下にて２時間後の粘度が４５０Ｐａ・ｓ以下の炸薬組成物が得られる。

なお、この炸薬組成物の製造方法によれば、第１の工程でポリオール（Ｃ）を加温することで水分も除去されているので、第２の工程でのポリオール（Ｃ）と硬化剤（Ｄ）であるＩＰＤＩとのウレタン反応を、発泡させることなく進行させることもできる。また、第２の工程で、適度に分子量が伸長したポリウレタン（Ｙ）に対して、第３の工程で爆薬主成分（Ａ）が混合されると、爆薬主成分（Ａ）の表面がポリウレタン（Ｙ）にコーティングされることで、爆薬主成分（Ａ）の摩擦感度が一時的に低下する。それにより、爆薬主成分（Ａ）と混合機との機械的摩擦が低減され、摩擦による発火の可能性が低減した状態で、安全に混合することができる。

得られた炸薬組成物を、注型し、硬化させることで炸薬が得られる。注型は、例えば、５０〜６０℃で加熱しながら行うのが好ましい。また、減圧注型したり、あるいは常圧で注型してから減圧振動させることで、脱泡させるのが好ましい。硬化は、例えば、５０〜６０℃の高温室内に静置することで進行させることができる。その場合の硬化時間の目安は、４日以上である。４日以上経過すると、引っ張り物性が安定するからである。一方、長期間加温し続けるとかえって劣化し、弾性率が低下したり、クラックが発生するなど、物性が悪くなることがあるので、硬化時間は、例えば、４日以上７日以下を目安とし、硬化状況に応じて適宜延長すればよい。

＜実施例１〜１９＞
表１、２に記載の組成にて、下記第１〜第３の工程を圧力１０ｍｍＨｇ及び表に記載の温度条件下で順に経て炸薬組成物を得た。得られた炸薬組成物を下記注型・硬化工程にて硬化させ炸薬を得た。なお、表中の略号は、次の意味を示す。
（ＨＭＸ）シクロテトラメトレンテトラニトラミン
（ＲＤＸ）シクロトリメトレントリニトラミン
（ａ−１）ヘキサニトロヘキサアザイソウルチタン
（ＰＥＧ）ポリエチレングリコール
（ＴＭＰ）トリメチロールプロパン
（ＩＰＤＩ）イソフォロンジイソシアネート
（ＭＤＩ）４,４’-ジフェニルメタンジイソシアネート
（ＨＤＩ）ヘキサメチレンジイソシアネート
（ＤＢＴＤＬ）ジブチル錫ジラウレート
（ＢＤＮＰＡ／Ｆ）ビス（２，２−ジニトロプロピル）アセタールとビス（２，２−ジニトロプロピル）ホルマールの混合物
（ＢＤＮＰＡ）ビス（２，２−ジニトロプロピル）アセタール
（ｂ−１）ビス（２，２−ジニトロプロピル）アセタール、２，２，８，８−テトラニトロ−４，６−ジオキサデカン、ビス（２，２−ジニトロブチル）ホルマールの混合物
（ｂ−２）ビス（２，２−ジニトロプロピル）アセタールとビス（２，４−ジニトロプロピル）ホルマール、２，２，８，８−テトラニトロ−４，６−ジオキサデカンの混合物
（ｂ−３）ビス（２，２−ジニトロプロピル）アセタールとビス（２，５−ジニトロプロピル）ホルマール、２，２，８，８−テトラニトロ−４，６−ジオキサデカン、ビス（２，２−ジニトロブチル）ホルマールの混合物
（ｂ−４）２，４−ジニトロエチルベンゼンとトリニトロエチルベンゼンの混合物

〔第１の工程〕
ニトロ可塑剤（Ｂ）、ポリオール（Ｃ）、硬化触媒（Ｅ）を１０分混合する。
〔第２の工程〕
硬化剤（Ｄ）を加え、１０分混合し、ポリウレタン（Ｙ）とする。
〔第３の工程〕
ポリウレタン（Ｙ）に、爆薬主成分（Ａ）を２回に分けて加え、３０分混合し、炸薬組成物を得る。
〔注型・硬化工程〕
炸薬組成物を注型し、６０℃で６日間硬化させることにより炸薬を得る。

実施例１〜１９において、第３の工程での混合終了後の炸薬組成物の硬化状態及び２時間後の粘度、硬化した炸薬の硬化状態を、以下の方法にて評価した。その結果を表１、２に示す。
〔混合終了後の炸薬組成物の硬化状態〕
第３の工程での混合終了後の炸薬組成物について、粘度を測定し、その結果から判定した。
注型可能 ○
注型できない或いは注型できても気泡が混入 ×
〔２時間後の炸薬組成物の粘度〕
第３の工程での混合終了後２時間経過した炸薬組成物について、６０℃にて、ＴＯＫＩＭＥＣ製Ｅ型粘度計を用いて測定した。
〔炸薬の硬化状態〕
炸薬組成物を６０℃で５日間硬化させて得られた炸薬について、ＪＡＮＮＡＦ片に加工し、引張試験機にて引張試験を実施し、その結果から判定した。
ミサイル弾頭用炸薬として十分な強度及び弾性を備え、特に強度及び弾性が良好である ◎
ミサイル弾頭用炸薬として十分な強度及び弾性を備える ○

＜比較例１、２＞
硬化剤（Ｄ）としてＩＰＤＩを用い、各々表３に記載の組成で６０℃にて、ニトロ可塑剤（Ｂ）、ポリオール（Ｃ）、硬化触媒（Ｅ）を混合する第１の工程の後に、爆薬主成分（Ａ）を混合する工程（第３の工程）、硬化剤（Ｄ）を混合する工程（第２の工程）を順に経て炸薬組成物及び炸薬の製造を試みた。
＜比較例３＞
硬化剤（Ｄ）としてＩＰＤＩを用い、表３に記載の組成で６０℃にて、まず、ニトロ可塑剤（Ｂ）、ポリオール（Ｃ）、硬化触媒（Ｅ）及び硬化剤（Ｄ）を圧力１０ｍｍＨｇ以下で４０分混合し、その後、爆薬主成分（Ａ）を１回で加え、圧力１０ｍｍＨｇ以下で３０分混合し、炸薬組成物及び炸薬の製造を試みた。
＜比較例４、５＞
硬化剤（Ｄ）としてＩＰＤＩを用い、各々表３に記載の組成で、比較例４は４０℃にて、比較例５は６５℃にて、実施例１〜１９と同様の製造手順にて炸薬組成物及び炸薬の製造を試みた。
＜比較例６〜１０＞
硬化剤（Ｄ）としてＩＰＤＩを用い、各々表３に記載の組成で６０℃にて、実施例１〜１９と同様の製造手順にて炸薬組成物及び炸薬の製造を試みた。
＜比較例１１〜１４＞
硬化剤（Ｄ）として、比較例１１、１２ではＭＤＩを、比較例１３、１４ではＨＤＩを用い、各々表４に記載の組成で、６０℃にて、ニトロ可塑剤（Ｂ）、ポリオール（Ｃ）、硬化触媒（Ｅ）を混合する第１の工程の後に、爆薬主成分（Ａ）を混合する工程（第３の工程）、硬化剤（Ｄ）を混合する工程（第２の工程）を順に経て炸薬組成物及び炸薬の製造を試みた。
＜比較例１５、１６＞
硬化剤（Ｄ）として、比較例１５ではＭＤＩを、比較例１６ではＨＤＩを用い、各々表４に記載の組成で６０℃にて、実施例１〜１９と同様の製造手順にて炸薬組成物及び炸薬の製造を試みた。

比較例１〜１６にて得られた炸薬組成物及び炸薬について実施例１〜１９と同様に評価し、その結果を表３、４に併記した。なお、表中の、２時間後の炸薬組成物の粘度の項目の「−」の表示は、第３の工程終了時には既に硬化が進行し過ぎて注型できなかったことを表す。また、炸薬の硬化状態の項目の「分離」の表示は、注型・硬化工程での硬化中にウレタン結合が十分に進む前に爆薬主成分（Ａ）とニトロ可塑剤（Ｂ）とが分離してしまい硬化に至らなかったことを表し、「−」の表示は、第３の工程終了時に明らかに硬く気泡が内部に混在して抜けない状態となっていたので、あるいは、パサパサでスラリーにならず硬化しないことが目視観察によって明らかであったので、硬化させなかったことを表す。

実施例１と比較例１の結果を参照すると、比較例１のようにポリオール（Ｃ）に爆薬主成分（Ａ）を混合した後、最後に硬化剤（Ｄ）であるＩＰＤＩを混合すると、ウレタン反応が十分に進む前に爆薬主成分（Ａ）及びニトロ可塑剤（Ｂ）が分離してしまうのに対し、実施例１のように爆薬主成分（Ａ）を混合する前にＩＰＤＩを混合することで、気泡の発生を抑制しながら注型することができ、且つ分離することなく硬化させることができる炸薬組成物が得られることがわかる。併せて比較例２を参照すると、最後にＩＰＤＩを混合する場合には、硬化触媒（Ｅ）を若干量増しただけでもウレタン反応が速くなりすぎ、製造終了２時間後の粘度は５８０Ｐa・ｓと高くなり、注型時に気泡が発生し易い炸薬組成物となり、硬化触媒（Ｅ）の配合量により炸薬組成物の粘度をコントロールすることは困難であることがわかる。更に、比較例３の結果も参照すると、爆薬主成分（Ａ）を混合するよりも前にＩＰＤＩを混合する場合であっても、予めポリオール（Ｃ）を溶解することなく、いきなりＩＰＤＩを混合すると、ウレタン反応の進行が速く、爆薬主成分（Ａ）の混合後、スラリーにならず（粉状）、炸薬組成物とすることができなかった。このことから、予め溶解したポリオール（Ｃ）に対してＩＰＤＩを混合し、その後、爆薬主成分（Ａ）を混合することによってこそ、気泡を生じることなく注型可能であり、且つ分離せずに硬化して炸薬とすることができることが明らかとなった。さらに、併せて実施例１９及び比較例４、５の結果も参照すると、その際の混合温度が５０℃よりも低いと、反応が遅すぎたのが原因と推定できるが、硬化途中で分離し、６０℃よりも高いと、逆に硬化速度が早く、混合終了時に硬化してしまい、炸薬組成物とならなかった。このことから混合温度は５０〜６０℃とすることが明らかとなった。

また、実施例１３と比較例６の結果から、硬化剤（Ｄ）としてのＩＰＤＩの配合量が０．８７重量部をより少ないと、ポリウレタンと爆薬主成分（Ａ）とが分離して硬化しない場合があることがわかった。一方、実施例１０と比較例７の結果から、ＩＰＤＩが３．４５重量部を超えると、気泡が混入し、ミサイル弾頭用炸薬としては、使用できないものとなることがわかった。これにより、ミサイル弾頭用では、ＩＰＤＩの配合量を０．８７〜３．４５重量部とするのが望ましいことが明らかとなった。また、気泡が混入した比較例７では２時間後の炸薬組成物の粘度が４６０Ｐａ・ｓであったのに対し、４３０Ｐａ・ｓであった実施例１２では気泡の混入がなかったことから、２時間後の炸薬組成物の粘度を４５０Ｐａ・ｓ以下に保つことが望ましいことが明らかとなった。

また、実施例１、３、４と比較例８、９との結果を参照すると、硬化触媒（Ｅ）を配合しない場合には、硬化に至らないことがわかる。これは、ウレタン結合が十分に進む前に爆薬主成分（Ａ）及びニトロ可塑剤（Ｂ）が分離してしまったからである。また、硬化触媒（Ｅ）を配合した場合でも、配合量が０．００２０重量部以上であると、混合終了後の硬化が早く、製造終了時には既に粘度測定できない程度まで硬化が進行して炸薬を成形できない場合があり、硬化触媒（Ｅ）の配合量を０．０００５〜０．００１５重量部とすることで、より確実に気泡を生じることなく注型可能であり、且つ分離せずに硬化して炸薬とすることができることが明らかとなった。

実施例１３と比較例１０の結果から、架橋剤として作用するＴＭＰの量が０．２８よりも少ないと、製造終了２時間後の粘度が低すぎて硬化途中で分離する場合があり、他の実施例の結果も併せて参照すると、ＴＭＰは０．２８重量部以上１．１７重量部以下、ＰＥＧは２．７２重量部以上８．５３重量部以下とし、爆薬主成分（Ａ）は７０．０重量部以上８３．０重量部以下、ニトロ可塑剤（Ｂ）は１３．５重量部以上１５．５重量部以下とすることが好ましいことがわかった。

ちなみに、比較例１１〜１４では、硬化剤（Ｄ）として、ＩＰＤＩではなくＭＤＩまたはＨＤＩを用い、硬化速度がＩＰＤＩよりも速いことを考慮し、硬化速度を抑えるべく組成を調整したうえで、特許文献１のように最後に硬化剤（Ｄ）を添加する手順で炸薬組成物の製造を試みた。すなわち、比較例１１、１２では、ＭＤＩを下限１．０７重量部とし、架橋剤下限であるＰＥＧ３．６２重量部、ＴＭＰ０．３１重量部、ニトロ可塑剤１５．０重量部とした。比較例１３、１４では、ＨＤＩの下限０．７９重量部とし、架橋剤下限であるＰＥＧ３．８０重量部、ＴＭＰ０．４１重量部、ニトロ可塑剤１５．０重量部とした。そして、硬化触媒（Ｅ）の量を微調整したが、やはり硬化触媒（Ｅ）の量で硬化状態をコントロールすることはできず、分離したり、或いは逆に硬くなりすぎたりして、目的の炸薬組成物を得ることはできなかった。また、比較例１５、１６では、ＭＤＩまたはＨＤＩを用い、第１の工程、第２の工程、第３の工程を順に経る製造方法にて、爆薬主成分（Ａ）を混合する前に硬化剤（Ｄ）を混合して炸薬組成物の製造を試みたが、いずれも混合途中で硬化してしまい、製造を中断せざるを得なかった。

Claims

爆薬主成分（Ａ）と、ニトロ可塑剤（Ｂ）と、ポリオール（Ｃ）と、硬化剤（Ｄ）と、硬化触媒（Ｅ）と、を含有し、前記硬化剤（Ｄ）がイソフォロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）である炸薬組成物の製造方法であって、
ニトロ可塑剤（Ｂ）にポリオール（Ｃ）と硬化触媒（Ｅ）とを５０℃〜６０℃で混合してポリオール（Ｃ）を溶解する第１の工程と、
前記第１の工程の後に前記硬化剤（Ｄ）を混合し、ポリウレタン（Ｙ）とする工程と、
前記ポリウレタン（Ｙ）に爆薬主成分（Ａ）を混合する第３の工程と、を有し、
前記硬化触媒（Ｅ）は、ジブチル錫ジラウレート（ＤＢＴＤＬ）であり、前記爆薬主成分（Ａ）、前記ニトロ可塑剤（Ｂ）、ポリオール（Ｃ）および硬化剤（Ｄ）の総和１００重量部に対して０．０００５重量部以上０．００１５重量部以下であり、
爆薬主成分（Ａ）として、シクロテトラメチレンテトラニトラミン（ＨＭＸ）、トリメチレントリニトロアミン（ＲＤＸ）、ヘキサニトロヘキサアザイソウルチタンとからなる群から選ばれた少なくとも１種を７０．０重量部以上８３．０重量部以下と、
ニトロ可塑剤（Ｂ）を１３．５重量部以上１５．５重量部以下と、
ポリオール（Ｃ）として、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）２．７２重量部以上８．５３重量部以下と、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）０．２８重量部以上１．１７重量部以下と、
硬化剤（Ｄ）としてのイソフォロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）を０．８７重量部以上３．４５重量部以下と、
を含むことを特徴とする、炸薬組成物の製造方法。