JPH0340986A - 乳化剤を多量に含む爆薬 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は油中水型爆薬組成物、特には、満足な爆薬性能
を維持しなから元圧に耐える、乳化剤含有量の多い油中
水型エマルジョン爆薬組成物に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

本発明ばＢｌｕｈｍの米国特許第３，４４７，９７８号
に例示された、従来のスラリー爆破組成物、ダイナマイ
ト、ＡＮＦＯｋよび水性ｒル爆薬に優る多くの利点を持
つ油中水型エマルジョン爆破剤に関する。現在工業界で
普通に用いられるＢｌｕｈｍのエマルジョン爆薬組成物
は次の成分（ａｌ無機の酸素放出塩の水性溶液の個所の
小滴を包含する不連続水性相と、（ｂ）全体に前記小滴
を分散している連続した水と非混和性の有機相と、（Ｃ
）その連続有機相全体に亘って酸化剤塩溶液の小滴のエ
マルジョンを形成する乳化剤と、（ｄ）不連続水性相と
を持っている。

油中水型エマルジョン爆薬組成物は爆ごう性能を得るた
めにガス泡または空所を提供する薬剤によシ提供される
、均一に分散された空間を必要とする。それ故、油中水
型エマルジョン爆薬中に均一に分散される空間を維持す
ることは良好な爆どう性能と良好な保存性を達成するの
には重要である。さらに空間を処理する方法がエマルジ
ョン爆薬の爆どう特性に影響することがある。

空間は機械的または物理的にエマルジョン爆薬中に混合
または吹込まれたガス泡により提供することができる。

空所はまたガス供、給化学薬剤によりエマルジョン爆薬
中に形成するかまたは空所提供剤例えば中空微小球、膨
張パーライトまたはスチロフォームビーズによりエマル
ジョン爆薬中に混合することができる。

空気またばガス泡の不利な点はそれが高圧下で圧縮され
得ると云う事から生ずる。もし高圧にさらされ、圧縮さ
れると、エマルジョン爆薬組成物の総括密度は増大し、
その組成物は最早爆どうせず、所望の爆どう性能は減少
する。爆薬組成物の密度増大および鈍感化の前記の現象
は前圧縮！たは充圧として知られている。勿論、樹脂ま
たはガラス製の中空微小球はガスまたは空気泡よりも高
い圧力に抵抗できるが、また、それは崩壊し、密度減少
が起る圧力の臨界点をもっている。

中空小球体またはガス／空気泡を採用しているエマルジ
ョン爆薬組成物は特に、発破パターンにおけるせん孔が
異る時間順序で爆どうされるような大規模発破適用にお
いて充圧の害を受は易い。

中空微小球をもつエマルジョン爆薬組成物が装てんされ
ている、来場ごうのせん孔は、近くにあって前に着火さ
れたせん孔からの鈍感化させる衝撃波により充圧を受け
ることがある。近隣の装薬の衝撃は来場ごうの装薬を圧
縮し、その密度を爆どうできない点に！で増大させる（
即ち、／１６８雷管を用いて確実に爆発しない）。

前記の現象を克服するため、米国特許第４．４７４，６
２８号にかいてはより高い静水圧に抵抗し、従って爆ど
う性を保持できる、より強い中空微小球を用いるべきで
あることを示唆した。この示唆された解決法は費用がか
かりそしてエマルジョン崩壊の問題を発生させ得る。

〔本発明の要約〕

本発明のエマルジョン爆薬組成物は全乳化燃料成分の少
くとも４５％、好ましくは６０％以上をなす乳化剤含有
量を持つエマルジョン組成物を提供する。全燃料とは乳
化剤と、水と非混和性の炭素質燃料との全重量を云う。

驚くべきことに、先行技術にかいて教えられているより
多量の乳化剤の使用がエマルジョン爆薬組成物の前圧縮
即ち充圧に対する抵抗性の明確な改善につながることが
発見された。

〔詳細な説明〕

本発明の好ましい態様にかいてはエマルジョンは次の一
般処方をもつ（ここにひける凡てのパーセントハ全エマ
ルジョン重量パーセントについてである）。

成分 酸化剤塩 （硝酸塩、過塩素酸塩） 水 鋭感剤 追加の燃料および高密度化剤 組成物を爆発性にするに充分な 密度減少剤 全乳化燃料 ａ、水と非混和性の乳化し得る 炭素質燃料成分 ｗｔ　係 約７０憾より多量 約４〜約２０％ ０〜約４０優 ０〜約５０％ ０〜約６優 約４〜約１０％ 約０〜約、６俤 本発明の実施に有用な乳化剤成分には油中水型エマルジ
ョンを形成するに効果的な何らかの乳化剤が包含される
。油中水型エマルジョン形成に効果的な乳化剤はこの技
術にはよく知られている。

その例は米国特許第３，４４７，９７８号、３，７）５
，２４７号、５，７６５，９６４号釦よび４，１４１，
７６７号中に記載されている。この記載をここで引用す
る。

更に、受入れられる乳化剤は参考著書Ｍｅ　Ｃｕｔｈｅ
ｏｒｌ　ｓＦｉｍｕｌｓｉｆｉｅｒｓ　ａｎｄ　Ｄｓｔ
ｅｒｇｅｎｔｓ　（ＭｃＣｕｔｈｅｏｎＤｉｖｉ−ｓｉ
ｏｎ、　Ｍ、Ｃ，Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　Ｃｏ、、　Ｎ
ｅｗ　Ｊｅｒｓｅｙ　）中で見出すことができる。使用
し得る特定の乳化剤にはンルビトールから水を除去する
エステル化によって誘導されるものが含筐れる。その様
なンルビタン乳化剤にはソルビタン脂肪酸エステル側光
ばソルビタンモノラウラート、ンルビタンモノオレアー
ト、ソルビタンモノラウラ−ト、ンルビタンモノステア
ラートおよびンタビタントリステアラートを包含しても
よい。脂肪形成脂肪酸の七ノーおよびジ−グリセリドも
また乳化剤として有用である。本発明に用いてもよい他
の乳化剤にはポリオキシエチレンンルピトールエステル
例えばポリオキシエチレンンルビトール蜜蝋誘導体材料
が含１れる。油中水型乳化剤例えばラノリン脂肪酸のイ
ングロビルエステルも！た、高分子量のアルコールとワ
ックスエステルとの混合物と同様に有用である。油中水
型乳化剤の他の種種な特定例にはポリオキシエチレンラ
ウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル
、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオキシ
オクチレンとオレイルラウラート、オレイン酸リン酸塩
、置換オキサゾリン会よびリン酸エステルその他が包含
される。更に、オレフィン置換スクシン酸との反応によ
り−価筐たは多価アルコールのエステル化で誘導される
乳化剤は本発明の実施に有用である。またポリアルキリ
ンアミンのポリアルキリン置換コハク酸への付加で誘導
される乳化剤もまた本発明では有用である。置換されて
いる飽和訃よび不飽和のオキソゾリンもまた有用である
。これらの種種な乳化剤並に他の乳化剤の混合物もまた
用いてもよい。

液状有機の、水と非混和性の炭素質燃料はエマルジョン
の連続相を作るために流動性のある燃料である。その液
状の炭素質（有機の）燃料成分には、大部分の炭化水素
例えばパラフィン系、オレフィン系、ナフテン系、芳香
族系、飽和または不飽和の炭化水素を包含することがで
きる。適当な、水と混合しない有機燃料には、ディーゼ
ル燃料油、鉱油、パラフィンワックス、ミクロクリスタ
リンワックス釦よび油とワックスとの混合物が含１れる
。好筐しくば、安価で比較的低粘度である故に、有機の
、水と非混和性の燃料はディーゼル燃料油である。本発
明の組成物中で有用な適当な油には種種な石油、植物油
しよび鉱油、例えばＫＡＹＤＯＬ■の商標の下に、Ｗｈ
ｉｔｅ’ｓ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙにより
販売されている高度に精製された白鉱油等を含む。

ワックスは好ましくは油と組合せて用い、−数的には、
ワックスと油とを一緒に溶解するため加熱を必要とする
。ワックスの使用は典型的には、鉱油、ディーゼル燃料
または他の軽灰化水素油を用いる場合より粘度の高いエ
マルジョンを生ずる。

適当なワックス例えば石油ワックス、ミクロクリスタリ
ンワックス、パラフィンワックス、鉱油ワックス例えば
オキソセライトおよびモンタン蝋、動物蝋例えば鯨蝋お
よび昆虫蝋例えば蜜蝋会よびイボタ蝋は本発明に従って
使用できる。

乳化燃料成分は凡て乳化剤あるいは乳化剤４５俤または
それ以上を持つ乳化剤と水と非混和性の燃料との混合物
で作ることができる。好ましい態様に釦いては、非混和
性炭素質燃料と乳化剤との混合物は乳化剤が乳化した燃
料全重量の６０〜約８０俤であるようなものである。過
去にかいては、乳化剤含有量は乳化剤が最も高価な成分
または最も高価な成分の１つである故に、経済的理由の
ため最少限に保たれていた。乳化剤は安定度を維持する
のを助ける故に、エマルジョンを形成するのに必要な最
低限度より稍々過剰の乳化剤が用いられた。今、驚くべ
きことには非常に高い乳化剤含有量が元圧に抵抗するエ
マルジョンを作り出すことが発見された。

好１しくは、密度減少は密度減少剤の使用によって達成
される。非常に好筐しくは密度はがラスまたは樹脂微小
バルーンの使用によって減少される。典型的には爆薬組
成物の密度は約０．９ｇ／ｃｃ〜１．４５　ｇ／ｃｃ、
非常に好１しくは約１．０ｇ／ｃ−Ｑ〜１．４ｇ／ｃｃ
であるべきである。

追加の燃料は技術では知られているもの例えば微細に分
割された石炭、アルミニウム薄片、アルミニウム粒、フ
ェロホスホル、砂糖、シリコン、マグネシラムおよび硫
黄であることができる。

般に従来知られているどんな燃料も使用できる。

本発明に関し使用に適当な鋭感剤には、硝酸モノメチル
アミン、ＴＮＴ、　ＰＥＴＮ、無煙火薬釦よび従来知ら
れている他のものが含１れる。鋭感剤は爆発に対する感
度増加のために使用されるが通常には、高価のため添加
されない。

このエマルジョンは実質的に均一に分散されている空間
を分配することにより爆どう性にされる。

密度減少剤を密度を減少させるために添加してもよい。

密度はガス泡、密度減少剤筐たは両者の組合せの形の空
所により所望の水準！で減少させてもよい。これらの密
度減少剤はまた全組成物を敏感にするのに役立つ。従来
知られている密度減少剤例えばガラス筐たは樹脂微小バ
ルーン、スチロフォームビーズ、バーライ）ｂよび膨張
パーライトを含むどんな適当な密度減少剤を用いてもよ
い。

その密度減少剤は筐たエマルジョン中に保持されていて
、エマルジョン中で泡立っているか、あるいは硝酸す）
　ＩＪウムと一緒にガス供給剤例えばチオ尿素を用いる
ことにより発生する吸蔵ガスであることができる。好ま
しい態様では密度減少剤として微小バルーンを利用する
。

不連続相は乳化された水性の無機酸化剤塩溶液よりなる
。本発明に関して使用に適当な酸化剤塩には硝酸アンモ
ニウムと硝酸ナトリウムと硝酸カルシウムとを含む。勿
論これらの酸化剤塩は硝酸アンモニウムと組合せて利用
することができる。

本発明の爆薬組成物の耐前圧縮性は特殊化された実験室
規模の方法を用いて測定される。この試験に釦いては、
励爆薬（屑８雷管とＰＥＴＮ　２　ｇを含有するプライ
ム単位）と受傷薬包（試験爆発材料を含有する１１／４
″×７“紙薬包）とを水面下で互に既知の距離に離して
設置する。受傷薬包には、励爆雷管から７５ミリ秒ルく
れされている／１６８発破雷管をつける。幾つかの例に
かいては薬包を回収し、検査できるように受傷薬包は爆
どうさせない。しかし多くの場合、受爆薬包中で起爆さ
せた。

爆どう結果は検査または爆速測定あるいはその両者のい
ずれかにより測定された。勿論、受傷薬包が爆どう可能
な１１で残るような励爆薬と受傷薬包との距離が小さけ
れば小さし程、処方の耐前圧縮性は大きい。この試験は
、多くの試料の評価を可能にし、実地の効果を適切に表
現しているようであり、再現性がある故に使用されてい
る。表１にはこの発明の有用性に関する例が含唸れてい
る。

例■〜■は衝撃をうけた後での元圧即ち前圧縮に対する
エマルジョンの抵抗性への、乳化剤水準上昇の影響を説
明している。例■は典型的な先行技術組成物を表す。４
つの凡ての場合、試験薬包は前記試験にかける励爆薬か
ら６“離して設置されていた。励爆薬に着火した後、受
傷薬包は爆どうせず、回収して検査された。いずれの場
合においても元のエマルジョン爆薬は軟かでしなやかな
試験前のコンシスチンシーを持っていた。この事が高い
製品はその軟いコンシスチンシーを保っているが、低水
準のものは固くなることが理解できる。後者の結果はエ
マルジョンが崩壊したことを示している。かくして、高
い乳化剤水準は衝撃劣化に対する抵抗性を改善する。

例■−■は爆どう特性への乳化剤含有量の影響を説明し
ている。前記の如く、試験薬包は励爆薬から６“離して
訃く。しかし、これらの場合には、受爆薬は起爆した。

結果を表に掲げる。乳化剤水準を増大させることが製品
の、衝撃を受けた後でも爆どう性に保つ能力も増大させ
ることを容易に明らかとした。この事は爆薬製品に対す
る非常に重要な寄与である。

最後の２例は同じ現象を説明する。データは乳化剤パー
セントの増加につれて耐衝撃性が増大することを示して
いる。また、種種な乳化剤またはそれらの乳化剤の組合
せも性能を改善させるのに用いることが出来ることを表
中の結果から知ることができる。

ａ、　　０ＬＯＡ　Ｃｈｅｖｒｏｎとして販売され”（
イル、ポリアルキリンア□ンのポリアルキリン置換コハ
ク酸への付加により調達されたもの。

ｂ、　　Ｚｕｂｒｉｂｏｌとして販売されている、−価
または多価脂肪族アルコールのオレフィン置換コハク酸
とのエステル化反応によシ調達されたもの。

Ｃ８硬い釦よび軟いは水中で爆どうしていないエマルジ
ョン受爆薬のテクスチャーを示す。

ｄ、爆どうした励爆薬から１２″にある受爆薬の爆速ｍ
　／　ｓｅｃ　。

ｅ６　　始めに爆どうした励爆薬から１σ′の受爆薬の
爆速ｍ／ｓｅｃを示す。

ｆ、始めに爆どうした励爆薬からの受爆薬の距離を示す
。ＦＩＯは励爆薬から１０′に置いた場合受爆薬が爆ど
うしなかったことを示す。Ｆ８は、受爆薬を励爆薬から
ぎ′のところに置いた場合爆ごうしなかったことを示す
。

手続補正書 特 許庁長 １、事イ′１；（て＞５町とデｉミ ２、発明の名称 平成　２年　９月２７日 宮殿 平成２年特許願第１７（１３）５１号 乳（１１１を多量に含む爆薬 ３、補正をする者 事件との関係　　　１弄午出願人 アトラス、パウダ、カムバニ ５、補正命令の日付 自　　　　発 ６、補正の対象 明細書の特許請求の範囲 ７、補正の内容 別紙のとおり 袖正の内容（特願乎２−１７（１３）５１〉明細書の特
許請求の範囲を次のとおり訂正しまず。

ｒ２、特許請求の範囲 （１）（ａ）連続相としての、乳化された水と非混和性
の液状炭素質燃料、 （ｂ）不連続相としての、無機酸化剤塩水溶液、 （ｃ）密度減少剤、および （ｄ）前記の乳化された炭素質燃料相の約６０％を威す
乳化剤 を含んで成る油中水型爆薬組成物。

（２）水と非混和性の液状炭素質燃料として、ディーゼ
ル燃料油、鉱油、パラフィンワックス、ミクロクリスタ
リンワックスおよびそれらの混合物からなる群から選ん
だものを使った前項（１）に記載の爆薬組成物。

（３〉無機酸化剤塩として、硝酸アンモニウム、硝酸ナ
トリウム、硝酸カルシウムおよびそれらの混合物からな
る群から選んだものを使った前項（１）に記載の爆薬組
成物。

（４）密度減少剤として、ガス泡、空気泡、パーライト
、膨脂パーライト、スチロフォームビーズおよび中空微
小球からなる群から選んだものを使った前項（１）に記
載の爆薬組成物。

（５〉乳化剤として、ソルビトールのエステル化または
一価および多価アルコールのオレフィン置換コハダ酸に
よるエステル化から誘導される乳化剤、およびポリアル
キレンアミンのポリアルキレン置換コハク酸への付加か
ら誘導される乳化剤からなる群から選んだものを使った
前項（１）に記載の爆薬組成物。

（６）更に追加の燃料、高密度化剤および鋭感剤を含む
前項（１）に記載の爆薬組成物。

（７）乳化剤が乳化された炭素質燃料相の約６５％を成
す前項＜１）に記載の爆薬組成物。

（８）密度減少剤がマイクロバルーンである前項（１）
に記載の爆薬組成物。

くっ） （ａ）全組成物の約４〜２０重量％の水、（ｂ）前記の
水に溶解され、その溶液が連続するエマルジョン相を形
成する、全組成物の約７０重量％以上の酸化剤塩、 （ｃ）全組成物の０〜〜４０重量％の鋭感剤、（ｄ）水
と非混和性の炭素質燃料を全組成物のＯ〜約約６景景お
よび乳化剤を全組成物の１．８〜〜１０重量％を含みそ
の乳化剤含有量は水と非混和性の乳化し得る燃料成分の
少くとも約６０重量％を威す、全組成物の約４〜約１０
重量％の水と非混和性の乳化された燃料成分。

（ｅ）組成物を爆ごう可能とするために充分な吸蔵され
た空隙、および （ｆ＞全重量の０〜〜４０重量％の鋭感剤、を含んで戒
る、エマルジョン爆薬組成物。

（１０〉水と非混和性の燃料として、ディーゼル燃料油
、鉱油、パラフィンワックス、ミクロクリスタリンワッ
クスおよびそれらの混合物からなる群から選んだものを
使った前項（９）に記載の爆薬組成物。

（１１）酸化剤塩として、硝酸アンモニウム、硝酸ナト
リウム、硝酸カルシウムおよびそれらの混合物からなる
群から選んだものを使った前項（９〉に記載の爆薬組成
物。

（１２）空隙として、ガス泡、空気泡、パーライト・、
彫版バーライｊ・、スチロフォームビーズおよび中空微
小球からなる群から選んだ密度減少剤により形成したも
のを使った前項（９）に記載の爆薬組成物。

（１３）乳化剤として、ソルビトールのエステル化また
は一価および多価アルコールのオレフィン置換コハク酸
によるエステル化から誘導された乳化剤およびポリアル
キレンアミンのポリアルキレン置換コハク酸への付加か
ら誘導された乳化剤からなる群から選んだものを使った
前項（９〉に記載の爆薬組成物。

（１４）鋭感剤として、硝酸モノメチルアミン、ＴＮ］
゛、ＰＥＴＮおよび無煙火薬からなる群から選んだもの
を使った前項（９〉に記載の爆薬組成物。

〈１５）空隙をガラスマイクロバルーンにより形成した
前項（９〉に記載の爆薬組成物。

（１６）組成物の密度を約０．９ｇ／ｃｃ、〜１．４５
ｇ／ｃｃ、とじた前項（９〉に記載の爆薬組成物。

（１７）密度を約１．ｏｇ／ｃｃ、〜Ｌした前項（１５
〉に記載の爆薬組成物。

４ｇ／ｃｃ。

」 と

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）（ａ）連続相としての、乳化された水と非混和性
   の液状炭素質燃料、 （ｂ）不連続相としての、無機酸化剤塩水溶液、 （ｃ）密度減少剤、および （ｄ）前記の乳化された炭素質燃料相の少くとも４５％
   を成す乳化剤 を含んで成る油中水型爆薬組成物。 （２）水と非混和性の液状炭素質燃料として、デイーゼ
   ル燃料油、鉱油、パラフィンワックス、ミクロクリスタ
   リンワックスおよびそれらの混合物からなる群から選ん
   だものを使つた前項（１）に記載の爆薬組成物。 （３）無機酸化剤塩として、硝酸アンモニウム、硝酸ナ
   トリウム、硝酸カルシウムおよびそれらの混合物からな
   る群から選んだものを使つた前項（１）に記載の爆薬組
   成物。 （４）密度減少剤として、ガス泡、空気泡、パーライト
   、膨張パーライト、スチロフオームビーズおよび中空微
   小球からなる群から選んだものを使つた前項（１）に記
   載の爆薬組成物。 （５）乳化剤として、ソルビトールのエステル化または
   １価および多価アルコールのオレフィン置換コハク酸に
   よるエステル化から誘導される乳化剤、およびポリアル
   キレンアミンのポリアルキレン置換コハク酸への付加か
   ら誘導される乳化剤からなる群から選んだものを使つた
   前項（１）に記載の爆薬組成物。 （６）更に追加の燃料、高密度化剤および鋭感剤を含む
   前項（１）に記載の爆薬組成物。（７）乳化剤が乳化さ
   れた炭素質燃料相の少くとも６０％を成す前項（１）に
   記載の爆薬組成物。 （８）密度減少剤がマイクロバルーンである前項（１）
   に記載の爆薬組成物。 （９）（ａ）全組成物の約４〜２０重量％の水、 （ｂ）前記の水に溶解され、その溶液が連続するエマル
   ジョン相を形成する、全組成物の約７０重量％以上の酸
   化剤塩、 （ｃ）全組成物の０〜約４０重量％の鋭感剤、 （ｄ）水と非混和性の炭素質燃料を全組成物の０〜約６
   重量％および乳化剤を全組成物の１．８〜約１０重量％
   を含みその乳化剤含有量は水と非混和性の乳化し得る燃
   料成分の少くとも４５重量％を成す、全組成物の約４〜
   約１０重量％の水と非混和性の乳化された燃料成分、 （ｅ）組成物を爆ごう可能とするために充分な吸蔵され
   た空隙、および （ｆ）全重量の０〜約４０重量％の鋭感剤、を含んで成
   る、エマルジョン爆薬組成物。 （１０）水と非混和性の燃料として、ディーゼル燃料油
   、鉱油、パラフィンワックス、ミクロクリスタリンワッ
   クスおよびそれらの混合物からなる群から選んだものを
   使つた前項（９）に記載の爆薬組成物。 （１１）酸化剤塩として、硝酸アンモニウム、硝酸ナト
   リウム、硝酸カルシウムおよびそれらの混合物からなる
   群から選んだものを使つた前項（９）に記載の爆薬組成
   物。 （１２）空隙として、ガス泡、空気泡、パーライト、膨
   張パーライト、スチロフオームビーズおよび中空微小球
   からなる群から選んだ密度減少剤により形成したものを
   使つた前項（９）に記載の爆薬組成物。 （１３）乳化剤として、ソルビトールのエステル化また
   は一価および多価アルコールのオレフィン置換コハク酸
   によるエステル化から誘導された乳化剤およびポリアル
   キレンアミンのポリアルキレン置換コハク酸への付加か
   ら誘導された乳化剤からなる群から選んだものを使つた
   前項（９）に記載の爆薬組成物。 （１４）鋭感剤として、硝酸モノメチルアミン、ＴＮＴ
   、ＰＥＴＮおよび無煙火薬からなる群から選んだものを
   使つた前項（９）に記載の爆薬組成物。 （１５）空隙をガラスマイクロバルーンにより形成した
   前項（９）に記載の爆薬組成物。（１６）組成物の密度
   を約０．９ｇ／ｃｃ〜１．４５ｇ／ｃｃとした前項（９
   ）に記載の爆薬組成物。 （１７）密度を約１．０ｇ／ｃｃ〜約１．４ｇ／ｃｃと
   した前項（１５）に記載の爆薬組成物。