JPH0432799B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、微小空隙を含むダイナマイト爆薬組
成物に関し、特に微小空隙として特定の気泡集合
体を配合させることによつて、爆薬の長期間経時
後の性能（最低起爆温度、爆速、完爆最大静水
圧、及び完爆最大動圧）を改良したダイナマイト
爆薬組成物に関する。 従来産業用爆薬において、多種類の微小空隙が
用いられ、それらを爆薬に配合することにより爆
薬の比重を低下させて起爆感度、爆速及び爆轟伝
播性等の爆轟特性の改良がなされて来た。 従来から使用されている微小空隙としては、単
一微小中空体、それらの集合体、発泡剤や界面活
性剤による気泡及び機械的（物理的）に空気を混
入して成る気泡等である。 発泡剤や界面活性剤による気泡及び機械的（物
理的）に空気を混入して成る気泡を含む爆薬は、
長期間保存した場合、爆薬から気泡が徐々に抜け
るために、起爆感度や爆轟特性が低下するといつ
た経時安定性に問題があつた。 一方、微小空隙として、単一微小中空体を含む
爆薬の場合には、それらが保存中に抜ける様なこ
とは少ないが、以下に述べる問題がある。 即ち、単一独立微小中空体、 として無機質微小中空球体、例えばガラスや火山
灰等から成る微小中空球体を用いる場合には、そ
の粒子密度が材料及び殻壁の厚さの関係上0.1
ｇ／c.c.よりも大なるために、爆薬の嵩比重を低下
させるためには多量に配合する必要があつた。従
つて、無機質系微小中空球体を爆薬に配合するこ
とは、それが爆発時に全く不活性であることから
威力的に不利であり、かつ比較的高価なために、
原材料費として不利であつた。また無機質系微小
中空球体は、破壊強度（機械的）の強い物が多い
ため、低圧では破壊され難いので、爆薬のイニシ
エーターとなる微小中空球体中の内圧ガスの断熱
圧縮による熱の供給量も少ないために、起爆感度
が鈍いという問題があつた。 そこで最近、爆発時に可燃剤として作用する樹
脂製の微小中空球体（以下樹脂系微小中空体と称
す）を配合することにより、威力を低下させずに
爆轟特性を改善する試みがなされて来た。 例えば、ダイナマイト、ゲル状流体爆薬及び鋳
造爆薬等において粒子密度が0.1ｇ／c.c.以下、粒
子径が200μｍ以下の塩化ビニリデン−アクリロ
ニトリル−メタクリル酸メチルの三元共重合体
（「サラン」ダウケミカル社製、登録商標）の熱可
塑性樹脂から成る単一独立微小中空球体を0.1〜
2.0重量％配合させることによつて、従来から公
知の無機質系微小中空球体やフエーノル樹脂製の
単一独立微小中空球体を配合したものより反応性
に基ずく威力を改善した爆薬組成物（米国特許第
3773573号明細書）が知られている。 また、膠質ダイナマイトにおいて、粒子密度が
0.3ｇ／c.c.以下、粒子径が２〜360μｍの尿素ホル
ムアルデヒド樹脂及びフエノールホルムアルデヒ
ド樹脂等の、水及びニトログリセリンに不溶の熱
硬化性樹脂から成る単一独立微小中空球体を0.25
〜４重量％配合させることにより、外径が２ 1/4
インチの包材で包まれた爆薬の耐水性を改良した
爆薬組成物〔250psi（17.5Kg／cm²）18時間加圧し
た後、又は湿つた大気圧下（100〓）で１ケ月後
でも起爆〕も知られている。（米国特許第3101288
号明細書） しかしながら、これらの熱可塑性および熱硬化
性樹脂からなる単一独立微小中空球体を配合した
爆薬組成物は、次に述べる欠点を有していた。 即ち、サランの様な熱可塑性樹脂からなる単一
独立微小中空球体は、ニトログリセリンやニトロ
グリコールに対する耐溶解性は全く無いため、そ
れらを含む爆薬に混合する間または長時間の接触
により溶解し、内圧ガスを脱泡するため気泡と同
じ様に経時安定性が悪いという問題があつた。 また、尿素−ホルムアルデヒド樹脂及びフエノ
ール−ホルムアルデヒド樹脂等の熱硬化性樹脂か
らなる単一独立微小中空球体は、確かにサランの
様な熱可塑性樹脂からなる単一独立微小中空球体
より、ニトログリセリンやニトログリコールに対
する耐溶解性は改善されているが、矢張り長時間
の接触では徐々に溶解し、単一独立微小中空球体
であるため壁の一部が溶解したら内存するガスが
脱泡し、爆薬の嵩比重の増大による起爆感度、爆
速等の低下を来たし、この他例えば深水下で発生
する静水圧に対する抵抗力及び例えば段発発破の
際に前段の隣接孔からの爆発衝撃波からの動圧に
対する抵抗力が低下する等の問題があつた。 また、ガラスや火山灰等から成る無機質系単一
独立微小中空球体及び熱可塑性樹脂や熱硬化性樹
脂等からなる単一独立微小中空球体は何れも爆薬
の配合物としては比較的高価であるため、原材料
費の面から不利であるという問題があつた。 そこで本発明者等は、前記従来既知の微小空隙
を含む爆薬組成物の問題点を解決すべく、長期間
に亘り鋭意研究した結果、特定の微小空隙を爆薬
に配合することにより、爆薬製造時における破壊
を解消し、爆薬の長期間経時後の最低起爆温度、
爆速、完爆最大静水圧、完爆最大動圧等を大幅に
改良出来るという知見を得て、本発明を完成し
た。 本発明は、微小空隙を含むダイナマイト爆薬組
成物において、微小空隙が多数の気泡が集合して
一粒子を形成する有機気泡集合体であることを特
徴とするダイナマイト爆薬組成物である。 本発明における多数の気泡が集合して一粒子を
形成する有機気泡集合体とは、例えばフエノール
樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、エポキシ樹脂、
尿素樹脂等から成る樹脂系微小中空球体等の単独
独立気泡から成る各種材質の微小中空体を10個以
上融着若しくは、糊剤等により合着して二次粒子
と成した気泡集合体、及び／又は、フエノール、
ユリア、エポキシ、ウレタン、不飽和ポリエステ
ル等の熱硬化性樹脂、ポリスチロール、ABS、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニ
ル、酢酸セルロース、アクリル系樹脂等の熱可塑
性樹脂、天然ゴム、合成ゴム等のゴム等及び／又
はこれ等各種樹脂を共重合又は変性した樹脂に炭
酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水
素ナトリウム、亜硝酸アンモニウム、亜硝酸ナト
リウム、水素化ホウ素ナトリウム、カルシウムア
ジド等のアジド類等の無機発泡剤及び／又はアゾ
ビスイソブチルニトリル、アゾシカルボンアミド
等のアゾ系、ジフエニルスルホン−３，3′−ジス
ルホヒドラジン、４，4′−オキシビス（ベンゼン
スルホヒドラジド）、トリヒドラジノトリアジン
等のヒドラジン系、ｐ−トルイレンスルホニルセ
ミカルバジド等のセミカルバジド系、５−モルホ
リン−１，２，３，４−チアトリアゾール等のト
リアゾール系、Ｎ−N′，N′−ジニトロソペンタ
メチレンテトラミン、Ｎ，N′−ジメチル−Ｎ，
N′−ジニトロソテレフタルアミド等のＮ−ニト
ロン系等の有機発泡剤、あるいはペンタン、ヘキ
サン、ヘプタン、イソブチレン、ブタン等、低沸
点炭化水素等の発泡剤等、各種発泡剤を添加し
て、セル状あるいはスポンジ状の気泡集合構造を
有する気泡集合体をいう。これら多数の気泡が集
合して一粒子を形成する気泡集合体の望ましい構
造としては、１〜1000μｍの小さい気泡が、極め
て薄い膜に覆われて独立気泡からなり、セルが10
〜数万個集まつて二次粒子を形成し、この二次粒
子の最大長が0.01〜５mm、更に望ましくは0.1〜
２mmのくず状、房状若しくは球状の気泡集合体が
有利である。 セル径が1μｍより小さいと最低基盤温度や完
爆最大静水圧や完爆最大動圧が劣り、1000μｍよ
り大きいと二次粒子のセル集合数の数が少なく成
り、ニトログリセリン、ニトログリコールに対す
る溶解性や機械強度的に劣るために長期間経時後
の爆薬の諸性能が低下する。 セル集合数は二次粒子の大きさと関係するが、
二次粒子の大きさが0.01mm未満では最低起爆温度
が悪く成り、５mmを超えると爆速も低下する。 これら気泡集合体の材質としては、有機質微小
中空球体から成る気泡集合体、及び有機ポリマー
と発泡材とから作られたセル状あるいはスポンジ
状の気泡集合体が好ましい。これらは材質が軟か
く、製造工程中の完全破壊が少なく、可燃剤とし
て働くため爆薬の威力低減が少なく、それ自身の
嵩比重が低いため、爆薬の嵩比重の調整する上で
配合量が少なくて済む点で有利である。 これら有機気泡集合体から成る微小空隙の内、
入手及び経済的観点から、発泡ポリスチレン、発
泡ウレタン、発泡ポリエチレン、発泡ポリ塩化ビ
ニル、発泡ポリプロピレン、発泡メタクリル酸メ
チル等の発泡体を大きさ0.01〜５mmにくず状に粉
砕若しくは細断したもの、あるいはこれら発泡性
ビーズを５〜100倍に予備発泡した球径0.01〜５
mmの予備発泡粒を爆薬に配合せしめた場合、最低
起爆温度、爆速、完爆最大静圧及び完爆最大動圧
等の点で最も有利である。 これら縮小空隙は、１種または２種以上の混合
物として使用出来、それらの配合量は用いる気泡
集合体中の気泡の占める体積により異なるが、一
般には爆薬中0.05〜40重量％、望ましくは0.1〜
15重量％、更に好ましくは0.15〜10重量％であ
る。微小空隙の配合量が0.05重量％未満では起爆
感度が劣り、40重量％以上では爆薬の酸素バラン
スが負と成り、完全な爆発でも後ガスが悪化
（COが増加）する。 本発明で対象とする爆薬は、微小空隙は含有す
る従来既知の爆薬の内、例えば膠質ダイナマイ
ト、紛状ダイナマイトおよび粉状爆薬が含まれ
る。 これらは従来から公知のもの全てが対象となる
が、例えばニトログリセリン、ニトログリコール
およびニトロセルロースから成るゲル鋭感剤（そ
の量は通常膠質ダイナマイトの場合16重量％以
上、粉状ダイナマイトおよび粉状爆薬の場合５〜
16重量％である）、ニトロ化合物等の鋭感剤、例
えば硝酸アンモニウムを代表とする無機硝酸塩、
例えば澱粉、木粉およびコーンスターチ等の可燃
剤、例えば塩化ナトリウム、塩化カリ等の減熱消
焔剤、界面活性剤および微小空隙から成るもので
ある。 本発明のダイナマイト爆薬組成物は従来から公
知の製造方法により製造することが出来る。 次に本発明を実施例によつて具体的に説明す
る。 なお、各例中の部数表示は全て重量基準であ
る。 実施例 １ 第１表の実施例１に示す配合組成の膠質ダイナ
マイトを下記の様にして製造した。 先ず、ニトログリセリン、ニトログリコールの
混合液18.00部にニトロセルロース0.81部を配合
し、均一溶解させたニトロゲルと、硝酸アンモニ
ウム62.00部、硝酸ナトリウム7.00部、ジニトロ
トルエン6.00部、コーンスターチ6.19部と気泡集
合体としてフエノール樹脂微小中空球体集合体を
外割２部を配合〓和し、膠質ダイナマイトを得
た。 この膠質ダイナマイトを直径３cm、重量100ｇ
ずつ成形、包装（ビスコース加工紙）し、以下に
示す各性能試験に供した。得られた結果を第１表
に示す。 製造７日後の(イ)爆薬の嵩比重（ｇ／c.c.）、(ロ)６
号雷管による５℃間隔の最低起爆温度（℃）、(ハ)
６号雷管起爆による爆速（ｍ／ｓ）、(ニ)供試爆薬
と50ｇのダイナマイトをある距離離して水中に吊
し、50ｇのダイナマイトを爆轟せしめて１秒後に
供試爆薬を起爆し、完爆する最短距離から換算し
た完爆最大圧（Kg／cm²）、(ニ)高圧注水鉄管中に耐
水圧用雷管を付けた供試爆薬を入れ、５Kg／cm²間
隔の５時間加圧下で５時間加圧下で完爆する完爆
最大静水圧（Kg／cm²）および製造一年後の上記諸
性能。 実施例 ２ 第１表に示す様な配合組成の膠質ダイナマイト
は、実施例１の気泡集合体としてのフエノール樹
脂微小中空球体集合体に代えて、サラン樹脂微小
中空球体集合体、発泡スチロールくず、発泡ポリ
エチレンくず、硬質ウレタンフオームくず、発泡
スチロール予備発泡粒１、発泡スチロール予備発
泡粒２、発泡ポリプロピレン予備発泡粒及びスポ
ンジくずに代えた（それぞれ配合量も変更した）
以外は第１表に示される実施例２〜９の配合組成
で実施例１に準じて製造した。これらの膠質ダイ
ナマイトを実施例１に記されている方法と同様の
方法で試料を作製し、同一項目の性能試験を行な
つた。その結果は第１表に示す通りであつた。 実施例 10〜13 第１表の実施例10〜13に示す配合組成の膠質ダ
イナマイトは、実施例７の硝酸ナトリウムおよび
ジニトロトルエンの代りに、木粉および硝酸バリ
ウムに代え（実施例10）、かつ気泡集合体として
のフエノール樹脂微小中空集合体の代りにサラン
樹脂微小中空球体集合体と発泡スチロール予備発
泡粒２との混合物、発泡スチロール予備発泡粒１
および発泡スチロール予備発泡粒２に代えた（実
施例11〜13）以外は第１表に示された実施例10〜
13の配合組成で、実施例１に準じて製造した。こ
れらの膠質ダイナマイトを実施例１に記されてい
る方法と同じに試料を作成し、同一項目の性能試
験を行なつた。その結果は第１表に示す通りであ
つた。 実施例 14〜18 第１表の実施例14〜18に示す配合組成の紛状ダ
イナマイトは、実施例１の硝酸ナトリウムを除き
（実施例14）、かつ気泡集合体としてフエノール樹
脂微小中空球体集合体の代りに、サラン樹脂微小
中空球体集合体、発泡スチロールくずおよび発泡
スチロール予備発泡粒２に代えた（実施例15〜
18）以外は、第１表に示される実施例14〜18の配
合組成で実施例１に準じて製造した。これらの粉
状ダイナマイトを実施例１に記されている方法と
同じに試料を作成し、同一項目の性能試験を行な
つた。その結果は第１表に記す通りであつた。

【表】

【表】 第１表に示した配合成分の内、微小空隙の内容
を示す。 フエノール樹脂微小中空球体集合体 ユニオンカーバイド社製、フエノーリツクマ
イクロバルーンBJO−0930、平均粒径65μｍ、
嵩比重≒0.15ｇ／c.c.を0.1％酢酸ビニル水溶液
で洗浄後風乾して、10個以上の粒子をぶどうの
房状にブロツキングさせ、二次粒子としたも
の。嵩比重は二次粒子0.1〜５mmのもので、
0.13ｇ／c.c. サラン樹脂微小中空球体集合体 松本油脂社製、、マツモトマイクロスフエア
ーＦ−30を水中で発泡後風乾したもの、平均粒
径55μｍ、嵩比重≒0.01ｇ／c.c.をと同様の処
理をしてブロツキングさせたもの。嵩比重は二
次粒子0.1〜５mmのもので、0.007ｇ／c.c. 発泡スチロールくず 日立化成製社の発泡スチロールボードをワイ
ヤーブラシでくず状に削つて得た大きさ0.1〜
５mmのチツプ、嵩比重≒0.12ｇ／c.c. 発泡ポリエチレンくず 旭ダウ社製、発泡ポリエチレンを前記と同様
の処理し、大きさ0.1〜５mmのくず状チツプと
したもの。嵩比重≒0.024ｇ／c.c. 硬質ウレタンフオームくず 旭オーリン社製、硬質ウレタンフオームをワ
イヤーブラシで削つて得たくず状の大きさ0.1
〜５mmのもの。嵩比重≒0.025ｇ／c.c. 発泡スチロール予備発泡粒１ 油化バーデイシエ社製、発泡スチロールビー
ズJQ300D₆を蒸気予備発泡させ、倍率50倍とし
た予備発泡粒。セル径10μｍ〜300μｍの気泡が
多数融着して１〜３mmの粒径としたもの。嵩比
重≒0.013ｇ／c.c. 発泡スチロール予備発泡粒２ 油化バースデイシエ社製、発泡スチロールビ
ーズIBED₆を同上処理して、倍率40倍とした予
備発泡粒。粒径0.5〜２mm、嵩比重≒0.026ｇ／
c.c. 発泡ポリプロピレン予備発泡粒 三菱油化社製、発泡ポリプロピレンを同上予
備発泡したもの。嵩比重≒0.021ｇ／c.c. スポンジくず 市販されている家庭用スポンジを0.1〜５mm
に細断したもの。嵩比重≒0.03ｇ／c.c.

【表】

【表】 比較例 １〜９ 微小空隙として従来から公知の微小空隙、すな
わち第２表に示す様に、フエノール樹脂単一独立
微小中空体及びサラン樹脂単一独立微小中空球体
による微小空隙を、それ以外の界面活性剤による
気泡または空隙を用いた。また、それらは実施例
１、10及び14の方法に準じて膠質ダイナマイト、
粉状ダイナマイト及び粉状爆薬をそれぞれ製造、
成形及び包装し、実施例１と同様の性能試験を行
なつた。結果を第２表に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 微小空隙を含むダイナマイト爆薬組成物にお
   いて、微小空隙が多数の気泡が集合して一粒子を
   形成する有機気泡集合体であることを特徴とする
   ダイナマイト爆薬組成物。 ２ 有機気泡集合体は、１〜1000μｍの独立気泡
   セルが10〜数万個集まつて二次粒子を形成し、こ
   の二次粒子の最大長さが0.01〜５mmである特許請
   求の範囲第１項に記載のダイナマイト爆薬組成
   物。 ３ 有機気泡集合体が、発泡スチレン、発泡ポリ
   エチレン、発泡ポリプロピレン、発泡ウレタン、
   発泡ポリ塩化ビニル及び発泡ゴムからなる群から
   選ばれる一種若しくは二種以上である特許請求の
   範囲第２項に記載のダイナマイト爆薬組成物。 ４ 有機気泡集合体の配合割合が、ダイナマイト
   爆薬組成物全量の0.05〜40重量％である特許請求
   の範囲第１項ないし第３項のいずれか一つの項に
   記載のダイナマイト爆薬組成物。 ５ ダイナマイト爆薬組成物が、膠質ダイナマイ
   ト、粉状ダイナマイト又は粉状爆薬である特許請
   求の範囲第４項に記載のダイナマイト爆薬組成
   物。 ６ 膠質ダイナマイトが、16重量％以上のニトロ
   グリセリン、ニトログリコール及びニトロセルロ
   ースからなるニトロゲルを含み、無機酸化剤、可
   燃剤及び微小空隙からなる膠質ダイナマイトであ
   る特許請求の範囲第５項に記載のダイナマイト爆
   薬組成物。 ７ 粉状ダイナマイトおよび粉状爆薬が、５〜16
   重量％のニトログリセリン、ニトログリコール及
   びニトロセルロースからなるニトロゲルを含み、
   無機酸化剤および可燃剤からなる粉状ダイナマイ
   ト又は粉状爆薬である特許請求の範囲第５項に記
   載のダイナマイト爆薬組成物。