JPH0582354B2

JPH0582354B2 -

Info

Publication number: JPH0582354B2
Application number: JP15715384A
Authority: JP
Inventors: Takeisa Arita; Tomoji Sunakawa; Shunichi Sato
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1984-07-30
Filing date: 1984-07-30
Publication date: 1993-11-18
Also published as: JPS6136189A

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞本発明は、常温から低温にかけての耐死圧性を
改良した含水爆薬組成物に関するものである。＜従来の技術＞含水爆薬は、ダイナマイトと異なり、ニトログ
リセリンのような爆発性鋭感剤を含有しないため
に、気泡剤や界面活性剤を用いて起爆感度を高め
且つ維持させる方法がとられている。例えば、気
泡剤を用いる例としては、特公昭45−25798のよ
うに微小無機中空体を用いる方法、特開昭54−
92614号公報、米国特許第3773573号明細書のよう
に微小樹脂中球体を用いる方法がとられており、
又界面活性剤を用いる例としては特公昭45−
34957号公報、特開昭55−10413号公報、特公昭58
−11400号公報等が挙げられる。＜発明が解決しようとする問題点＞しかしながら、これらの含水爆薬は、通常の発
破に使用する場合には特に問題はないが、岩盤の
軟かいトンネル発破等で段発発破を行なう場合に
は低温はもちろん常温においても死圧の発生を防
止することは難しく、含水爆薬にとつて残された
難問題の一つとなつていた。又、含水爆薬とは異なるが、エマルジヨン爆薬
では、特開昭56−109890号公報のように微小無機
中空体と微小樹脂中空球体と界面活性剤との混合
使用例が記載されている。しかしながら、エマル
ジヨン爆薬に於ける微小無機中空体と微小樹脂中
空球体の併用は、それぞれ単独使用と同じく、鋭
感剤としての効果を与える例として紹介されてい
るに過ぎない。又、界面活性剤はＷ／Ｏ型エマル
シヨンの乳化に必要な乳化剤としての機能を与え
るものであり、本発明に見られるような効果は記
されていない。＜問題点を解決するための手段＞本発明は、従来より改良が難しいとされた含水
爆薬の耐死圧性に着目し、常温から低温（約−５
℃）においても安定した耐死圧性を与える含水爆
薬について種々検討を行つた結果、本発明を完成
した。即ち、本発明は、硝安を主体とする無機酸化酸
塩30〜70重量％と、有機硝酸塩及び／又は無機硝
酸塩とペイント級アルミニウム粉を組合せた鋭感
剤15〜40重量％と、水５〜20重量％と、ゲル化剤
0.5〜６重量％と、微小無機中空体２〜８重量％
と、微小樹脂中空球体0.05〜0.5重量％と、界面
活性剤0.05〜0.5重量％とを配合した含水爆薬組
成物である。本発明に用いられる無機酸化酸塩は、硝安を主
体として硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等のアル
カリ金属硝酸塩類；硝酸カルシウム、硝酸バリウ
ム等のアルカリ土類金属硝酸塩類；塩素酸ナトリ
ウム、塩素酸カリウム等のアルカリ金属塩素酸塩
類；過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム等の
アルカリ金属過塩素酸塩類及び過塩素酸アンモニ
ウムを単独又は混合して補助酸化剤として使用す
ることができる。補助酸化剤の添加量は全無機酸
化酸塩に対して50重量％以下である。本発明では、無機酸化酸塩は全組成に対して30
〜70重量％が使用される。すなわち30重量％未満
では酸素バランスが大きく負となつて後ガスに支
障を来たすし、又70重量％を越えると爆薬成分に
固形成分が過剰となつて低温における耐死圧性を
確保するのが困難となる。本発明に用いられる鋭感剤は、有機硝酸塩及
び／又は無機硝酸塩を主体として補助的に他の鋭
感剤を組合せることが必要である。有機硝酸塩と
しては３個までの炭素原子を有する飽和脂肪族ア
ミンの硝酸塩、硝酸エタノールアミン、硝酸尿
素、硝酸グアニジン、二硝酸エチレンジアミン
等、無機硝酸塩としては、硝酸ヒドラジン、二硝
酸ヒドラジン、過塩素酸ヒドラジン等が挙げら
れ、それぞれ単独か又は２種以上を混合して使用
することができる。これらのうち、硝酸モノメチ
ルアミン、硝酸エタノールアミン、硝酸ヒドラジ
ン等は、爆薬の調整が容易で且つ低温での耐死圧
性を得るのに特に好ましいものである。又、補助的に用いられる鋭感剤としては、通常
含水爆薬に用いるもので良く、例えば、ペイント
級アルミニウム粉を補助鋭感剤として用いた場合
には低温での耐死圧性が安定して得られるばかり
でなく、低温起爆感度及び裸爆速が一段と向上す
る。ペイント級アルミニウム粉は0.5〜５重量％
の割合で用いられる。すなわち、0.5重量％未満
ではその効果がなく５重量％を越えると製造上の
安定性が問題となる。本発明では、鋭感剤は全組成に対して15〜40重
量％使用される。すなわち、15重量％未満では常
温における耐死圧性すら得られなくなり、40重量
％を越えると酸素バランスが大きく負となり発破
後の後ガスに支障を来たす。鋭感剤としてモノメ
チルアミン硝酸塩及び／又はエタノールアミン硝
酸塩と補助的に他の鋭感剤としてペイント級アル
ミニウム分を併用することが必要であり、前者を
15〜30重量％、後者を0.5〜４重量％とするのが
望ましい。本発明に用いる水は、全組成に対して５〜20重
量％である。５重量％未満では固形分が多く起爆
に必要な液相成分が不足し、また20重量％を越え
ると、岩盤を破壊するためのエネルギーが不十分
となる。好ましくは８〜15重量％が望ましい。本発明のゲル化剤は、天然グアーガム、ヒドロ
キシエチル又はヒドロキシプロピル変性のグアー
ガム、酸化ガム、加水分解ガム、低分子グアーガ
ム、天然でん粉、変形でん粉、架橋型でん粉等が
単独又は混合して用いられる。更に上記のゲル化
剤成分と架橋反応を行なわせるための成分として
酸化ホウ素、シユウ酸アンチモン、ピロアンチモ
ン酸カリウム等を挙げることができる。本発明で
は、鋭感剤として有機硝酸塩及び／または無機硝
酸塩を使用しており、含水爆薬の製造工程上、製
造が容易で、且つ貯蔵安定性を与えるために、グ
アーガム類と架橋型でん粉と架橋剤の併用、又は
ヒドロエチル又はヒドロキシプロピル変性グアー
ガムと架橋剤を併用するのが望ましい。本発明では、ゲル化剤は0.5〜６重量％であり、
0.5重量％未満であれば含水爆薬組成物が分離す
るし、また６重量％を越えれば製造上困難とな
る。好ましくは、全成分に対して0.9〜４重量％
配合するのが望ましい。本発明では、微小無機中空体と微小樹脂中空体
の組合せて用いる。すなわち、微小無機中空体の
ように比較的静水圧下における強度のあるものを
単独に含有したものは、静的圧力（例えば水中で
受ける圧力）に対しては耐圧性を示し水中爆薬な
どとして用いることはできるが、トンネル工事で
の段発発破のように動的圧力（隣接発破孔からの
衝撃圧）に対しては殆んど耐死圧性を示さない
し、又微小樹脂中空球体にいたつては静的及び動
的圧力に対しても耐えることができない。本発明
者らは動的圧力を受けた含水爆薬に含有される微
小無機中空体の一部が破壊されずに残つているこ
とに注目し、更に起爆感度を高める気泡が存在す
れば耐死圧性は改良されると考えた。従つて、弾
力性に富み且つ、HotSpotとして好ましい粒径を
持つ微小樹脂中空体を追加することにより、はじ
めて耐死圧性が改良されたと考えられる。微小無機中空体としては、例えばガラス、シラ
ス、アルミナ、硅砂、ケイ酸ナトリウム、火山
岩、真珠岩、黒曜石等から得られるもので、通
常、５〜200ミクロンの範囲であれば十分である。
好ましくは５〜150ミクロンの範囲のものが、耐
死圧性だけでなく高爆速を与えるので望ましい。
又、微小無機中空体は一般に高価なものが多いの
で、シラスバルーン（例えばイヂチ化成社からウ
インライト MSB−5011、5021の商品名で市販
されている）は、経済的で入手し易く、特に望ま
しいものである。一方、微小樹脂中空体は、熱硬化性樹脂あるい
は熱可塑性樹脂からなる中空球体で、熱硬化性樹
脂としては、例えば、フエノール樹脂、エポキシ
樹脂、尿素樹脂等があり、熱可塑性樹脂として
は、例えばポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン
−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン−
メタクリル酸メチル共重合体物等塩化ビニリデン
系の重合物；ポリスチレン、ポリメタクリル酸メ
チル、ポリ塩化ビニル等ビニル系重合物等であ
る。粒径については微小無機中空体と同じ理由か
ら、５〜150ミクロンの範囲が望ましい。又、低
沸点炭化水素を内包する熱可塑性樹脂からなる微
小樹脂中空球体（例えばケマノード社からエクス
パンセルの商品名で市販されている）を用いた
場合には他の微小樹脂中空体の場合に比べて特に
低温での耐死圧性が優れており、加えて高い爆速
も同時に得ることができる。本発明の発泡剤の添加量は微小無機中空体の場
合、通常含水爆薬に配合される範囲と同程度加え
られ全組成に対して２〜８重量％である。２重量
％未満では低温ばかりでなく常温で耐死圧性も低
下し、また８重量％を越えると低温における耐死
圧性が低下する。一方、微小樹脂中空球体は全組
成に対して0.05〜0.5重量％が用いられる。すな
わち0.05重量％未満では、無添加の場合と大差な
く、又0.5重量％を超えると、低温における耐死
圧性は著しく低下する。最も好ましくは、３〜６
重量％の微小無機中空体と0.1〜0.4重量％の低沸
点炭化水素を内包する熱可塑性樹脂からなる微小
樹脂中空球体を用いた場合で最も低温域まで耐死
圧性を与えるものである。本発明の界面活性剤は、一般的に含水爆薬に用
いられるものでよく、例えば、脂肪族アルコール
硫酸エステルアルカリ金属塩（特に、脂肪族アル
コールの炭素原子数が８〜14個）、アルキルピル
ジニウムハライド（アルキル基の炭素原子数が８
〜24個）、リン酸エステル類等が挙げられる。中
でも一般式が

〔砂中死圧試験法〕

山のように盛つた砂に、深さ80cmの穴を掘り予
め温調した爆薬包（薬径30mm、薬量100ｇ）に瞬
発電気雷管、10ｍＳ電気雷管をそれぞれに装着し
て、15cm間隔に平行に埋めて同時に点火し、10ｍ
Ｓ電気雷管を装着した爆薬包が爆発したか否かを
５回くり返して調べる。尚、本試験法において薬
包間の距離が15cmの時は、最も死圧が発生し易く
２号榎ダイナマイトで4/5〜5/5（分子は起爆した
回数で耐死圧性を示す）である。実施例１硝酸アンモニウム39.2重量％と、硝酸モノメチ
ルアミン水溶液38.1重量％（うち水分12.7重量
％）の混合溶液を30℃に加温し、次いで発泡剤と
してシラスバルーン（ウインライト MSB−
5011：イヂチ化成製）3.5重量％、微小樹脂中空
球体（エクスパンセル 551DE：ケマノード社
製）0.2重量％を加え、ヒドロキシプル変性グア
ーガム1.0重量％と硝酸ナトリウム14重量％を加
えて約２分間混合し、リン酸エステル（プライサ
ーフ A219B：第一工業社製）0.1重量％、架橋
型でん粉2.0重量％、ペイント級アルミニウム粉
1.9重量％、架橋剤（グアーガムに対してピロア
ンチモン酸カリウムを１重量％）を加えて約２分
間、均一に混合し、含水爆薬組成物を得た。実施例２〜８表−１にまとめた、本発明による組成物を、実
施例１と同じ要領で調整した。比較例１〜２表−２に示したように、発泡剤を単独に用いた
組成を実施例１と同じ要領で調整した。比較例３表−２に示したように、微小樹脂中空体を過剰
に加えた組成を実施例１と同じ要領で調整した。比較例４〜５表−２に示したように、界面活性剤を含まない
組成を実施例１と同じ要領で実施した。参考例Ｗ／Ｏ型エマルシヨン爆薬を次のように調整し
た。まず、硝酸アンモニウム65.5重量％及び硝酸ナ
トリウム11重量％を水13重量％に加えて加温する
ことにより約90℃の酸化剤水溶液を得た。一方、
ソルビタンモノオレート2.5重量％をマイクロク
リスタリンワツクス（ワツクスレツクス 602：
モービル石油社製）3.5重量％に加えて加温溶融
混合して約90℃の可燃物の混合物を得た。次に保温可能な容器内にまず可燃物の混合物を
入れ、次に前記酸化剤溶液を徐々に注ぎながら撹
拌して、約90℃のＷ／Ｏ型エマルシヨンを得た。
次に、ガラスマイクロバルーン（スコツチライト
ガラスバブルズB28／750：3M社製）3.5重量
％と微小樹脂中空球体（エクスパンセル
551DE：ケマノード社製）１重量％を加えて均一
に混合し、エマルジヨン爆薬を得た。実施例１〜８、比較例１〜５、参考例の組成物
に関して、砂中死圧試験、裸爆速を製造直後と６
ケ月後に測定したので、その結果を表−３に掲げ
る。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１硝安を主体とする無機酸化酸塩30〜70重量
％、有機硝酸塩及び／又は無機硝酸塩とペイント
級アルミニウム粉を組合せた鋭感剤15〜40重量
％、水５〜20重量％、ゲル化剤0.5〜６重量％、
微小無機中空体２〜８重量％、微小樹脂中空球体
0.05〜0.5重量％、界面活性剤0.05〜0.5重量％を
含有してなることを特徴とする含水爆薬組成物。２硝安を主体とする該無機酸化酸塩が40〜60重
量％であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の含水爆薬組成物。３鋭感剤が、硝酸モノメチルアミン及び／また
は硝酸エタノールアミン15〜30重量％と、ペイン
ト級アルミニウム粉0.5〜４重量％との組合せで
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の含水爆薬組成物。４水が８〜15重量％であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の含水爆薬組成物。５ゲル化剤が、0.9〜４重量％であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の含水爆薬組
成物。６微小無機中空体が、３〜６重量％であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の含水爆
薬組成物。７微小樹脂中空球体が、0.1〜0.4重量％である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の含
水爆薬組成物。８界面活性剤が、0.1〜0.3重量％であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の含水爆薬
組成物。９微小樹脂中空球体が、低沸点炭化水素を内包
する熱可塑性樹脂からなる微小中空体であり、且
つその粒径が５〜150ミクロンの範囲であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の含水爆
薬組成物。１０界面活性剤が、リン酸エステルであること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の含水爆
薬組成物。１１硝安を主体とする該無機酸化酸塩40〜60重
量％、鋭感剤として硝酸モノメチルアミン及び／
または硝酸エタノールアミン15〜30重量％とペイ
ント級アルミニウム粉0.5〜４重量％の組合せ、
水８〜15重量％、ゲル化剤0.9〜４重量％、微小
無機中空体３〜６重量％、低沸点炭化水素を内包
する熱可塑性樹脂からなる微小樹脂中空体0.1〜
0.4重量％、一般式が、【化】ｎ：エチレンオキサイド基付加モル数Ａ、Ｂ：水素又はＲ−Ｏ−(CH₂CH₂O)_o Ｒ：アルキル基であるリン酸エステル0.1〜0.3重量％を含有して
なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の含水爆薬組成物。