JPH08295588A

JPH08295588A - 粒状爆薬

Info

Publication number: JPH08295588A
Application number: JP12302795A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Ikeda; 義之池田; Yoshio Tanabe; 芳雄田辺; Kiyoshi Yoshihara; 潔吉原
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 1995-04-25
Filing date: 1995-04-25
Publication date: 1996-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】高温環境下でも、固化が生じにくく、高温下で
の貯蔵性、取扱いが簡便な粒状爆薬を得る事。【構成】ポーラスプリル硝酸アンモニウム、燃料油及び
ポリアクリル酸ナトリウムのような増粘安定剤を配合し
て粒状爆薬を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、採石、採鉱等の産業用
爆破作業に汎く利用される爆薬に関する。更に詳しく
は、穿孔等に直接流し込んで使用される粒状の爆薬に関
する。

【０００２】

【従来の技術】産業用爆破作業に用いられる爆薬として
は、ダイナマイト、含水爆薬、硝安爆薬、ＡＮＦＯ爆薬
等が良く知られている。特に採石、採鉱用としては、安
価であり、又穿孔に直接流し込んで使用出来るという利
点からＡＮＦＯ爆薬が主として使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ＡＮＦＯ爆薬の主成分
は多孔質粒状（ポーラスプリルと言う）の硝酸アンモニ
ウム（以下硝安という）で、爆薬全体の９０重量％以上
を占める事が多い。ＡＮＦＯ爆薬は、このポーラスプリ
ル硝安に軽油などの液体燃料成分を混合した比較的簡単
な爆薬である。

【０００４】硝安は水１００ｇに対して、０℃で約１２
０ｇ、又１００℃では約９５０ｇ溶解する、水に溶け易
い物質であり、特に温度が上昇するとその水溶解性も急
激に増大する性質を有している。

【０００５】ＡＮＦＯ爆薬の主成分は、上述の様に硝安
である為、ＡＮＦＯ爆薬は夏季などの高温時期には、高
い温度の貯蔵条件下では空気中の水分或いは包装内の水
分によって硝安の表面が一部溶解し、夜間等に温度が下
がると溶解した硝安表面から結晶が析出し、この際隣接
する硝安粒子同士が固着し、この現象が繰り返し生じれ
ば、ＡＮＦＯ爆薬全体が強く固まる（固化，ケーキング
とも言う）という問題が見られる。この問題を防ぐに
は、ＡＮＦＯ爆薬の温度を上昇させない、換言すれば、
貯蔵場所の空調をする等の処置をすれば、完全に防げる
が、現実には、費用的あるいは物理的な要因で困難な事
が多い。実際にはこの問題を防ぐ為に硝安に固化防止剤
が混入されており、これによりある程度の効果を得てい
るが、特に著しい高温の場所では、この効果にも限界が
ある。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】本発明者等は、鋭意研究の
結果、ＡＮＦＯ爆薬の配合組成中に特定の増粘安定剤を
加えると、その機構は良く判らないが、ＡＮＦＯ爆薬の
固化を極めて生じ難くする事が出来る事を見い出し、本
発明を完成させたものである。

【０００７】即ち、本発明は、（１）ポーラスプリル硝酸アンモニウム，燃料油及び増
粘安定剤を含有することを特徴とする粒状爆薬（２）増粘安定剤の平均粒径が０．０１〜３ｍｍである
ことを特徴とする前項（１）に記載の粒状爆薬（３）増粘安定剤の含有量が爆薬全体に対して、０．０
１〜４．５重量％であることを特徴とする前項（１）又
は（２）に記載の粒状爆薬（４）増粘安定剤がポリアクリル酸ナトリウムであるこ
とを特徴とする前項（１），（２）又は（３）に記載の
粒状爆薬に関する。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
爆薬で用いられる増粘安定剤は、例えば、食品工業等で
用いられているシックナ−と呼ばれる物質で、他の物質
系に添加された時に添加された物質系の水分によって増
粘化、あるいはゲル化を生じ、その系に分散されている
物質の分離、沈降等を防いで系全体を安定化させる役割
を果たすような物質であればいづれも使用可能である。
使用しうる増粘安定剤としては、例えば化学工業日報社
より１９９４年１月に発行された「１２３９４の化学商
品」１２２３頁以降に記載の物質が挙げられ、これらは
単独又は２種以上混合して用いられる。具体例を掲げれ
ば、アルギン酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロー
スナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム、メチルセル
ロース等の合成高分子及びグアーガム、ローカストビー
ンガムなどの天然高分子類等の物質である。本発明の爆
薬に用いられる増粘安定剤としては、前述の書籍に記載
の物質はすべて効果があるが、特にポリアクリル酸ナト
リウムが優れた効果を示す。

【０００９】本発明の爆薬に用いられる増粘安定剤は、
粒子が大きすぎると部分的な効果しか現れず、又、細か
すぎると、取扱いが困難という問題がある為、好ましく
は０．０１〜３ｍｍ、より好ましくは、０．０５〜０．
５ｍｍの平均粒径のものが用いられる。

【００１０】本発明の爆薬に用いられる増粘安定剤の量
は、少なすぎると効果が現れず、又多すぎると爆薬の性
能低下を生じたり、コストが上がるなどの問題を生じる
為、爆薬全体に対して好ましくは０．０１〜４．５重量
％、より好ましくは、０．２〜３重量％の範囲で使用さ
れる。

【００１１】本発明の爆薬に用いられるポーラスプリル
硝安は、吸油率が７〜２４％、平均粒径０．５〜２．０
ｍｍでかつ、硬度が４〜２５であるポ−ラスプリル硝安
が好ましい。又ポ−ラスプリル硝安の量は爆薬全体に対
して７０〜９７重量％の範囲が可能であるが、好ましく
は９０〜９５重量％の範囲で使用される。

【００１２】硝安の吸油率は、一定量の試料硝安を軽油
に一定時間浸しておいた後、吸引濾過し試験前後の重量
差より油吸着量を見る事によって測定される。詳しくは
試料硝安５０ｇを直径４０ｍｍ、深さ５０ｍｍの硝子フ
ィルター（１１Ｇ−１）に入れ、上皿直示天秤で秤量
し、これを真空装置にセットする。ついで硝子フィルタ
ー中に軽油４０ｍｌを注入し細い棒でよく撹拌し、硝安
と軽油の混合接触を図る。５分間放置後、硝子フィルタ
ーに付属した下部のコックを開放し、２分間軽油を自然
流下させる。引き続き真空ポンプにて５分間吸引（約３
０ｌ／ｍｉｎの流速）した後、軽油を吸着した試料硝安
の入ったままの硝子フィルターを上皿直示天秤で秤量す
る。増量分が軽油吸着分である。以上の測定を終えた
後、元の試料硝安５０ｇに対する軽油吸着分（ｇ）の比
率（％）を吸油率（％）として表示する。計算式は下記
の通り。以上は工業火薬協会法に準処したものである。

【００１３】吸油率（％）＝軽油吸着分（ｇ）／試料５
０（ｇ）×１００

【００１４】硝安の吸油率は、主として粒の内部に分布
する細孔の容積や有効径によって左右されるものであ
り、例えば細孔容積が大きければ、粒内部に軽油を保持
し得る空間が大となるので、吸油率が大となる。細孔容
積と吸油率が、ほぼ正比例の相関関係にある事は一般的
に知られた事実である。

【００１５】粒子内部に多くの細孔を有する、いわゆる
ポーラスプリル硝安は、もっぱら、調節された濃度の高
温硝安溶融液を噴射造粒装置（プリリング・グラニュレ
ータ又はプリリング・タワー）を通すことで造粒され、
引き続く乾燥工程、冷却工程などを経て工業規模で製造
されている。この製造過程に於いて、細孔容積、細孔有
効径などは造粒工程に於ける硝安濃度や溶融液温度など
の原料条件及び造粒装置、乾燥装置の操作条件等が大き
く支配しており、これらを調節することで、所望の吸油
率のものが得られる。

【００１６】硝安の平均粒径は、一定量の硝安を篩目の
異なる各種篩を通し、各篩目毎の重量分布から測定され
る。

【００１７】粒状硝安の硬度は、一定量の試料硝安を硬
度測定装置により一定の条件で機械的に圧潰し、圧潰さ
れた量を見ることで測定される。測定に使用される装置
は、減速機を介して回転する垂直の回転軸上に水平に固
定された回転軸と共に回転する受け皿（直径２００ｍ
ｍ）とこの受け皿に重ねて落とし込む回転させない挽き
皿（直径１９０ｍｍ、重量１７１５ｇ）から構成されて
いる。試料硝安５０ｇを硬度測定装置の受け皿に入れ、
皿上全面に平均に拡げ、この上に挽き皿を重ねて、装置
を起動する。一定時間経過後、装置を停止し、静止後、
受け皿を取りだし中の試料を所定の篩に入れ、振盪機を
使用して、１分間振盪させる。ついで篩通過の圧潰品を
採取し、これを秤量し、元の試料硝安５０ｇに対する圧
潰量（ｇ）の比率（％）を硬度（％）として表示する。
計算式は下記の通り。以上は工業火薬協会法に定められ
た方法に準処したものである。

【００１８】硬度（％）＝圧潰量（ｇ）／試料５０
（ｇ）×１００

【００１９】本発明の爆薬に用いられる燃料油として
は、混合時に液体である燃料油が用いられる。使用しう
る燃料油の具体例としては２号軽油、灯油等の鉱物油、
植物油、動物油等が挙げられる。この他、用途によって
アルコール類、ワックス類、ニトロ化合物等が燃料油と
して単独又は混合して使用できる。融点の高い燃料油
は、それが液状になる温度以上で、硝安と混合する事に
よって用いる事が出来る。

【００２０】本発明の爆薬に用いられる燃料油は、通常
爆薬全体の２．５〜２５重量％、好ましくは４〜１０重
量％の範囲で使用される。

【００２１】本発明の爆薬は必要によって、静電気発生
防止の措置を施す事が出来る。例えば一般に良く取られ
ている方法である水溶液として静電気防止剤を粒状爆薬
に含有させる方法や、燃料油に油溶性の静電気防止剤を
溶解し使用する方法などが実施できる。

【００２２】本発明の爆薬は、当業者が周知の如く、必
要によって、ポ−ラスプリル硝安以外の酸化剤例えば硝
酸カリウムや過塩素酸塩、更には、木粉、アルミ粉のよ
うな粉末追加燃料あるいは、他の添加剤を加える事が可
能である。

【００２３】本発明の爆薬は、ニーダー、回転ミキサー
のような混合機でポ−ラスブリル硝安を加え、燃料油、
増粘剤を均一に混合する事によって一般的に製造され
る。ポ−ラスプリル硝安と燃料油を混合した後、増粘剤
を添加する方がより好ましい。又、撹拌、混合の機能を
備えているならば、他の混合機も勿論使用可能である。
融点の高い燃料油を用いる場合には、加温及び保温の装
置の装備された混合機を用いる方が好ましい。混合はポ
−ラスプリル硝安の粒があまり粉砕されない速度及び時
間で行われる事が好ましく、通常２０ｒｐｍ〜１２０ｒ
ｐｍ程度の回転数で２分〜２０分程度の混合を行えば、
本発明の粒状爆薬が得られる。燃料油と増粘安定剤を分
けて混合する時は、前者の混合は２０ｒｐｍ〜１２０ｒ
ｐｍ程度の回転数で２分〜２０分程度、後者の混合も２
０ｒｐｍ〜１２０ｒｐｍ程度の回転数で１分〜２０分程
度行えば、本発明の粒状爆薬が得られる。

【００２４】本発明の粒状爆薬は、特殊な成分を含む系
により、例えば夏季に特殊な条件下で生じ得る高温度で
も固化しない、あるいはたとえ固化しても、ほんの少し
の力で簡単に元の粒状に戻る、即ち極めて固化しにくい
という特質を示す。

【００２５】

【実施例】本発明を実施例を挙げて更に詳しく説明する
が、本発明がこれらの実施例のみに限定されるものでは
ない。実施例において、部は重量部を意味する。又％は
重量％である。

【００２６】実施例１吸油率約１２％、平均粒径約１ｍｍ、硬度約１２のポ−
ラスプリル硝安９３．５部をシグマ翼を備えた室温の横
型ニーダーに移し、２号軽油６．０部を添加し、８０ｒ
ｐｍで５分間混合した。その後平均粒径約０．５ｍｍの
カルボキシメチルセルロースナトリウム０．５部を加
え、同じ回転数で更に５分間混合し、本発明の粒状爆薬
を得た。

【００２７】実施例２実施例１と同じポ−ラスプリル硝安９３．１部を室温の
回転ミキサー（コンクリートミキサー）に移し、２号軽
油５．９部を加え、６０ｒｐｍで２分間混合し、その後
平均粒径約０．１ｍｍのグアーガム１．０部を加え、同
じ回転数で更に１分間混合し、本発明の粒状爆薬を得
た。

【００２８】実施例３実施例１と同じポ−ラスプリル硝安９３．１部を、シグ
マ翼を備えた室温の横型ニーダーに移し、２号軽油５．
９部を加え、８０ｒｐｍで７分間混合した。その後、平
均粒径約０．２ｍｍのポリアクリル酸ナトリウム１．０
部を加え、同じ回転数で更に５分間混合し、本発明の粒
状爆薬を得た。

【００２９】実施例４実施例１と同じポ−ラスプリル硝安９２．１部を、シグ
マ翼を備えた室温の横型ニーダーに移し、２号軽油５．
９部を加え、８０ｒｐｍで５分間混合した。その後、平
均粒径約０．２ｍｍのポリアクリル酸ナトリウム２．０
部を加え、同じ回転数で更に３分間混合し、本発明の粒
状爆薬を得た。

【００３０】比較例１実施例１と同じポ−ラスプリル硝安９４部をシグマ翼を
備えた室温の横型ニーダーに移し、２号軽油６部を加
え、８０ｒｐｍで５分間混合し、比較用の爆薬を得た。

【００３１】実施例１〜４及び比較例１で得られた各爆
薬を、底を熱シールした内径５０ｍｍ、長さ５０６ｍ
ｍ、ポリエチレン（厚さ４２ミクロン）ナイロン（厚さ
２８ミクロン）の２層構造のポリ筒に４５０ｍｍの所ま
で入れ、ゴム輪で止めた。このポリ筒に入れた爆薬を４
０℃の温度で８時間放置した後、２０℃で１６時間冷却
した。これを１サイクルとし、３サイクルまで加熱・冷
却をくりかえした。

【００３２】１サイクル及び３サイクルの試験を終わっ
た各爆薬の中心部分を長さ約１００ｍｍ分だけ切り取
り、この部分のポリ筒をはがした。

【００３３】固化度の測定は、てこの原理を応用したも
ので、長さ５００ｍｍの桿の端部を荷重を少々かけても
動かない重い机の上にしっかり固定した横木に、桿が上
下方向のみに滑らかに動くようボルトナットで固定し、
この桿の固定端から１００ｍｍの所に、上述のポリ筒を
はがした試料爆薬を置き、固定端と反対側に徐々に荷重
をかけてゆき、試料爆薬の形が崩れる荷重を読み取る事
によって測定した。

【００３４】又官能的な固化度測定とし、上述試料爆薬
の、固化度測定を行った余りの試料で、手で握ってその
崩れ方を調べた。

【００３５】各爆薬の固化度の測定結果及び官能試験の
結果を表１に示す。

【００３６】

【表１】表１実施例１実施例２実施例３実施例４比較例１（固化度測定結果）１サイクル後０．６ｋｇ０．３ｋｇ０．１ｋｇ測定不可１１．２ｋｇ３サイクル後２．５ｋｇ１．６ｋｇ０．３ｋｇ０．１ｋｇ１５．２ｋｇ（官能的固化度測定結果）１サイクル後軽く握り、軽く握った軽く握った握る前に形極めて強いほんの少しだけで形がだけで形がが崩れる。手の力でよ力を入れる崩れる。崩れる。うやく壊れと形が崩れる。る。３サイクル後少し力を入少し力を入軽く握った軽く握った手の力ではれれば形がれれば形がだけで形がだけで形が崩せない。崩れる。崩れる。崩れる。崩れる。

【００３７】表１に明白なように、実施例１〜４及び比
較例１の固化度測定結果及び官能的固化度測定結果を比
較すれば、比較例が１サイクルでも強く固化し、まして
３サイクル後は極めて強く固化しているのに対し、実施
例は全て１サイクル後も３サイクル後も、少し押したり
する小さな力によって形が崩れるような、固化とは考え
にくい状態、あるいは極めて軽微な固化にとどまってい
る、ないしは、実施例４の１サイクル後のように固化が
生じていない事が判る。又実施例の中では、ポリアクリ
ル酸ナトリウムを用いた実施例４の効果が優れている事
が判る。

【００３８】

【発明の効果】本発明により、固化を防いだ粒状爆薬を
得る事が出来た。この粒状爆薬は、高温でも固化が極め
て生じにくく、夏期や高温地帯での貯蔵、取扱いに特別
な注意や装置が不要となり、貯蔵、取扱いが簡便で低コ
ストとなる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポーラスプリル硝酸アンモニウム，燃料油
及び増粘安定剤を含有することを特徴とする粒状爆薬。
【請求項２】増粘安定剤の平均粒径が０．０１〜３ｍｍ
であることを特徴とする請求項１に記載の粒状爆薬。
【請求項３】増粘安定剤の含有量が爆薬全体に対して、
０．０１〜４．５重量％であることを特徴とする請求項
１又は２に記載の粒状爆薬。
【請求項４】増粘安定剤がポリアクリル酸ナトリウムで
あることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の粒状
爆薬。