JPH09278578A - 爆 薬 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】硝安を酸化剤として使用した爆薬において、爆
薬の威力が強く、感度の高い爆薬を開発する。 【解決手段】吸油率が１５〜２４％、硬度が２〜２５重
量％で、かつアルキルアミン及び／又はその塩を０．０
５〜１重量％含有する粒状硝酸アンモニウム又はその粉
砕品を使用して爆薬を調製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ずい道堀進、採
石、採鉱、採炭等の産業用爆破用途に汎く利用される硝
酸アンモニウムを含有する爆薬に関する。

【０００２】

【従来の技術】爆破作業等に用いられる産業用爆薬とし
ては、ダイナマイト、含水爆薬、硝安爆薬、及びＡＮＦ
Ｏ爆薬等が良く知られている。

【０００３】これらの爆薬には、通常酸化剤として硝酸
アンモニウム（以下硝安と呼ぶ）が用いられている。ダ
イナマイトや硝安爆薬には吸油率が３％程度の粉状の硝
安が用いられている。又含水爆薬の場合には、ゲル状又
はエマルジョン状の基礎組成のみに硝安が用いられる場
合もあるが、これに追加する形で吸油率８〜１２％程度
の硝安が用いられる事もある。更にＡＮＦＯ爆薬では、
吸油率８〜１２％程度、粒径が１．１〜２ｍｍ程度、か
つ硬度が２〜１０重量％程度の粒状硝安が一般的に用い
られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】硝安は爆薬用の酸化剤
として価格が安く、しかも化学的に安定であり極めて有
用であるが、その反応性について言えば、例えばニトロ
グリセリンやニトログリコールの様な爆発性化合物に較
べてかなり低い事は当業者の常識である。従って産業用
爆薬中に粉状又は粒状の硝安を用いた場合、例えばニト
ログリセリンやニトログリコールの様な爆発性化合物を
単独で用いた場合に較べて威力が低下するが、安価で安
定であるという点から、これらの威力低下を補って余り
あるという考えにより、汎く硝安が使用されている。当
然、この硝安の反応性を向上せしめれば、爆薬の威力、
更には感度のような性能を飛躍的に向上させ得る事が期
待される。

【０００５】このような観点から、例えば特開平７−６
９７７２には吸油率が従来にない高い粒状硝安又はその
粉砕品を爆薬に含有せしめるという発明が提示されてい
る。しかし、硝安の反応性を向上せしめれば、一層の威
力の付与、更には感度の向上を与える事が可能である
が、その方法は現在、見い出されていない。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】本発明者等は、硝安の各種
物理的性質及びその爆薬性能への影響度を鋭意研究した
結果、特定の性質を有する粒状硝安又はその粉砕品を、
ダイナマイト、あるいは硝安爆薬に添加するか、更には
含水爆薬にあっては基本組成に追加硝安として用いれ
ば、著しく威力が向上し、例えば特開平７−６９７７２
に示された威力を上回る事を見い出し、本発明を完成さ
せたものである。

【０００７】即ち、本発明は、 （１） 吸油率が１５〜２４％、硬度が２〜２５重量％
で、かつアルキルアミン及び／又はその塩を０．０５〜
１重量％含有する粒状硝酸アンモニウム又はその粉砕品
を含有する事を特徴とする爆薬。 （２） 粒状硝酸アンモニウムの平均粒径が０．５〜
２．０ｍｍ、又はその粉砕品の平均粒径が０．００１〜
０．５ｍｍである（１）記載の爆薬。 （３） （１）記載の粒状硝酸アンモニウム又はその粉
砕品以外の硝酸アンモニウムを含有する（１）記載の爆
薬。 （４） （１）記載の粒状硝酸アンモニウム又はその粉
砕品が、爆薬中の硝酸アンモニウム全体の２０重量％以
上である（３）に記載の爆薬。 （５） （１）記載の粒状硝酸アンモニウム又はその粉
砕品と、該粒状硝酸アンモニウム又は粉砕品と混合時に
液体である燃料成分を含有する（１）、（２）、（３）
又は（４）に記載の爆薬。に関する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の爆薬に使用される硝安は、吸油率が１５〜２４
％、硬度が２〜２５重量％で、かつアルキルアミン及び
／又はその塩を０．０５〜１重量％含有する粒状硝安又
はその粉砕品であって、粒状、粉状のいずれを用いるか
は、その用途によって選択できる。

【０００９】本発明が以下の記述によって限定されるも
のではないが、ダイナマイト用や硝安爆薬用には吸油率
が１５〜２４％、硬度が２〜２５重量％で、かつアルキ
ルアミン及び／又はその塩を０．０５〜１重量％含有す
る粒状硝安の粉砕品を使用するのが好ましい。又、含水
爆薬の追加硝安用には、粉砕品も使用できるが、粒状硝
安をそのまま使用する方が安定性等への悪影響が少な
い。又粒状を保たせた方が好ましい従来のＡＮＦＯ爆薬
の様な用途には、平均粒径が０．５〜２．０ｍｍ程度の
粒状硝安が使われる。本発明の好ましい態様におき、前
記以外の硝安と混合して調製される爆薬においては、爆
薬全体量のうち５０重量％以上硝安を使用するが、使用
する硝安全体量の少なくとも２０重量％以上が前記粒状
硝安又はその粉砕品であるのが好ましい。

【００１０】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こと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（ＪＩＳＲ−３５０３）｝
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３０ｌ／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
会において定められた方法に準処したものである。

【００１１】吸油率（％）＝軽油吸着分（ｇｒ）／試料
５０（ｇｒ）×１００

【００１２】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
得る面積が大となるので、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
知られている。本発明の爆薬に使用される粒状硝安は、
１５〜２４％の吸油率を有する。

【００１３】粒子内部に多くの細孔を有する、いわゆる
ポーラス硝安は、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が大きく支配
しており、これらを調節する事で所望の吸油率のものが
得られる。

【００１４】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
れた量を測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（重量％）として表示す
る。計算式は、下記する。以上は、工業火薬協会に定め
られた方法に準処したものである。

【００１５】硬度（重量％）＝圧潰量（ｇｒ）／試料５
０（ｇｒ）×１００

【００１６】本発明の爆薬に使用される粒状硝安は、２
〜２５重量％の硬度を有している。

【００１７】本発明の爆薬に用いられる硝安の粉砕品
は、吸油率１５〜２４％の粒状硝安をボールミル、エッ
ジランナー、雷潰機のような固体物質を粉末状に粉砕す
る一般的な粉砕機を用いて粉砕することによって得られ
る。粉砕品の平均粒径は０．００１〜０．５ｍｍが好ま
しいが、より好ましくは０．０１〜０．３ｍｍである。

【００１８】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。

【００１９】勿論爆薬中で粉状と粒状の硝安を任意の比
率で用いる事も出来る。

【００２０】本発明の爆薬に使用される粒状硝安に含浸
させるアルキルアミンとしては、第一級、第二級、第三
級アミンが使用できるが、第一級アミンがより好まし
く、又アルキル基としては特に限定されないが、通常は
炭素数６〜２２のものが用いられ、カプリルアミン、ラ
ウリルアミン、ミリスチルアミン、パルミチルアミン、
オクタデシルアミン、ベヘニルアミン、ステアリルアミ
ン等や、これらのアミンを主成分とした混合物等又はこ
れらの単独又は２種以上の混合物が使用される。又本発
明の爆薬に使用される粒状硝安に含浸させられるアルキ
ルアミンの塩としては、上述のアミン類の酢酸塩、蟻酸
塩、プロピオン酸塩等の有機酸塩、硫酸塩、塩酸塩、硝
酸塩等の無機酸塩を単独又は２種以上の混合物として使
用される。更には、上述のアルキルアミン類及びその塩
類を２種以上組み合わせて添加使用する事も可能であ
る。

【００２１】本発明の爆薬で用いられる硝安に添加され
るアルキルアミン及び／又はその塩の量は、硝安に対し
て０．０５〜１重量％、より好ましくは０．０５〜０．
３重量％の範囲である。

【００２２】粒状を保たせた方が好ましい従来のＡＮＦ
Ｏ爆薬や粒状硝安爆薬の様な用途に、本発明の爆薬に使
用される粒状硝安と混合して用いられる燃料成分として
は、混合時に液体である燃料成分を用いるのが好まし
い。用いうる燃料成分の具体例としては、２号軽油、灯
油等の鉱物油類、メチルアルコール、エチルアルコール
等のアルコール類、植物油、動物油、更にはパラフィン
ワックス、マイクロクリスタリンワックスの様なワック
ス類、合成高分子類、更にはジニトロトルエンやジニト
ロキシレンの様なニトロ化合物類等が挙げられる。融点
の高い燃料成分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。本発明の爆薬で
は、燃料成分は、爆薬全体に対して１．５〜５０重量％
の範囲で用いられるが、より好ましくは、３〜３０重量
％の範囲で用いられる。また、本発明の爆薬は、一般に
はニーダー、回転ミキサーのような混合機に硝安を加
え、撹拌しながら燃料成分を添加混合して、均一とする
事によって得られる。撹拌、混合の機能を備えているな
らば、他の混合機も使用可能である。又、融点の高い燃
料成分を用いる場合には、加温及び保温装置の装備され
た混合機を用いて混合する方が好ましい。一般に５〜１
２０ｒｐｍ程度の回転数で２〜２０分程度の混合を行え
ば所望の混合物が得られる。

【００２３】本発明の爆薬には、一般に当業者が良く知
っている、澱粉、木粉、アルミ粉の様な金属粉等粉状の
燃料粉末も、追加で使用する事が可能である。又本発明
の爆薬には硝安以外の酸化剤例えば過塩素酸アンモニウ
ム等の過塩素酸塩、硝酸ソーダ等の硝安以外の硝酸塩
類、塩素酸カリの様な塩素酸塩類等を、吸油率１５〜２
４％の粒状硝安又はその粉砕品と組み合わせて用いる事
もできる。

【００２４】本発明の爆薬を使用すると、感度や爆速が
向上することにより伝爆性や完爆性が良くなり、効率的
に岩盤の破砕等が出来る。

【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、％は重量％を
意味する。但し、吸油率の％は先の定義通りである。

【００２６】実施例１ 粒状硝安（吸油率１６．９％、ステアリルアミン硝酸塩
０．０５％及びラウリルアミン蟻酸塩０．１０％含有、
平均粒径１．７ｍｍ）６５．８部を粉砕し、粒径０．１
ｍｍとし、これにニトログリセリン１４．９部、ニトロ
グリコール９．１部、ニトロセルロース１．５部、ジニ
トロトルエン４．１部、澱粉４．１部、脂肪族トリグリ
セリド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルを
主とした混合界面活性剤０．５部を加えて良く混合し、
本発明の爆薬を得た。これを３０ｍｍ径の紙筒中に１０
０ｇ宛充填した。

【００２７】比較例１ 硝安として、粒状硝安（吸油率１６．９％、平均粒径
１．７ｍｍ）６５．８部を粉砕し、粒径０．１ｍｍとし
たものを使用する以外は実施例１と同じ成分、量を配合
し良く混合し、比較の爆薬を得た。これを３０ｍｍ径の
紙筒中に１００ｇ宛充填した。

【００２８】実施例２ 実施例１で用いた粉砕硝安９４部と２号軽油６部を良く
混合し、本発明の爆薬を得た。これをＪＩＳ鉄管中に約
１５０ｇ宛充填した。又、この爆薬をＪＩＳＫ−４８２
６に規定された塩ビ雨どいに約２５０ｇ宛充填した。

【００２９】比較例２ 比較例１で用いた粉砕硝安９４部と２号軽油６部を良く
混合し、比較用の爆薬を得た。これをＪＩＳ鉄管中に約
１５０ｇ宛充填した。又、この爆薬をＪＩＳＫ−４８２
６に規定された塩ビ雨どいに約２５０ｇ宛充填した。

【００３０】実施例３ 実施例１で用いた粉砕硝安２６．２部と粉状硝安（吸油
率３．３％、平均粒径０．１ｍｍ）６１．６部とジニト
ロトルエン（凝固点６９℃）１２部を７５℃で良く混合
し、本発明の爆薬を得た。この爆薬をＪＩＳＫ−４８２
６に規定された塩ビ雨どいに約２５０ｇ宛充填した。
又、この爆薬をＪＩＳ鉄管中に約１５０ｇ宛充填した。

【００３１】比較例３ 粉状硝安（吸油率３．３％、平均粒径０．１ｍｍ）８８
部とジニトロトルエン（凝固点６９℃）１２部を良く混
合し比較用の爆薬を得た。この爆薬をＪＩＳＫ−４８２
６に規定された塩ビ雨どいに約２５０ｇ宛充填した。
又、この爆薬をＪＩＳ鉄管中に約１５０ｇ宛充填した。

【００３２】実施例４ 粒状硝安（吸油率２０．１％、ステアリルアミン硝酸塩
０．０４％、Ｃ₈ 〜Ｃ₁₈のアルキルアミン混合物の蟻酸
塩０．１％含有、平均粒径１．３ｍｍ、硬度１７％）９
４部と２号軽油６部を良く混合し本発明の爆薬を得た。
この爆薬をＪＩＳＫ−４８２６に規定された塩ビ雨どい
に約２５０ｇ宛充填した。又、この爆薬をＪＩＳ鉄管中
に約１５０ｇ宛充填した。

【００３３】比較例４ 粒状硝安（吸油率１１．５％、平均粒径１．８ｍｍ、硬
度４．８％）９４部と２号軽油６部を良く混合し比較用
の爆薬を得た。この爆薬をＪＩＳＫ−４８２６に規定さ
れた塩ビ雨どいに約２５０ｇ宛充填した。又、この爆薬
をＪＩＳ鉄管中に約１５０ｇ宛充填した。

【００３４】実施例１及び比較例１の薬包を使用して弾
道振子試験を行い弾道振子値を求めた。この値が大きい
方が威力が強いと言える。

【００３５】実施例２〜４、比較例２〜４の塩ビ雨どい
に充填した薬包を、６号雷管及び工業火薬協会規格ＥＳ
−３２（５）に規定されたこれよりも起爆力の弱い雷管
で起爆させる試験を実施した。完爆した雷管の号数が小
さい程爆薬の感度は高感度である。

【００３６】実施例２〜４、比較例２〜４のＪＩＳ鉄管
に充填した爆薬をペントライトブースター３０ｇを取り
つけた６号雷管により起爆し、爆速値を測定した。爆速
値の大きい方が威力が強いと言える。これらの試験結果
を表１に示す。

【００３７】

【表１】 実 施 例 １ ２ ３ ４ ──────────────────────────────────── 弾道振子値（ｍｍ） ８６．５ − − − ──────────────────────────────────── 起爆試験 ６号完爆 ６号完爆 ６号完爆 − ３号完爆 ３号完爆 ３号完爆 ２号完爆 ２号完爆 ──────────────────────────────────── 爆速（ｍ／ｓｅｃ） − ４４１０ ４７２０ ３８１０ 比 較 例 １ ２ ３ ４ ──────────────────────────────────── 弾道振子値（ｍｍ） ８５．７ − − − ──────────────────────────────────── 起爆試験 ６号完爆 ６号完爆 ６号不爆 − ３号完爆 ３号完爆 ２号不爆 ２号不爆 ──────────────────────────────────── 爆速（ｍ／ｓｅｃ） − ４３７０ ４５５０ ３０５０

【００３８】表１より明白な様に、本発明で特定する硝
安以外の成分は同一にした比較例と実施例を比較すると
次のような結論が得られる。実施例１は、比較例１に較
べ弾道振子値が大きく、威力が強い。又実施例２と比較
例２、実施例３と比較例３のそれぞれを較べると、何れ
の対応する例も、実施例の方がより号数の少ない雷管で
完爆しており、感度が高い事が判る。又何れの対応する
実施例も比較例より爆速値が大きいため、威力の向上を
もたらす事が判る。又、吸油率が異なる本発明の硝安と
従来の硝安の比較を実施例４と比較例４で行った結果で
は、感度及び爆速の何れも実施例が優れている。

【００３９】

【発明の効果】特定の粒状硝安又はその粉砕品を使用す
る本発明の爆薬は、その威力が強く、感度が高いので、
トータルコストをほとんど増大することなく発破効率を
向上せしめる事が可能である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸油率が１５〜２４％、硬度が２〜２５
   重量％で、かつアルキルアミン及び／又はその塩を０．
   ０５〜１重量％含有する粒状硝酸アンモニウム又はその
   粉砕品を含有する事を特徴とする爆薬。
2. 【請求項２】 粒状硝酸アンモニウムの平均粒径が０．
   ５〜２．０ｍｍ、又はその粉砕品の平均粒径が０．００
   １〜０．５ｍｍである請求項１記載の爆薬。
3. 【請求項３】 請求項１記載の粒状硝酸アンモニウム又
   はその粉砕品以外の硝酸アンモニウムを含有する請求項
   １記載の爆薬。
4. 【請求項４】 請求項１記載の粒状硝酸アンモニウム又
   はその粉砕品が、爆薬中の硝酸アンモニウム全体の２０
   重量％以上である請求項３に記載の爆薬。
5. 【請求項５】 請求項１記載の粒状硝酸アンモニウム又
   はその粉砕品と、該粒状硝酸アンモニウム又は粉砕品と
   混合時に液体である燃料成分を含有する請求項１、２、
   ３又は４に記載の爆薬。