JPS5814397B2 - 油中水型エマルシヨン含水爆薬組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は脂肪族アミン酢酸塩を含有してなる油中水型（
以下Ｗ／０型と略記する）エマルション組成物に、無機
質及び／又は合成樹脂微小中空球体を含有したニトロゲ
タンゲル化物を含有させることにより、小口径、低温、
高比重で開放状態においても雷管こより起爆するＷ／０
型エマルション含水爆薬組成物こ関するものである。

こ＼で、小口径というのは、１５〜２５ｍｍ径程度のも
の、低温とは、−２０〜−５℃程度のもの、および高比
重とは、１．２〜１．３程度のものをいう。

従来、爆薬において爆発反応性（爆速で代表される特性
）を向上させるためには、一般に、■組成物各成分物質
の選択、■組成物各成分間の混合状態を変化させること
、の各々を検討することこよって行われてきた。

前記■の場合は、組成物の反応性を高めるための手段と
しては、反応速度の速い物質を選択すること、反応時に
大きな熱量を発生する、即ち、爆発熱の高い物質を選択
すること等がある。

前記■の場合としては、混合系の反応性を高めるために
酸化剤と燃料とが細かい粒子状で接触し合うこと、即ち
、接触面積を増大させること、更こは、水を介して相互
に溶解し合うことにより接触面積を増大させることが挙
げられる。

従って、含水爆薬において、水不溶性物質を含有する場
合こは、溶解させることが非常に困難であるために相互
の粒子状での接融面積を増大させた状態の混合系にする
ことが必要となる。

従来の含水爆薬のほとんどは、主成分である水が水不溶
性物質を、又は水に溶解しきれない残存水溶性物質を、
包み込む、いわゆる水中油型（以下０／Ｗ型と略記する
）のエマルション含水爆薬組成物であった。

この場合、含水爆薬組成物での水溶性物質のほとんどは
酸化剤であり、水不溶性物質のほとんど燃料又は燃料を
兼ねた鋭感剤で、例えば、アルミニウム、ニトロメタン
といったものである。

従来の含水爆薬組成物において、その成分を水不溶性物
質（０と略記する）と水溶性物質（Ｗと略記する）とに
分け、その重量配合比率を見ると、一般こ、Ｏ／Ｗが２
５／７５以下である。

従って型及びＷ／０型において各々分散される粒径が同
じであると考えるならば、そのＯとＷの接触面積は０／
Ｗ型よりＷ／０型の方が大きくなり、従って、爆発反応
性が向上することが期待される。

そこで、このような接触面積を増大させるという観点か
ら、従来、０／Ｗエマルション含水爆薬組成物に代りＷ
／Ｏ型エマルション含水爆薬組成物こ関する次のような
発明が発表されている。

即ち、米国特許第４００８１０８号、米国特許第３１６
１５５１号、米国特許第３４４７９７８号．特開昭４７
−４８９５号、特開昭４６−１３４５号等である。

前記米国特許第４００８１０８号は、化学発泡剤を使用
したＷ／０型含水爆薬組成物に関するものである。

この組成物は、この特許明細書の実施例に記されている
ように、比重１．２０〜１．２５といった高比重では雷
管起爆性を有しておらず、ましてやＯ℃以下で雷管こよ
り起爆するといった爆薬組成物ではない。

又この実施例の中の一つこおいて、雷管起爆性を有する
ことが記されているが（空気中で行われた実験であるこ
とから判断して常温と考えられる。

）、この実施例は大口径（６．４ｃｒ）で且つ低比重（
１．１０〜１．１２ｇ／ｃｃ）のものである。

一般に爆薬の起爆性においては、小口径よりも大口径の
もの、高比重よりも低比重のもの一方が起爆性は高い。

従って、この米国特許は、低比重、大口径こおいては、
雷管起爆性を達成しているが、高比重（１．２０以上）
、小口径（２５ｍｍ径以下）、低温（０Ｃ以下）で、し
かも開放状態で雷管起爆性を有しているというものを何
等開示していない。

前記米国特許第３１６１５５１号は、水溶解度が５係以
下の有機物質（ベンゼン等）を油類として利用するＷ／
０型エマルション含水爆薬組成物に関するものである。

この発明組成物の起爆試験に関する実施例が全く記され
ていないので、この組成物がどの程度の性能を有するか
不明であるが，爆破剤（プラステイング・エージェント
）と記されていることから、常識的に推察すると、ブー
スター起爆性爆薬であり、当然のこと乍ら雷管起爆性を
有してはいない。

前記米国特許第３４４７９７８号は、空気を抱き込ませ
たＷ／０型エマルション含水爆薬組成物こ関するもので
ある。

この特許明細書の実施例により起爆結果を見ると、全て
ブースター起爆である。

又特許明細書中こは、比重が０．９〜１，４の範囲で、
＋２０℃において、８号雷管こより起爆しないと記され
ていることから、この組成物は雷管起爆性を有していな
いものである。

また、前記特開昭４７−４８９５号は、特定の乳化剤（
ステアリン酸のアルカリ金属塩又はアンモニウム塩）茶
用いたＷ／０型エマルション含水爆薬組成物に関するも
のである。

この組成物は明細書の実施例こ記されているように、鉄
管中において＋１５Ｃ以上の温度で起爆し、開放状態こ
おいては、＋５０℃で起爆するといったＷ／０型エマル
ション含水爆薬組成物こ関するものである。

さらにまた、前記特開昭４６−１３４５号は、モノメチ
ルアミンモノナイトレート等を含有したＷ／０型エマル
ション含水爆薬組成物に関するものである。

この組成物は明細書の実施例に記されているようこ、５
ｃｒ以上の径の容器中で、即ち大口径且つ密閉状態こお
いて、約５℃で起爆するというものである。

以上の公知発明から解る通り、従来のＷ／０型エマルシ
ョン含水爆薬組成物は、開放状態で、低温（−５℃以下
）、小口径（２５ｍ朋径以下）、高比重（１．２０以上
）といった条件下で、雷管により起爆するといった含水
爆薬組成物ではなかったのである。

本発明者等は鋭意研究した結果、無機質及び１又は合成
樹脂微小中空球体を含有したニトロメタンゲル化物をＷ
／０型エマルション組成物中に充分に分散させてなるＷ
／０型エマルション含水爆薬組成物を得ることにより、
前記のような欠点をすべて克服した、即ち、開放状態、
小口径（２５ｍｍ径以下）、低温（−５℃以下）、高比
重（１．２０ｇ／ｃｃ以上）でも、なおかつ雷管により
起爆するニトロメタンを含有したＷ／０型エマルション
含水爆薬組成物の発明を完成した。

即ち、本発明は、イ硝酸アンモニウム又は硝酸アンモニ
ウムと他の無機酸化酸塩、口水、ハ油類、および二脂肪
族アミン酢酸塩を用いて混合攪拌させることこより形成
されるＷ／０型エマルション含水爆薬組成物こ、更こホ
無機質及び１又は合成樹脂微小中空球体を含有したヘニ
トロメタンをトニトロメタンのゲル化剤によりゲル化さ
せたニトロメタンゲル化物を混合分散させて成るＷ／０
％エマルション含水爆薬組成物である。

本発明に用いられる前記の他の無機酸化酸塩としては、
硝酸ナトリウム、硝酸カルシウム等の石一酸塩、塩素酸
ナトリウム等の塩素酸塩、過塩素醪ナトリウム等の過塩
素酸塩等が利用できる。

前配の（ハ）油類としては、軽油、重油等の液状鉱油類
からパラフィンのような固型油類まで、所望の組成物の
固さに応じて各種配合割合で使用できる。

（ヘ）ニトロメタンとしては、通常の工業用二トロメタ
ンを使用し、必要ならニトロエタン、ニトロプロパン等
のニトロパラフィン類も併用でき、この場合二トロメタ
ンの含量が６０重量係でも使用可能である。

（ｇ）ニトロメタンのゲル化剤としては、ニトロセルロ
ース、ポリエチレングリコール、ガラクトマンナンガム
等が利用できる。

（ホ）無機質及び／又は合成樹脂微小中空球体としては
、たとえばガラス微小中空球体、シラス（焼成）微小中
空球体、シリカ微小中空球体等の無機質微小中空球体及
びフェノール樹脂微小中空球体、メラミン樹脂微小中空
球体等の合成樹脂微小中空球体が使用でき、特に高価で
ある微細な微小中空球体は必要ではなく、平均粒径とし
て１００μ程度のものまで使用できる。

（ニ）脂肪族アミン酢酸塩としては、炭素数が８ヶ以上
の飽和脂肪族アミン酢酸塩も、不飽和脂肪族アミン酢酸
塩も、共に使用でき、エマルション形成については同様
の効果を得ることができるが、形成されたエマルション
の経時性については不飽和脂肪族アミン酢酸塩の方が秀
れている。

上述の組成物各成分の配合量は一酸素バランス起爆性、
威力、物性等を考慮して決められるものである。

通常、（イ）硝酸アンモニウム又は硝酸アンモニウムと
他の無機酸化酸塩は５０〜７５％（重量係以下同じ）、
（ロ）水は、５〜２０係、（ハ）油類は２〜７係、（ニ
）脂肪族アミン酢酸塩は、１〜５チ、（ホ）無機質及び
／又は合成樹脂微小中空球体は、１〜５係、（ヘ）ニト
ロメタンは、７〜２０％、（ト）ニトロメタンのゲル化
剤は、０．１〜２％の範囲で使用する。

次に、本発明のＷ／Ｏ型エマルション含水爆薬組成物の
製造方法を説明する。

先ず、（イ）硝酸アンモニウム又は硝酸アンモニウムと
他の無機酸化酸塩を、約７０℃の温度で（０）水に完全
に溶解させ、硝酸アンモニウム溶液を調製する。

次に、（ハ）油類と、（ニ）脂肪族アミン酢酸塩とを、
約７０℃の温度で相溶させ、油類相溶物を調製する。

約７０℃の温度の硝酸アンモニウム溶液に、約７０℃の
温度の油類相溶物を入れ、３０秒程混合攪拌すると、Ｗ
／０型エマルション組成物が形成される。

次に、（ヘ）ニトロメタン中に（ホ）無機質及び／又は
合成樹脂微小中空球体を混入し、更に（ｇ）ニトロメタ
ンのゲル化剤を入れ、混合攪拌することにより、ニトロ
メタンのゲル化物を得る。

このニトロメタンのゲル化物を、前記のＷ／０型エマル
ション組成物に入れ、攪拌混合することにより本発明の
ニトロメタン含有のＷ／０型エマルション含水爆薬組成
物が得られる（以下本方法を方法Ａとする）。

本方法は（ホ）微小中空球体を（ヘ）ニトロメタン中に
入れゲル化させるという方法を採用したが、この方法を
とらず、（ホ）微小中空球体および（ヘ）ニトロメタン
各各を、（ト）ニトロメタンのゲル化剤によりゲル化さ
せたニトロメタンのゲル化物を別々こＷ／０型エマルシ
ョン組成分に加え混合するという方法（以下本方法を方
法Ｂとする）もあるが、この方法は前記方法に比べ調製
された試料の起爆感度において劣ったものとなった。

本発明を比較例および実施例により更に具体的に詳細に
説明する。

実施例１〜１１、比較例１〜３ 表こ示す配合成分を有する実施例１〜１１および比較例
１〜３の爆薬組成物を製造し、性能試験を行ない、表に
示す結果を得た。

また表において、比較例１〜２、実施例１〜１１は前記
方法人で調製した。

比較例３は前記方法Ｂで調製した。性能試験方法は、前
記の方法により調製された本発明組成物を、２０又は２
５ｍｍ径、２００ｍｍ長のポリエチレンチューブこ装填
した後、アルミニウム線で端末を締め試料を製作した。

この試料は低温槽に入れ試験温度−５゜〜−２０℃に維
持した後、直ちこプローブを挿入し、６号電気雷管によ
り砂上で開放状態において起爆させた。

爆速は、プローブよりの信号をデジタルカウンターによ
り計測するという方法で測定した。

比較例１こは、ニトロメタンを含有してぃなし試料を用
いて行った結果を示し、常温においても不爆であった。

比較例２は、ニトロメタンを含有しているが、ガラス微
小中空球体を含有していない試料を用いて行った結果で
、常温において不爆であった。

比較例３は、ニトロメタンおよびガラス微小中空球体共
こ含有し、前記Ｂ方法こより調製した試料を用いて行っ
た結果で、常温において不爆であった。

実施例１は、組成は比較例３と全く同じであるが、前記
Ａ方法により調製した試料の結果で、低温において起爆
した。

比較例１，２，３，と比較し、ニトロメタンおよびガラ
ス微小中空球体を前記Ａ方法により混入し、試料を調製
することが起爆性こおいて重要であることが、本実施例
１により判明した。

実施例２は、酸化剤として硝酸アンモニウムのみを使用
したもので、実施例１と同様の性能結果を得た。

実施例３は、乳化剤としてアルキル（牛脂）アミン酢酸
塩（不飽和脂肪族アミン酢酸塩）に代り、オクタデシル
アミン酢酸塩（飽和脂肪族アミン酢酸塩）を用いた結果
で、実施例１と同様の性能結果を得たことから、飽和脂
肪族アミン酢酸塩も充分こ使用できることが判明した。

実施例４は、酸化剤として一硝酸アノモニウム、硝酸ナ
トリウム、過塩素酸ナトリウムを使用し、ニトロメタン
含有率の低い（８．４％）試料の結果で−５℃において
起爆したことから、ニトロメタン含有率が低くても充分
こ使用し得ることが判明した。

実施例５は、ガラス微小中空球体の含有率が低い（１．
７％）試料の結果で、−１０℃で起爆したことから実施
例４と同様の結論を得た。

実施例６は、軽油の大部分をパラフィンに置きかえた試
料の結果で、実施例１と同様の性能結果を得た。

実施例７は、ガラス微小中空球体をフェノール樹脂微小
中空球体に代え、ニトロセルロースをポリエチレングリ
コールに置き換えた試料の結果で、実施例１と同様の結
果を得た。

実施例８は、フェノール樹脂微小中空球体をシリカ微小
中空球体に代えた試料の結果で、実施例１と同様の結果
を得た。

実施例９はニトロメタン含有率の高い（約１７係）試料
を薬径２０ｍｍで、−２０℃において試験したもので、
結果は完爆した。

実施例１０は、水含有率の高い（約１６係）試料の結果
で、実施例１と同様の結果を得た。

実施例１１は、乳化剤含有率の低い（１．５％）試料の
結果で、他の実施例と同様に完爆した。

以上の比較例および実施例こより、本発明組成物が、低
温（−５゜〜−２０℃）、小口径（２０〜２５ｍｍ径）
、高比重（１．２〜１、３）で、開放状態こおいてもな
お十分に雷管こより起爆することを示す。

従来にない優れたＷ／０型エマルション含水爆薬組成物
であることが証明された。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ イ硝酸アンモニウム又は硝酸アンモニウムと他の無
   機酸化酸塩、日水、ハ油類、および二炭素数が８ヶ以上
   の脂肪族アミ冫酢酸塩を用いて混合攪拌させることによ
   り形成される油中水型エマルション組成物に、更にホ無
   機質及び／又は合成樹脂微小中空球体を含有したヘニト
   ロメタンをトニトロメタンのゲル化剤によりゲル化させ
   たニトロメタンゲル化物を混合分散させて成ることを特
   徴とする油中水型エマルション含水爆薬組成物。 ２ 他の無機酸化酸塩が硝酸カルシウムであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の油中水型エマルシ
   ョン含水爆薬組成物。 ３ 他の無機酸化酸塩が硝酸カルシウムおよび硝酸ナト
   リウムであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の油中水型エマルション含水爆薬組成物。