JPS59207890A - ワツクス中水型エマルジヨン爆破剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、外側にある炭素質燃料連続相と内側にある酸
化剤塩水溶液不連続相とよりなる燃料中水型（ｗａｔｅ
ｒ−ｉｎ−ｆｕｅｌ　）エマルジョン爆薬組成物に関す
る。特に本発明は従来技術で開示さ，ｎた同様な型式の
燃料よりも有利である炭素質燃料相としてパラフィンワ
ックスを含有する燃料中水型エマルジョン爆薬組成物に
関する。

油中水型及びワックス中水型エマルジョン爆薬は今や爆
薬技術において周知であρ、製造するのは安全で経済的
で簡単でありしかも優几た爆破結果を司ることは証明さ
ｎている。米国特許第３．４ｔグ７，２７ｒ号ＯＡ細書
は溶解した酸素供給塩を含有ノーる水性不連続相と、炭
素質燃料連続相と、包蔵さｔｌ．たガスと、乳化剤と全
含有してなるエマルジョン爆薬組成物を開示している。

前記の米国特許以来、別の文献は油中水型爆薬組成物の
改良及び変更全記載している。こ几らの文献には米国特
許第３，１　７　７％，Ｊ−　７　、１’号、ｐ　３．
７　’７　０，に　、２　２号、第３、７　／　、！；
，２　４ｌ７号、ｇ３．７　ｔ　Ｊ−、５’　Ｊ　ｇ号
、第弘，／／　Ｏμ　３　グー号、　第グ，／　グ　タ
．タ　７　２号、　第グ，／　グ　／。

、１’／７号、第μ，／グ／，７　Ｊ　７号、カナダ特
許第７、０タ．＜、／　７　３号、米国特許第グ，／　
／　／，７　、！　７号、第’Ｉ，／　０　１ｌ，０２
２号、第グメ３／，♂コ／号、第グ．２ノと，、２７．
２号、第４ｔ，７　３と，２ｇｌ号、第グ，２／　１，
０　４１．０号及び第４ｌ−、、２　ｇ　７．０　／　
０号明細書がある。カナダ特許第１，／　Ｏ　Ｊ，Ｊ’
　３　、ｆ号及び米国特許第４ｔ，２　３　９，７７７
号及び第μ，．２　７　３，／　４ｌ７号明細書にはエ
マルジョン爆薬組成物の製造及び配置方法が記載さｎ，
ている。

前記のエマルジョン型爆薬組成物の全ては乳化剤必須成
分を含有する。か＼る乳化剤が存在しないと、爆薬組成
物の混合相は分離して爆薬としての用途をもはや卜しな
い層状混合物を形成する傾向がある。

更には、前記爆薬組成物の全ては実質的に精製さｉ″し
た状態で流動可能な炭素質成分を炭素質燃料として含有
する。例えば釆国特許第≠，２３／，１．２／号明細書
は鉱物油、ワックス、ノ々ラフイン油、ベンゼン、トル
エン、キシレン及ヒカソリン、溶油及びディーゼル燃料
として一般に記載さ几た液状炭化水素の混合物から選ん
だ材料を用いることを開示している。米国特許第μ，．
２７♂，２７．２号明細書は高度に精製した微結晶ワッ
クス例えばＷＩ’Ｉ’ＯＯＣ登録商板）Ｘ／登録商人及
びＡＲＩＳＴＯ（登録商標）／４ｔ３を用いること？開
示している。米国特許第≠，／　／　０，／　３グ号明
細書には、ペトロラタムとワックス及び油とＡＴＲＥＯ
Ｌ　（登録商標）無機白油との実質的に精製した混合物
，ＩＮＤＢ，ＡＣ−登録商標）の使用が提案さｎている
。エマルジョン型ゑ薬組成物の燃料連続相としてか＼る
精製炭素質材料の使用は従来必須と考えら几ていた。

炭素質燃料相が室温で又はわずかに室温以上で流動性の
液体よりなる時例えば鉱物油、ノぐラフイン油、ディー
ゼル燃料油等よりなる時には、得ら几るエマルジョン爆
薬は一般に粘稠な液体の性質を有し且つ慣用の爆薬包装
用装置又は薬包用装置を用いて包装するのには通常適当
ではない。該エマルジョン爆薬はまた内張りさ庇ていな
い掘孔のパラ充填に用いるには余りにも液状にあり得る
ので該組成物は掘孔岩壁中の亀裂に逃出する傾向がある
。微結晶ワックスを炭素質燃料相に添加すると包装に適
当な高粘度のエマルジョンを生ずるが微結晶ワックスが
高経費であるのに加えて該ワックスはその溶融粘度が高
い故に製造上の問題を生ずる。微結晶ワックスを含有す
るエマルジョン爆薬は上昇した処理温度でさえ粘稠なま
＼であり、従って配合、ポンプ押送、包装及び他の製造
操作に多大の支障全生起する。

本発明によると、炭素質燃料の連続相がエチレン含有重
合体と低分子量炭化水素液体とよりなる１少量の安定剤
／レオロジー改質剤混合物と共にｙ？ラフインワックス
を含有してなるワックス中水型エマルジョン爆薬組成物
が提供さ几る。

エチレン含有重合体と炭化水素液体とよりなる少量のレ
オロジー改質剤と安定剤との混合物と共に、容易に入手
できしかも安価なノ々ラフインワックスを用いてエマル
ジョン型爆薬組成物中に従来用いていた高度に精製した
微結晶ワックスの代用とし得ることが見出さｎ　７ｊ。

微結晶ワックスとは踵なって、ノぐラフインワックスは
比較的低い処理篇度で鮮明に溶融して低粘度の液体全形
成し、該液体は塩の水啓液と容易に乳化さ１しる。得ら
几るエマルジョン爆薬混合物全部合良くは押送し且つ包
装し且つ冷却すると所望の薬包入り爆薬特性を有するペ
ースト状又はノ々テ葱の半固゛体音形成する。

更には、本発明のパランインワックス中水型エマルジョ
ン爆薬は高度の起爆鋭感性と共に長期安定性を示す。本
発明のエマルジョン爆薬組成物の連続燃料相として角い
たノ々ラフインワックスは、融点温度（ｍｐｔ）　！ｒ
　Ｏ−、ｔ　／　℃により特徴付けら几る（　Ａｓ　Ｔ
Ｍ　）黄色の粗製硬ロウからｍｐｔ！３〜夕≠℃を有す
る精製品位のワックスまでに亘って原油のワックス留出
物フラクションから誘導さ７′１．ｆＣ市販製品の何ｎ
かよりなる。

レオロジー吠質剤／安定剤混合物の一部よりなるエチレ
ン含有重合体は任意のエチレンホモ重合体又は任意のエ
チレン／酢酸ビニル共重合体（但し酢酸ビニルの含量は
３０％を超えない）であるのが好捷しい。本発明で用い
るに適当なエチレン含有重合体は／θθＯと３θＯθと
の間の分子量によって特徴付けら几、しかもノ々ラフイ
ンワックスに滓かした該重合体のｊチ鍔液の曇ｖ点がエ
マルジョンの形成温度よりも高い程度に耐融ノξラフイ
ンワックスにか々り可溶性である。「曇９点」とは標準
条件下に冷却した時に溶融パラフィンワックスに溶かし
りｍ液からエチレン含有重合体が沈澱し始める温度全意
味する。

レオロジー改質剤／安定剤混合物の一部よりなる炭化水
素液体は０３！以下の炭素原子鎖長全有する任意のＡラ
フイン系又は精製した飽和炭化水素（アルカン）溶剤で
あるのが好ましい。鎖長Ｏｒ〜−Ｃ／ｚの炭化水素液体
が好ましい。オクタン、ドデカン及びヘキサデーカンの
群から選んだ炭化水素系列の７つが特に好適である。

本発明のエマルジョン型爆薬組成物は、（ａ）／〜ＩＯ
重量饅の工業品位ノぐラフインワックスと、０、！〜３
重量係の乳化剤と、０．２〜八へ重量係のエチレン含有
重合体及び０．／〜／重量係の炭化水素液体よりなるＯ
Ｊ〜、２．オ重量係のレオロジー改質剤／安定剤混合物
との連続相と：　（ｂ）　／　０−２６重量％の水と２
！〜♂オ重量係の可溶性の酸素供給用無機塩との不連続
相と：（Ｃ）該組成物をＯ６り〜ハ４’５’／ｃｃの密
度に維持するに十分な量の密度低下成分よりなる鋭感剤
不連続相と全含有して成る。

乳化爆薬の不連続含水成分即ち水性相は該相に溶解した
酸素供給用の無機塩を有する。か＼る酸化剤の塩は一般
に硝酸アンモニウムであるが、硝酸アンモニウムの！Ｏ
重量φ以下を１つ又はそ几以上の別Ω無機塩例えばアル
カリ又はアルカリ土類金属硝酸塩又は過塩素酸塩の如き
無機塩で代用できる。

本発明の組成物で用いるに適洛な乳化剤の典型例は単量
体状の乳化剤例えば飽和脂肪酸及び脂肪ｅｌ塩、クリセ
ロールステアレート、ポリエチレンオキシドのエステル
、脂肪アミン及び脂肪エステル、ホリヒニルアルコール
、ソルビタンエステル、燐酸エステル、ホリエチレンク
リコールエステル、アルキル芳香族スルホン酸、アミド
、トリエタノールアミンオレエート、アミンアセテート
、イミダシリン、不飽和脂肪鎖オキサゾリン及びメルカ
プタンである。用い得る重合体状乳イヒ斉ｊのうちには
、アルキド、エチレンオキシド／プロピレンオキシド共
重合体及び疎水部／親水部ブロック共重合体がある。グ
リセロールと二量体酸との反応生成物である乳化剤も適
当である。若干の場合には、乳化剤の混合物も用いる。

選んだ乳イヒ斉ｊは処方さ几るエマルジョン爆薬の環境
中で大抵迅速に作用する乳化剤でおる。

更には、本発明のエマルジョン爆薬は場合によっては追
加の燃料、鋭感剤又は充填前１ｊ成分を含有でき、例え
ばガラス又は樹脂の微小球、粒状の軽金属、空隙含有材
料例えばスチロフォームのビーズ又はバーミキュライト
、粒状の炭素質材料９１４えばギルツナイト又は石炭、
植物質例えば粉砕した竪果殻又は穀粒殻、硫黄等を含有
できる。

密度改質及び鋭感の目的で空気又は気泡全エマルジョン
組成物中に注入又は該組成物と混合できあるいは過酸化
物又は亜硝酸ナトリウムの如きガス発生材料からその場
で発生させ得る。

本発明のエマルジョン爆薬は、水と無機酸化剤塩との第
１のプレミックス及びノぐラフインワックス燃料と乳化
剤とレオロジー改質剤／安定剤混合物との第２のプレミ
ックスを製造することにより形成するのが好ましい。水
性プレミックスを加熱して酸化剤塩ヲ酔解させ、燃料プ
レミックスを加熱して流動性を与える。こｎらのプレミ
ックスを部会長くは一緒に混合し且つ機械的な羽根型混
合機、回転ドラム混合機中で又はインライン固定混合機
に通送することにより乳化させる。しか・る後に、密度
低下材料例えばガラス微小球を任意の補助燃料と共に添
加し、最終的に得ら几る生成物を適当な薬包又は容器に
包装する。

本発明のワックス中水型エマルジョン爆薬組成物は室温
で小さな直径（２，３儒〕の装薬での雷管により起爆に
対して鋭感である。本発明の組成物は優几た貯蔵特性全
示し且つ一／７℃〜＋Ｊｊ℃の一連の温度サイクル音節
した後でも雷管鋭感性を保持して解乳化の徴候を示さな
い。

次の実施例及び表によρ本発明のワックス中水型エマル
ジョン爆薬の製造及び該爆薬の特性の測定を記載する。

実施例／　−，２６ 一連のワックス中水型エマルジョン爆薬組成物、２６個
？製造し、該組成物中の諸成分の割合は以下に示した如
くであり、全ての部は重量だとして表わす。

硝酸アンモニウム　　　　６０．６ 硝酸カルシウム　　　　　　９．６ 硝酸ナトリウム　　　　　　ｌ弘、７ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　１７．９燃料
　　　　　弘、２ 乳化剤　　　　　　　　　　ｌ・７ ガラス微小球　　　　　　　２．３ 乳化剤は０．３πの重合体乳化剤と０．７露のンルビタ
ンセスキーオレエー計と０．７％の大豆レシチンとの混
合物よりなる。燃料成分はノミラフインワックス（ＡＳ
ＴＭ　　Ａ；２〜ｊ＜ｚ℃）を食前してなり、これに種
々の量及び濃度の相異なるエチレン含有重合体と炭化水
累液体とｔ添加する。製造後に１爆薬組成物？２Ｊ闇の
円筒状の紙製薬包中に注入することによりグリース様液
体形の温和な爆薬を包装し、該組成物ヲ／クチ様の稠度
にまで冷却する。

種々の強度の雷管１ｃ工９薬包を起爆させて爆ゴウを達
成するに要する最低伝爆量を測定する。

以下の表Ｉは種々のエチレン含有重合体と炭化水素（Ｈ
Ｏ）液体とを含有する一連の爆薬組成物を示す。−２ｊ
＋ｍｎの薬包の爆ゴウを達成するのに必要とされる最低
強度の伝爆薬を示す。

＊　登録商標 ＊＊　Ｒ−ｎで示した雷管は全てｏ、ｉ　ｔのアジ化鉛
起爆用組成物と種々の量のペンタエリトリット四硝酸塩
（ＰＢＴＮ）添装薬と全含有する。ｎがＱ−／、、？で
ある時にはＰＥＴＮの量は（ｎ−、？）Ｘ　Ｏ，Ｏｊ　
？でありｎがｌｌｌ〜／Ａである時にはＰＢＴＮの量は
（ｎ−／ｌ？）ＸＯ，／＋０．Ａ；？である。Ｅ　、　
Ｂ、は０．０♂？のアジ化鉛起爆用組成物と０．７♂？
のＰｇＴＮ添装薬とを含有する電気雷管を示す。Ｆは爆
ゴウしなかったこと？示す一全ての試験はｊ℃で行なっ
た。

表■に示した結果が証明する所によれば、エチレン含有
重合体と炭化水素液体とを添加すると１、ｅテ様の稠度
を保持しながら起爆に対する該組成物の鋭感Ｉｌｌ増大
させる。エチレン含有重合体が存在しないと（混合物７
）若干の鋭感度の減損を生起し、重合体と炭化水素液体
との両方が存在しないと（混合物ざ）鋭ｇ度のかなりの
減損を生起する。

以下の表■は促進貯蔵又は温度サイクル経過後の表Ｉの
混合物若干の伝爆薬による起爆の結果を示す。

表　　■ 混合物　最初の伝爆薬　　２回のサイクル後＊　　ダ回
のサイクル後＊／Ｒ−ざ　　　　　　Ｅ、Ｂ、（ダ、３
）　　　　　　−−Ｊ　　　Ｒ−７Ｒ−／ｊ−（４Ｌ、
２）　　　　　−＋３　　几−ｑ　　　　　　　Ｌ肌　
（不発）−−Ｆ　　　　Ｒ−９−−Ｅ、Ｂ、（、？、り
）７　　　Ｒ−／Ｊ　　　　　　ｇ、Ｂ、（不発）−−
ｇ　　　Ｂ、Ｂ、Ｃ不発）−−−− ＊　１回のサイクルは各温度で４♂？時間有して一１７
→＋３Ｓ→−１７℃の行程である。

表■の結果から、促進貯蔵後には、レオロジー改質剤／
安定剤混合物を含有する混合物はより大きな程度の鋭感
度を保持したことが見出される。

以下の表■は、用いたエチレン含有重合体の量ｆ０．７
蟹に増大させしかも選択した液体炭化水素成分が０８〜
０１６の炭素鎖長に亘っている一連の混合物の鋭感度を
示す。更には、用いた液体炭化水素の量？０．３蕗に増
大させた。

表　　　■ 表　　■　（続き） ■　表■に示した如き供試伝爆薬雷管 ＊　１回のサイクル後の最低伝爆薬 ＊＊　２回のサイクル後の最低伝爆薬 ＊＊＊この組成物は１．２ケ月の室゛温貯蔵後でもＥ、
ＢＶｒ：Ｌる超爆に対して鋭感住のま＼である。

表■に示した結果から次の所見が見出される。

エチレン含有重合体の量２ｏ、、ｓπ（表Ｉ）から０．
７蟹に増大させるとエリ安定な生成物を生起し、即ち促
進貯蔵後には鋭感度は表■の結果よりも向上される。多
量の低分子量液体炭化水素を用いると安定性ヲ顕著に増
大させる。ホモ重合体とエチレンの共重合体との両方が
本発明の目的に有用である。エチレン含有重合体と低分
子量炭化水素液体との間には相乗作用的な関係がある。

混合物嵐９を混合物＆、７０〜１２と比較すると混合物
煮７０〜１２は向上した鋭感度（及び安定度）を証明す
るが該混合物は全て低分子量液体成分？含有する。

種々の燃料相成分？用いる以外は実施例１〜．２６に記
載した成分と同じ成分割合を有する一連のエマルジョン
爆薬組成物を製造する。グリース及びワックスを試験す
るのに通常用いたＡＳＴＭ試験第８２１７／ａざ号によ
り高温及び低温条件下で各組成物の凝固の量又は程度又
は粘度全測定する。

（ＡＳＴＭ標準規格の年刊書、第２．７巻、１３３頁（
ｔｙ７ｇ）参照）。追加の粘度測定（ブルックフィール
ド粘度計）も若干の試料について実施する。従来技術の
燃料成分を含有する組成物と本発明の燃料成分全含有す
る組成物とについて実施した試験の結果を以下の表■に
示す： 表　　　■ ■７７−ｒグ０ ■２０−．２３Ｃ ■　ブルックフィールド　スビ／Ｐル＆　７　／　／　
Ｏｒｐｍ■　／／／の比率 ■　０．９　／　／／、　？　／　／／、りｌの比率■
　、３．．２．１０．３１０．７の比率■　、３．．２
１０．．３１０．７の比率表■の結果から、パラフィン
ワックス／エチレン含有重合体／炭化水素液体燃料相全
含有してなる本発明の混合物Ａｉ　３　／は慣用の従来
技術燃料混合物を含有する試料混合物りりも高温範囲で
大きな針入度と低い粘度とを証明していることが見出き
れる。更には、混合物＆　３　／の低温領域の針入度は
他の試料混合物よりも実質的に小さい。即ち本発明の爆
薬組成物は室温に冷却した際にも高度に粘稠な状態をな
お呈する時ＶＣ浸れた加工性を有すること全示している
う ＝５０′

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＩＯｏり〜へ弘ｆ　／　ｃ　ｃの密度を有する油中水型
   エマルジョン爆薬組成物であって炭素質燃料の連続相と
   酸化剤塩の水溶液不連続相と乳化剤とを含有してなり、
   前記の炭素質燃料相が融点温度！Ｏ〜Ｊ１℃の多量の工
   業品位パラフィンワックスと、エチレン含有重合体及び
   低分子量炭化水素液体よりなる少量のレオロジー改質剤
   ／安定剤混合物と全含有してなる油中水型エマルジョン
   爆薬組成物。 ２　酸化剤塩が硝酸アンモニウムである特許請求の範囲
   第１項記載の爆薬組成物。 ３、硝酸アンモニウムのｊ′Ｏ重量％までの代りにアル
   カリ及びアルカリｆ：、類金属硝酸塩及び過塩素酸塩の
   群から選んだ１つ以上の無機塩を用いる特許請求の範囲
   第２項記載のＢ薬組成物。 久　エチレン含有重合体はエチレンホモ重合体及びエチ
   レン／酢酸ビニル共重合体（但し酢酸ビニルは３０重量
   ％Ｔｈ超えない）を含有してなる特許請求の範囲第１項
   記載の爆薬組成物。 ！　前記のエチレン含有重合体は１０００〜３０００の
   分子賃ヲ有し、ノぐラフインワックスに可溶性でありし
   かもエマルジョンの形成温度よりも高い！係ノぐラフイ
   ンワックス溶液曇り点を有する特許請求の範囲第り項記
   載の爆薬組成物。 ２、　低分子量炭化水素液体は炭素数３よ個までの炭素
   原子鎖長全有するアルカン溶剤を含有している特許請求
   の範囲第１項記載の爆薬組成物。 Ｚ　炭化水素液体アルカンはＣ♂〜Ｃｌ／ｌの炭素原子
   鎖長を有する特許請求の範囲第２項記載の爆薬組成物。 ｒ　乳化剤は飽和脂肪酸及び脂肪酸基、グリセロールス
   テアレート、ホリエチレンオキシドのエステル、脂肪ア
   ミン及び脂肪エステル、ポリビニルアルコール、ンルビ
   タンエステル、燐酸エステル、ポリエチレンクリコール
   エステル、アルキル芳香族スルホン酸、アミド、トリエ
   タノールアミンオレエート、アミンアセテート、イミダ
   シリン、不飽和脂肪鎖オキサゾリン、メルカプタン；ア
   ルキド、エチレンオキシド／プロピンオキシド共重合体
   及び疎水／親水ブロック共重合体よりなる重合体状乳化
   剤及びグリセロールと二世体酸との反応生成物及びこ几
   らの混合物の群から選ば几る特許請求の範囲第１項記載
   の爆薬組成物。 タ　（ａ）／〜１０重量係の工業品位ノミラフインワッ
   クスと、０．ｓ〜３　Ｍ　ｆ？ｃ　％の乳化剤と、０．
   ２〜／、３重Ｍ、　％のエチレン含有重合体及び０．／
   〜／重量係の炭化水素液体よりなるＯ０３〜．２．！重
   量％のレオロジー改質剤／安定剤混合物と全含有して々
   る連紐相と； （ｂ）　ｉ　ｏ　、　、ｚ　ｓ重量％の水と２５〜ｇ！
   重量係の７つ以上の可溶性酸化剤塩とを含有してなる不
   連続相と； （ｃ）　０．Ｐ　〜／　、４１　？／ｃｃの組成物密度
   全達成する分散した密度低下成分とを含有してなる特許
   請求の範囲第１項記載の爆薬組成物。 ＩＯ酸化剤塩は少くともよＱ重量％の硝酸アンモニウム
   を含有してなる特許請求の範囲第り項記載の爆薬組成物
   。 ／／　密度低下成分は空隙含有粒状材料及び分散した気
   泡から選は几る特許請求の範囲第り項記載の爆薬組成物
   。