JPS6051686A - 雷管感度を有する油中水型乳化爆薬 - 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】 本発明は改良された爆薬に関する。さらに詳細には、本
発明は密度減少剤として強力で小さな中空の分散された
球体を含む油中水型乳化爆薬か、あるいは連続水相を有
する従来の水を基礎とするスラリーかのいずれかの雷管
感度スラリー爆薬に関する。好ましい爆薬は連続相とし
２て水と温和せぬ液体有機燃料と；不連続相として乳化
された無機酸化剤塩の水溶液と；乳化剤と；そして密度
減少剤として小さな、中空の分散された球体、好ましく
は約３５ｋｇ／ｉ　（５００ｐｓｉ　）の圧力下で最高
約１０容量％が崩壊するような強度を有する、好ましく
はガラスまたはプラスチック球体を含む雷管感性油中水
型乳化爆薬である。ここに使用した、゛雷管感性“なる
用語は爆発組成物が装薬直径３２龍またはそれ以下にお
いて２０’ＣでＮｏ、８の雷管を用いて燈台しうろこと
を意味する。

連続水相を有する従来の水を基礎とするスラリー爆薬は
２０年またはそれ以上も使用されて来た。

例えば、米国特許第３，２４９，４７４号；第３，６６
０，１８１号及び第４　、３６４　、７８２号−を参照
されたい。油中水型乳化爆薬もまたこの技術では著名で
ある。例えば、米国特許第４　、３５６　、０４４号；
第４，３２２，２５８号；第４．１４１．７６７号；第
３，４４７，９７８号及び第３．１６１，５５１号を参
照されたい。一般にこれらの型の爆薬には燈台に対し雪
質・感性たらしめるため密度減少剤を加えることが必要
と考えられて来た。

通常使用される密度減少剤はその場で化学的につくられ
る気泡、ガス気泡及び小さくて中空な分散されたカラス
球体である。この種の密度減少剤は、例えば米国特許第
４，３２２，２５８号に開示されている。気泡またはガ
ス泡を使用する１つの問題はこれらか圧縮可能であり、
高川下では十分な密度減少を与えないかも知れないこと
である。ガラス球体は若モの圧力に対しては圧縮されな
いが、もし高圧によって押し漬ぶされるか、破壊される
ならば、それらは最早同じ基準または密度減少型を与え
ない。これらの高圧は元圧と呼ばれる現象中に瞬間的に
起りつる。

このように１７で、密度減少剤として中空球体を含む爆
薬に関する主な問題は、もし爆発物が爆破の応用で元圧
を経験するならば球体が崩壊しうるとゆうことである。

元圧は衝撃波を鈍感にする一彫態で、この場合には燈台
した爆発物の装薬からの衝撃波が近くの燈台されなかっ
た装薬を衝撃して、それを臨界密度以上に圧縮し、ある
いはそうでなければそれを鈍感にして初期燈台を不発に
するかである。元圧は２つの方法のいずれかで起りうる
。装薬はその試みられた初動と同時に衝撃波からの圧縮
を経験することができるか、あるいはその試みられた初
動以前に衝撃波によって装薬が圧縮されつる。もし中空
球体が十分な強度のものでないならば、それは隣接する
、あるいは近接する燈台の衝撃波からの圧縮によって崩
壊し、これによって爆薬を燈台させつるに十分な爆薬密
度の減少を与えない。かようにして爆薬密度はその臨界
密度（装薬が確実にＮ［Ｌ８の雷管で燈台しつる最大の
密度）を超え増加し、装薬は不発になる。

本発明の中空球体はある程度隣接する燈台からの衝撃に
耐えるか、または抵抗するに十分な強度を有し）そして
このようにして球体は爆薬がその臨界密度を超えること
を防止する。これは、もしそうしなければ元圧が起った
であろう爆破の応用において商業的に意味のあるもので
ある。

本発明は高圧の下で密度減少剤として強力で、小さな、
中空の分散された球体の使用オ通じて燈台に対する感度
を保持する雷管感性を有する爆薬を包含するものである
。この爆薬は連続相としての水と混和せぬ液体有機燃料
と：不連続相としての乳化された無機酸化剤塩の水溶液
と；乳化剤と：そして約３５　＆ｇ／ｃＪ（５００ｐｓ
ｉ・）の圧力下で最高約１０％が崩壊するような強度を
有する密度減少剤としての小さい中空の分散された、好
ましくはガラスまたはプラスチックの球体を含むことが
望ましい。

従来の水性スラリー爆薬はその組成と配合方法がよ〈知
られ、上に引用された文献に記載されている。これらの
爆薬は無機酸化剤塩の水溶液と、溶液のための粘稠剤と
、粒状または液状の燃料および（または）増感剤、密度
減少剤および架橋剤とを含有する。爆薬は最初に結晶析
出点以上の温度で酸化剤塩と水との溶液（及び混和しつ
る液体がもしあれば）を形成して調製される。残りの成
分はこの技術で知られた機械的撹拌装置により溶液を通
じて混合し均等に分散させる。これに続く記載は油中水
型の乳化剤組成物を取り扱うもので、これは本発明爆薬
の好ましい形態である。

油中水型乳化爆薬に関して、組成物の連続相を形成する
水と混和せぬ液体有機燃料は全組成物の約３１■乃至約
１０重に％の量で存在し、好ましくは約４％乃至約８％
の量である。使用される実際の量は使用された、特に水
と混和しない燃料の特殊性と、もしあれば他の燃料の存
在とにより変化すやや水と混和せぬ燃料（類）が単一の
燃料（類）として使用される時は約４重量％乃至約８重
量％の量で使用されるのが好ましい。水と混和せぬ有機
燃料は脂肪族、脂環族および（または）芳香族でもよく
、それらが配合温度で液体である限り、飽和および（ま
たは）不飽和でもよい。好ましい燃料は鉱油、蝋、ノぞ
ラフイン油、ベンゼン、トルエン、キシレン及び一般に
ガソリン、ケロシン及びノーギル燃料などの石油留出物
として引用される液体炭化水素の混合物をａむ。特に好
ましい液体燃料は鉱油、Ｉ′Ｖｌ［１２燃料油、）やラ
フイン蝋、微小結晶性蝋及びそれらの混合物である。脂
肪族及び芳香族ニトロ化合物もまた使用できる。上記の
混合物も使用可能である。蝋は配合温度で液状でなけれ
ばならない。

場合により、そして水と混和せぬ液体燃料に加えて、固
体または他の液体燃料または両者は選れた鼠で使用する
ことができる。使用できる固体燃料の例は微粉砕された
アルミニウム粒子；ギルツナイトまたは石炭のような微
粉砕された炭素性材料；小麦のような微粉砕された野菜
粒子；及び硫黄である。水と混和しうる液体燃料も液体
稀釈剤として作用し、下表に記載される。これらの追加
の固体および（または）液体燃料も一般に１５重指％ま
での範囲内の量で使用することができる。

所望ならば、溶解していない酸化剤塩も、なんらかの固
体または液体燃料とともに組成物に添加することができ
る。

爆薬の連続相を形成する無ぜジ酸化剤塩の溶液は一般に
無機酸化剤塩を全組成物の重量による約４５％乃至９０
％の量で、水および（または）水と混和せぬ有機液体を
約５％乃至約２０％の世で含有する。

酸化剤塩類はアンモニウム、アルカリおよびアルカリ土
類金属の硝酸塩、塩素酸塩および過塩素酸塩から選ばれ
る。好ましい酸化剤塩類は硝酸アンモニウム（ＡＮ）　
、硝酸カルシウム（ＣＮ）及び硝酸ナトリウム（ＳＮ）
及び好ましくはその組合せである。使用された全酸化剤
塩類は約６０％乃至約８６％が好ましい。

一般に水は全組成物に基く重量で約５％乃至約２０％の
量で使用される。それは約１０％乃至１６％の量で使用
するのがよい。水と混和しうる有機液体は一部が塩類に
対する溶媒として水に代用され、そしてかような液体も
また組成物に対する燃料として作用する。さらに、ある
種の有機液体は溶液中の酸化剤塩類の析出温度を低下さ
せる。水と混和しうる液体燃料はメチルアルコールのよ
うなアルコール類、エチレングリコールのようなグリコ
ール類、ホルムアミドのようなアミド類および類似の窒
素含有液体を含むことができる。この技術で周知のよう
に使用される液体の鰍と型は所望の物理性により変化し
つるものである。

乳化剤は従来使用されていたものの中から選ぶことがで
き、種々の型式のものが上述の特許の中に挙げられてい
る。乳化剤は重量による約０．２％乃至約５％の量で選
れる。ＰＪ１％乃至３％の量で使用するのが望ましい。

代表的な乳化剤はソルビタン脂肪族エステル、グリフー
ルエステル、置換オキサゾリン、アルキルアミンまたは
それらの塩類、それらの誘導体及びその類似物を含む。

乳化剤はその親油性部分として不飽和炭化水素鎖を含む
ことが望捷しいけれども飽和された形態のものも使用す
ることができる。

本発明の基礎は小さな、中空のガラス球体を密度減少剤
として使用することに在る。球体は元圧な防１１ユする
か、あるいは最少とするに足りる力を持たねばならない
。この力は最大で球体の容量による１０％が約３５に９
／ｃｒｌ　（約５００　ｐｓｉ　）の圧力下で崩壊する
ようなものである。（百分率及び圧力の公称値は±２０
％で変動する。）球体はガラスが好ましいが、プラスチ
ック球体も使用できる。

一般に球体は容積による９０％が２０乃至１３０ミクロ
ンの間′にあるような粒度を有する。高強度パーライト
球体もまた使用できる。

球体は爆薬の密度を約１．０乃至１．３５，９／ｃｃ　
の範囲内に減少させるに十分な量で使用される。本発明
の爆薬はそれらの自然の密度またはその近くでは雷管感
性がなく、このようにして密度減少剤は第１に爆薬を燈
台させるよう増感するのに使用される。元圧が油中水型
乳化組成物中で起る時には、爆薬の密度はその自然の密
度に近づき、かようにして爆薬はその雷管感度を失う。

本発明の高強度球体な使用することにより、若干の密度
の増加は爆薬か雷管感度に留る程度に限定される。

従来の手段による化学的ガス放出のような他の音度減少
手段も高強力球体と組合せて使用することができる。し
かしながら、化学的ガス放出自体は、特にもし元圧が試
みられた初期の瞬間に起るならば、元圧を防止しないで
あろう。

重量（（よるガラス球体は、球体の大きさ及び壁の厚さ
の如何によって約１％乃至約１０％の伍で使用するのが
望ましい。容量によるガラス球体は約５％乃至約５０％
の量で使用するのが望ましい。

これらの重置及び容量は上述の密度減少範囲に対応する
。好ましいガラス球体は、３−Ｍ社により゛ガラス気泡
“′として製造された、Ｂ２３１５００゜Ｂ２８／７５
０．Ｂ３７／２００及びＢ３８／４０００と指示された
ものである。これらの品種は最高で容量による約１０％
が夫々３５ｋｇ／ｆｆｌ　（５００ｐｓｉ）　、　５２
．５に９／ｆｆｌ　（７５０ｐｓｉ）　、　１４０ｋｌ
？／ｃｎｔ　（２０００ｐｓｉ）及び２８０ｋｇ／ｆｆ
ｌ　（４０００ｐｓｉ）の圧力で崩壊するような力を夫
々持っている。好ましいガラス球体はＢ２３１５００で
ある。

連続水相スラリーより優る油中木型爆薬の主要な利益の
１つは粘稠剤及び架橋剤が安定性及び耐水性のために必
ずしも必要でないことである。しかしながら、かような
薬剤はもし必要ならば添加できる。組成物の水溶液はこ
の技術で通常使用されろ型の１つまたはそれ以上の粘稠
剤及び架橋剤の添加によって粘稠ならしめることができ
る。

本発明の油中水型乳化爆薬は従来の方法で配合できる。

代表的には、最初酸化剤塩（類）を水中に（または水及
び水と混和しつる液体燃料の水溶液中に辷塩溶液の結晶
析出温度の如何により約２５℃乃至約９０℃に温度を上
げて溶解する。次にこの水溶液な乳化剤と水に混和せぬ
液状有機燃料の溶液に添加・するが、その溶液は同一の
温度に昇温することが望ましく、そして生成する混合物
は連続する液状炭化水素燃料相中に水溶液の乳化液を生
ずる充分な烈しさを以て撹拌することが望ましい。通常
、これは迅速に撹拌しながら実質上瞬間的に達成するこ
とができる。（組成物はまた液体有機相を水溶液に加え
ることによっても調製できる）撹拌は配合が均等になる
まで継続すべきである゛。球体及びその池の固体成分は
、もしあれば、その時、添加し従来の装置により配合を
通じて撹拌する。配合工程もまたこの技術で知られた連
続的方法で完了させつる。

有機燃料を水溶液に添加する前に液体有機燃料中に乳化
剤を予め溶解するのが有利である。この方法は乳化液を
迅速にかつ最少の撹拌で形成せしめるものである。もし
乳化剤が高温の燃料で品質か悪化するのなら、乳化剤は
別個に別けて、乳化の直前に添ＩＪＩＩすることもでき
る。

油中水型乳化組成物の感度および安定性は密度調整剤？
添加する以前に分散された相をより小さな小滴にまで破
壊するため高剪断システムにそれらを通人することによ
って少しは改良することができる。

次表の引用は本発明をさらに例証するものである。

表中、すべての実施例において元圧距離が与えられる。

元圧距離は２つの同一装薬を水中に垂直方向に平行に懸
垂し、そして１つの装薬を他より前に開始することによ
って得られた。元圧距離は装薬を分離した距離で、第１
の数字は遅発装薬の有効な燈台が起った距離を示し、第
２の数字は遅発された（２５０ミｌＪ秒）装薬が不発で
あった距離を示す。有効な燈台に対する距離が短かい程
・爆薬がり［）庄に対しより大きく抵抗することを示す
。

第１表の実施例Ａにおいて、使用された中空のガラス球
体は本発明で必要とさ扛た球体より強度の少ないもので
あった。使用されたＣ１５／２”５０の球体は本発明で
必要とされた３　５ｋｇ／ｉ　（５００ｐｓｉ、）より
も少い僅か１７．５ｋｇ／ｉ　（２５０ｐｓｉ）の圧力
で約１０％の最大の崩壊を生ずるような強度のものであ
った。

これに比し、実施例ＢとＣでは両方とも分離距ｒＪＡ１
．ｏｍで燈台に成功し、かくして実施例Ａよりも凡用に
対しかなり強かったわけである。実施例Ｂ及びＣで使用
したガラス球体は本発明の最少強度要求な超えるもので
あった。実施例ＢとＣで使用した球体の強度は最高約１
０％の崩壊が夫々５２．５ｋｉ９／ｉ　（７５０ｐｓｉ
）お、Ｊ：　ヒ２８　ｏｋｙ／＝　（４０００ｐｓｉ　
）の圧力下で生じたようなものである。

第１表の実施例り及びＥは型式のみを異にする■ＩＪち
使用したカラス球体を昼にする同一の配合の直接比較を
与える。実施例Ａにおいて使用したのと同じＣ１５／２
５０　カラス球体を用いた実施例りは１．２５メートル
で同様な凡用を生じたが、これに反しＢ２３１５００　
のガラス球体（３５ｋｇ／ｃＩＩｔ［：５００ｐｓｉ］
の圧力で最高約１０％の崩壊を生ずろような強度を有す
る）実施例Ｅは１．２５メートルで燈台に成功した。実
施例Ｆは実施例Ｅで使用またのと同じ強度のガラス球体
を使用したがより高い基準で比較の目的のための実施例
りと同じ生成物密度を与えた。

従来の水を捕ｒ−とするスラリー爆薬を試験して、その
結果を表１１に示した。実施例Ａでは、使用した中空ガ
ラス球体（Ｃ１５／２５０）は本発明で必要とされた強
度より少り強度を持っていた。しかし実施例ＢとＣでは
中空ガラス球体の型式を除いては同一の配合を持って居
り、必要な強度の球体をａみ、そして実施例Ａよりも少
い分離距離で同しように燈台に成功した。

表−１１の実施例りは過塩素酸塩含有の水を基にしたス
ラリー爆薬で高強度微小気球の存在により凡用に対する
良好な抵抗性を持っていた。

凡用を受けて、このように不発となった装薬の試験はガ
ラス球体の感知しうる程の鼠か近接する装薬からの衝撃
波により破壊または崩壊されたことを示していた。前記
の実施例から、油中水型乳化爆薬で、そして試験された
型の中の従来のスラリー爆薬で最大約１０％が３５ｋｙ
／ｉ　（５００ｐｓｉ　）の圧力で崩壊するような十分
な強度のガラス球体を有するものは、１．０メートルの
ような低い装薬分離距離でさえも凡用を受けないことが
判る。

本発明の組成物は従来の方法で使用することができる。

これらは普通は比較的小さな直径で円筒形のソーセツジ
の形態のように包装されているが、この組成物はまた裸
の生成物としてせん孔に装てんもできる。このようにし
て、組成物は小直径としても大直径としても、その両方
で使用できる。

組成物は一般に押し出し可能で、かつ（または）従来装
置でポンプ輸送ができる。組成物の上述の性質はそれら
を万能型とし、多くの応用に対し経済的に有利である。

本発明は若干の列記実施例と、好ましい態様を引用して
記載して来たが、種々の変形のあることはこの技術の熟
練者には明らかであって、どのようなかかる変形も本発
明の範囲内に在り、付属の請求中に説明されている。

従来の水を主体とするスラリー爆薬は試験されて、結果
は実施例Ａ中にある。使用された中空ガラス球（Ｃ１５
／２５０）は本発明で要求された強度より少ないもので
あった。；しかし実施例Ｂ及びＣは中空ガラス球の型式
を除いては同一の配合を持って居り、必要な強度の球体
を含んでおり、実施例Ａよりも少ない分離距離で、示し
たように燈台に成功していた。

実施例りは過塩素塩含有の水を基礎とするスラリー爆薬
で、高強度微小気球の存在により元圧に対する良好な耐
圧性を有していた。

ＡＮ（硝酸アンモニウム）　３６．５ ＣＮ（硝酸カルシウム）　２９．）ｌ ＳＮ（硝酸ナトリウム）５，１ Ｈ，，０（水）　１１．２ 過塩素酸ナトリウム 粘稠剤　５２ａ エチレングリコール　４．６ アルミニウム粒子　６．６ 架橋剤８０．３ ギルツナイト　０．４ 球体　２，５ｄ 密　度！　９．／ｃｃ）　０．８４ 爆合結刺５′Ｃ） 最小昇圧　１２目　３／２ 死圧距離　（ｍ）　２／１．７５ ａ　グ′、γ−ガム７／＃粉　１．０／４．２ｂ　置換
されたグアーガム Ｃクロム酸２ナトリウム塩溶液 ｄ　Ｃ１５，’２５０　３−Ｍ社からの中空ガラス球体
ｅ　Ｂ２３１５００　３−Ｍ社からの中空ガラス球体ｆ
　Ｂ３７／２０００　３−Ｍ社からの中空ガラス球体表
−■ Ｂ　ＣＤ ３６．５　３６．５ ２９．８　２９．ＰＩ ３．１　５・１ １１．２　１１．２　２５．０ ４９．３ ５．２ａ　５．２ａ　１．８ｂ ４．６　４．６　２２．０ ６．６　６．６ ０．３　０．３　０．１ ０　、４　０　、４　０　、、１ ３．８（！　６．３ｆ　６．１” ０．８６　０，９０　１．１２ ３／２　３／２　３／２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ｉｇ！ｕｔ相としての水に混和せぬ液状有機燃料と
   ；不連続相としての乳化された無機酸化剤塩の水溶液と
   ；乳化剤と；密度減少剤とを含む元圧に強い雷管感度を
   有する油中水型乳化爆薬からなり、密度減少剤が約３５
   ｋｇ／（７（５００ｐｓｉ）の圧力下で最高約１０容量
   ％崩壊するような強度を有する小さい、中空の分散され
   た球体を含むことを特徴とする爆薬。 ２　球体がガラスである特許請求の範囲第１項に記載の
   爆薬。 ３　球体がプラスチックである特許請求の範囲　１第１
   項に記載の爆薬。 ４　球体が爆薬の密度を約１．０乃至約１．３５，９７
   ｃｃの範囲内に減少するに足りる量で存在する特許請求
   の範囲第１項に記載の爆薬。 ５　球体が全組成物に基く重量による約１％乃至約１０
   ％の量で存在するようにした特許請求の範囲第１項に記
   載の爆薬。 ６　容量による９０％が２０乃至１３０ミクロンの粒度
   を球体が有するようにした特許請求の範囲第４項に記載
   の爆薬。 ７　液体有機燃料が鉱油、蝋、ベンゼン、トルエン、キ
   シレン及びガソリン、ケロシン及びジーゼル燃料のよう
   な石油留出物から成る群から選れるようにした特許請求
   の範囲第１項に記載の爆薬。 ８、無機酸化剤塩かアンモニウム及びアルカリ及びアル
   カリ土類金属の硝酸塩、塩素酸塩及び過塩素酸塩から成
   る群から選れるようにした特許請求の範囲第１項に記載
   の爆薬。 ９、密度減少剤が３５ｋｇ／ｄ　（５００ｐｓｉ　）　
   （７）圧力下で最高約１０容量％が崩壊するような強度
   を有する小さくて、中空の分散されたガラス球を含むよ
   うにした、連続相としての水に混和せぬ液体有機燃料を
   全組成物に基〈重量で約３％乃至約１０％の量と；約４
   ５％乃至約９０％の量の無機酸化剤塩及び約５％乃至約
   ２０％の量の水を含む不連続相としての乳化された無機
   酸化剤塩の水溶液と；約０．２％乃至約５％の量の乳化
   剤と；及び約１．０乃至約１．３５，９／ｃｃの範囲内
   に爆薬密度を減少するに十分な量の密度減少剤とを含有
   する元圧に強い雷管１度を有する油中水型乳化爆薬。 １０、密度減少剤が３５に９／ａｄ　（５００ｐｓｉ）
   　（７）圧力下で最高約１０容量％が崩壊するような強
   度を有する小さくて、中空な分散された球体を含すよう
   にした無機酸化剤塩水溶液の連続相と；架橋剤及び粘稠
   剤と；粒状または液状の燃料および／または増感剤と、
   密度減少剤とを含有する雷管感度を有する水性スラリー
   爆薬。