JPS608999B2 - 油中水型エマルシヨン爆薬組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油中水型ェマルション爆薬組成物（以下Ｗ／Ｏ
型ェマルション爆薬組成物と略記する）に係り、特にＷ
／Ｏ型ェマルション爆薬組成物の起爆感度を改良するた
めに従来から用いられている火薬類、非火薬類、爆撃触
媒的鋭感剤もしくはアンモニウム又はアルカリ金属の塩
素酸塩又は過塩素酸塩等の鋭感性酸化剤を含有しないＷ
／Ｏ型ェマルション爆薬組成物において、縮合リン酸塩
及び／又は五酸化リンを配合することにより、小口径及
び低温における起爆感度の経時安定性を大幅に改良せし
めたＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物に関するものであ
る。

従来からニトログリセリン等の火薬類鋭感剤、モノメチ
ルアミソ硝酸塩等の非火薬類鋭感剤（以上の鋭感剤を以
下鋭感剤物質と略記する）、原子番号１３以上でかつ周
期律表の第１族、第２族以外の金属の化合物又は水綾性
ストロンチウム化合物等の爆撃触媒的鋭感剤、もしくは
アンモニウム又はアルカリ金属の過塩素酸塩等の鋭感性
酸化剤（以上の鋭感剤を以下補助鋭感性物質と略記する
）を配合して小口径で低温における起爆感度を改良した
Ｗ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物は数多〈知られている
。

しかし、これらのＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物を製
造するには、前記の鋭感性物質もしくは補助鋭感性物質
を輸送しかつ配合する必要があるが、それらの取扱い上
の危険性が大きいものもあり、またそれらを用いた爆薬
の製造時の揮発ガスおよび使用後の爆発ガスの不快性又
は毒性等が問題になることも多い。さらに又、原材料費
として高価なものになる場合も多い。従って、すべての
爆発組成物について言えることであるが、一切の鋭感性
物質もしくは補助鋭感性物質を配合しないものが望まし
い。このような意味で、前記の様な鋭感性物質もしくは
補助鋭感怪物費を含有させないで小口径で６号雪管もし
くは８号雷管で起爆可能なＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組
成物も過去に二、三発表されている。例えば、米国特許
第４，１１０，１３４号の明細書によれば、気泡保持剤
としてガラス微小中空球体を配合して約１．２５インチ
（３１．８側）の薬径で６号雷管で、最高１．２５の仮
比重まで完嬢する旨のことが、記載されている。

また米国特許第４，１４９，９１７号の明細書によれば
、気泡保持物質は含有しないで微小気泡により仮比重を
０．９５に調整し、１．２５インチ（３１．８肌）で製
造から２ケ月経過しても６号電管で完曝し（爆薬温度２
１．ｒｏ）、・８，ケ月経過後で８号電管．で完嬢する
（爆薬温度２１．１℃）ことが記載されている。以上の
ように前記の鋭感性物質もしくは補助鋭感性物質を含有
しない従来のＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物は、小口
径（１．，２５インチ）で６号雷管もしくは８号雷管で
完嬢するが、より小口径（１．２５インチ以下）及び低
温時の起爆感度もしくは、それらの経時安定性が十分で
ない等の問題があった。

本発明は前記の様な問題点、即ちより小口径（例えば１
インチ）及び低温時（例えば一５００）の起爆感度及び
それらの経時安定性の不良を解消するために鋭意研究し
た結果得られたものである。

即ち、本発明のＷ／○型ヱ．マルション爆薬組成物は、
‘ィ｝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 ｛ｏー水及び し一縮合リン酸塩及び／又
は五酸化リンから成る酸化剤水溶液の分散相、８熱料油
及び／又はワックス類から成る可燃剤の連続相、‘ホー
乳化剤並びに Ｎ微小中空球体又は微小気泡を含有させ
てなることを特徴とする。

本発明のＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物の酸化剤水溶
液は、硝酸アンモニウムを主成分とし必要に応じて他の
無機酸化酸塩を含有させてなるものである。

ここで他の無機酸化酸塩とは、例えば硝酸ナトルゥム、
硝酸カルシウム等のアルカリ金属または、アルカリ士類
金属の硝酸塩である。これらの無機酸化酸塩は、１種又
は２種以上の混合物として用いる。硝酸アンモニウムの
配合量は、一般に全体の４０〜９０％（重量基準、以下
同様）であり、必要に応じて他の無機酸化酸塩を硝酸ア
ンモニウムを含む無機酸化酸塩全体の４０％以下で含有
させても良い。燃料油及び／又はワックス類の燃料油は
炭化水素、例えばパラフィン系炭化水素、オレフィン系
炭化水素、ナフテン系炭化水素、芳香族炭化水素、飽和
又は不飽和炭化水素、石油、精製鉱油、潤滑油、流動パ
ラフィン等及び炭化水素誘導体、例えばニトロ炭化水素
等である。

またワックス類は石油かな議導される末精製マイクロク
リスタ１′ンワツクス、精製マイクロクリスタリンワッ
クス・パラフィンワックス等、鉱物性ワックスであるモ
ンタンワックス、オゾケラィト等、動物性ワックスであ
る鯨ロウ等、及び昆虫ワックスである蜜ロウ等である。
これらの燃料油・ワックス類は１種又は２種以上の混合
物として用いる。燃料油及び／又はワックス類の配合量
は一般に１％〜１０％である。乳化剤は特に限定するも
のでなく、従来から知られているＷ／Ｏ型ェマルション
を形成するすべての乳化剤を包含する。

例えばソルビタン脂肪酸エステル、即ちソルビタンモノ
ラウレート、ソルピタンモノオレエート、ソルビタンモ
ノ／ぐルミテート「ソルビタンモノステアレート、ソル
ビタンセスキオレヱート、ソルビタンジオレエート、ソ
ルピタントリオレェート等、脂肪酸のモノ又はジグリセ
ラィド、即ちステアリン酸モノグリセラィド等、ポリオ
キシェチレンソルビタン脂肪酸ェステル、即ちポリオキ
シエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチ
レンソルビタンモノステアレート等、オキサゾリン誘導
体、ィミダゾリン誘導体、リン酸ェステル、脂肪酸のア
ルカリ金属塩又はアルカリ士類金属塩、一級、二級及び
三級アミン又は一級、二級、三級アミンの硝酸塩又は酢
酸塩である。これらの乳化剤は１種または２種以上の混
合物として用いる。乳化剤の配合量は、一般には０．５
〜５％である。本発明で用いられる縮合リン酸塩は、一
般式Ｍ３Ｐ０４で表わされるオルトリン酸塩、（Ｍはリ
チウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、アンモニ
ウム等である。

）一般式Ｍｎ＋２Ｐｎ０３ｎ＋，（ｎ＝２，３，４）で
表わされるポリリン酸塩（ｎ＝２はピロリン酸塩、ｎ＝
３はトリポリリン酸塩、ｎ＝４はテトラポリリン酸塩で
、Ｍはリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、
アンモニウム等である。）、一般式（ＭＰ０３）ｎ（ｎ
＝３，４）で表わされるメタリン酸塩（ｎ＝３はトリメ
タリン酸塩、ｎ＝４はテトラメタリン酸塩で・、Ｍはリ
チウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、アンモニ
ウム等である。）、一般式ＸＭ２０・ＹＰ２０５（０く
Ｘ／Ｙ＜１）で表わされるウルトラリン酸塩（Ｍはリチ
ウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、アンモニウ
ム等である。）である。但し、上記それぞれの一般式で
規定されるＭはリチウム、ナトリウム、カリウム、カル
シウム及びアンモニウムの一部が水素に置き換ったもの
も含む。また本発明で用いられる五酸化リンは一般式（
Ｐ２３）ｎで表わされるものである。

これらの縮合リン酸塩及び／又は五酸化リンは１種又は
２種以上の混合物として用いる。縮合リン酸塩及び／又
は五酸化リンの配合量は一般には０．０５〜１５％で、
好ましくは０．１〜５％である。また本発明のＷ／Ｏ型
ェマルション爆薬組成物は仮比重調整剤により、その仮
比重を０．８０〜１．３５（好ましくは１．００〜１．
１５）に調整される。

その仮比重調整剤は、微小中空球体又は微小気泡であり
、微小中空球体とは、例えばガラス、アルミナ、貢岩、
シラス、桂砂、火山岩、ケイ酸ナトリウム、ホゥ砂、真
珠岩、黒曜岩等から得られる無機質系微小中空球体、ピ
ッチ、石炭等から得られる炭素質系微小中空球体、フェ
ノール樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ェポキシ樹脂、尿素
樹脂等から得られる合成樹脂系微小中空球体等であり、
これらの微小中空球体は１種又は２種以上の混合物とし
て用いる。微小中空球体の配合量は一般に１％〜１０％
である。微４・気泡とは、例えば化学発泡剤を含有させ
て発泡させて得られる微小気泡、又はＷ／Ｏ型ェマルシ
ョンの形成時もしくは形成後の工程で機械的に空気又そ
の他のガスを吹き込んで得られる微小気泡等である。化
学発泡剤とは、例えばァリカリ金属ホウ素水素化物や亜
硝酸ナトリウムと尿素とを組合せて用いるもの等の無機
系化学発泡剤、またはＮ，Ｎ′−ジニトロソベンタメチ
レンテトラミンヘアゾジカルボン酸アミド、アゾビスィ
ソプチロニトリル等の有機系化学発泡剤等である。これ
らの化学発泡剤は１種又は２種以上の混合物として用い
る。化学発泡剤の配合量は、一般に０．０１〜２％であ
る。以上のような本発明のＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組
成物は、前記のような縮合リン酸塩及び／又は五酸化リ
ンを含有することにより、乳化状態の経時安定性が向上
し、その結果、つ・口径及び低温における起爆感度の経
時安定性が大幅に改良されたものである。

本発明のＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物の製造方法は
、例えば次のとおりである。

即ち、硝酸アンモニウム又は硝酸アンモニウムと他の無
機酸化酸塩に縮合リン酸塩及び／又は五酸化リンを配合
した混合物を約８０〜９０００で水に溶解させた酸化剤
水溶液を得る。一方、乳化剤と燃料油及び／又はワック
ス類とを８０〜９０ｏｏで溶融混合させた混合物（以下
可燃剤混合物と略記する）を得る。次に一定容量の保温
可能な容器内にまず可燃剤混合物を入れ、酸化剤水溶液
を徐々に添加しながら通常使用されるプロペラ羽根式燈
杵機を用いて約１６０仇ｐｍで約５分間混合燈拝して約
８５午○のＷ／Ｏ型ェマルションを得る。次に微小中空
球体又は化学発泡剤を前記のＷ／Ｏ型ェマルションに縦
型控和機を用いて約３仇ｐｍで混合することによりＷ／
Ｏ型ェマルション爆薬組成物を得る。なお微小中空球体
または化学発泡剤による微小気泡の代りに空気等のガス
による微小気泡を含有させる場合には、前記のＷ／Ｏ型
ェマルションに空気等のガスを吹き込みながら濃幹する
ことによってＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物を得る。
次に本発明のＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物を実施例
及び比較例によって具体的に説明する。

なお各例中の部数および％はすべて重量基準である。実
施例 １ 第１表に示すような配合組成のＷ／Ｏ型ェマルション爆
薬組成物を下記のようにして製造した。

まず、硝酸アンモニウム３７７．９０部（７５．５８％
）および硝酸ナトリウム２２．６５部（４．５３％）及
びリン酸水素二ナトリウム４．８碇部（０．９６％）を
水５４．７０部（１０．９４％）に加えて加溢すること
により溶解させ、約８５００の酸化剤水溶液を得た。一
方、ソルビタンモノオレェート８．６５部（１．７３％
）と未精製マイクロクリスタリンワックス１６．８５部
（３．３７％）との混合物を加温して溶融させ約８５０
０の可燃剤混合物を得た。保温可能な容器内にまず前記
の可燃剤混合物を入れ、次に前記の酸化剤水溶液を徐々
に添加しながら、プロペラ羽根式櫨梓器を用いて、約１
６０ぴｐｍで５分間、混合擬拝して、約８５℃のＷ／Ｏ
型ェマルションを得た。次に平均粒径７５山のガラス微
小中空球体１４．８５部（２．８９％）を前記のＷ／Ｏ
型ェマルションに縦型控和機を用いて約３仇ｐｍで混合
することによりＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物を得た
。このＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物は、直径２５柳
、長さ約１８仇咳で薬量１００タｒになるように成形し
、ビスコース加工紙で包装した薬包となし各性能試験に
供した。性能試験としては【ィー製造１日後の仮比重の
測定、【ｏ｝試料薬包を６０００で２岬寺間保ちその後
一ｌｙｏで２４時間保って、これを１サイクルとした温
度サイクルを繰返して行なうという強制劣化貯蔵試験を
行なった後、６号雷管を用いて−５℃で起爆試験を行な
った時に完燃しうる温度サイクル回数を求め、その回数
を常温（１０〜３０ｏＣ）放置貯蔵における完嬢可能貯
蔵月数として推定（前記１温度サイクルが常温放置貯蔵
のほぼ１カ月に相当することを実験的に確認したことか
ら推定した。）した起爆感度経時安定性試験、およびＨ
前記（口｝の起爆試験時の仮比重測定を行なった。その
結果は第１表に示すとおりであった。実施例 ２〜１１ 第１表に示すような配合組成のＷ／Ｏ型ヱマルション爆
薬組成物を実施例１に準じて製造した。

このＷ／Ｏ型ヱマルション爆薬組成物を実施例１に記載
されている方法と同一方法にて、試料薬包を作成し、同
一項目の性能試験を行なった。その結果は、第１表に示
すとおりである。また実施例１１においては、前記の試
料薬包を約５０００の陣温槽で２時間加溢して配合した
化学発泡剤（Ｎ，Ｎ′−ジニトロソベンタメチレンテト
ラミン）を分解発泡ごせ仮比重を調整したものについて
、実施例１と同一項目の性能試験を行なった。実施例
１２ 第１表に示すような配合組成のＷ／Ｏ型ェマルション爆
薬組成物を、以下のような方法で製造した。

即ちまず実施例１に準じてＷ／Ｏ型ヱマルションを得た
。次に前記のＷ／Ｏ型ェマルションに空気を細いノズル
から吹き込みながらプロペラ羽根式鷹梓器を用いて、約
１６０仇ｐｍで２分間混合蝉洋を行ない空気の微小気泡
を導入し、所要の仮比重のＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組
成物を得た。このＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物を実
施例１に記載されている方法と同一方法にて、試料薬包
を作成し、同一項目の性能試験を行なった。その結果は
、第１表に示すとおりである。比較例 １〜６ 第２表に示すような配合組成のＷ／Ｏ型ェマルション爆
薬組成物を実施例１に準じて製造した。

このＷ／Ｏ型ヱマルション爆薬組成物を実施例１に記載
されている方法と同一方法にて試料薬包を作成し、同一
項目の性能試験を行なった。その結果は、第２表に示す
とおりである。比較例 ７第２表に示すような配合組成
のＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物を実施例１２に準じ
て製造した。

このＷ／Ｏ型ヱマルション爆薬組成物を実施例１に記載
されている方法と同一方法にて試料薬包を作成し、同一
項目の性能試験を行なった。その結果は、第２表に示す
とおりである。船 鯨 第２表 次に各実施例の結果と各比較例の結果とを比較説明する
。

本発明で規定される縮合リン酸塩及び／又は五酸化リン
を配合しないＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物（比較例
１）の場合は、６号雷管を用い−５℃での完爆可能貯蔵
月数は、１９ケ月であったが、縮合リン酸塩としてリン
酸水素二ナトリウム、リン酸二水素リチウム、ピロリン
酸カリウム、メタリン酸アンモニウム、ウルトラリン酸
アンモニウム及び五酸化ＩＪンをそれぞれ０．９６％配
合したＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物（実施例１から
６迄）の場合は、６号雷管を用いて−５℃での完爆可能
貯蔵月数は、それぞれ２９ケ月、２７ケ月、２９ケ月、
３０ケ月、２８ケ月、及び２６ケ月であった。

また硝酸アンモニウム以外の無機酸化酸塩として硝酸カ
ルシウム、可燃剤としてマイクロクリスタンワックス、
及び乳化剤としてステァリン酸モノグリセライドを配合
したＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物（比較例２）の場
合は、６号雷管を用いて−５℃での完嬢可能貯蔵月数は
、１８ヶ月であったが、リン酸水素二ナトリウム及び五
酸化リンをそれぞれ０．４８％づつ配合したＷ／Ｏ型ェ
マルション爆薬組成物（実施例７）の場合は、６号雷管
を用いて−５℃での完嫁可能貯蔵月数は２６ケ月であっ
た。

また、硝酸アンモニウム以外の無機酸化酸塩として硝酸
カルシウム及び気泡保持物質として平均粒径４００仏の
シリカ微小中空球体を配合したＷ／Ｏ型ェマルション爆
薬組成物（比較例３）の場合は、６号雷管を用いて−５
℃での完爆可能貯蔵月数は１６ケ月であったが、縮合リ
ン酸塩としてピロリン酸カリウムを２．８０％配合した
Ｗ／Ｏ型ヱマルション爆薬組成物（実施例８）の場合は
、６号雷管を用いて−５℃での完像可能貯蔵月数は２５
ケ月であった。

また、可燃剤として流動パラフィンを配合したＷノＯ型
ェマルション爆薬組成物（比較例４）の場合は６号雷管
を用いて−５℃での完爆可能貯蔵月数は、１６ケ月であ
ったが、縮合リン酸塩としてピｏリン酸カリウムを０．
９６％配合したＷ／Ｏ型ヱマルション爆薬組成物（実施
例９）の場合は、６号電管を用いて−５℃での完爆可能
貯蔵月数は２３ケ月であった。

又、硝酸アンモニウム以外の無機酸化酸塩として硝酸ナ
トリウムを配合したＷ／Ｏ型ヱマルション爆薬組成物（
比較例５）の場合は、６号雷管を用いて−５℃での完嫁
可能貯蔵月数は２３ケ月であったが、縮合リン酸塩とし
てリン酸水素二ナトリウムを０．２９％配合したＷ／Ｏ
型ェマルション爆薬組成物（実施例１０）の場合は、６
号審管を用いて−５℃での完爆可能貯蔵月数は２３ケ月
であった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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（ロ）水及び（ハ）縮合リン酸塩及び／又
   は五酸化リンから成る酸化剤水溶液の分散相（ニ）熱料
   油及び／又はワツクス類から成る可燃剤の連続相、（ホ
   ）乳化剤並びに（ヘ）微小中空球体又は微小気泡を含有
   させてなることを特徴とする油中水型エマルシヨン爆薬
   組成物。