JPS6214518B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は油中水乳濁液型爆発組成物に関する。
特にはNo.６爆破雷管で爆発させることができるが
それ自体は非爆発性成分から作つた油中水濁液型
爆発組成物に関する。 油中水乳濁液型爆破剤は最初米国特許第
3447976号明細書においてBluhmによつて公開さ
れた。この乳濁液型爆破剤は連続炭素質燃料相中
に懸濁相として乳化されている無機酸化剤塩の水
性溶液と均一に分布されている気体成分とを含有
する。このような乳濁液型爆破剤は他の水スラリ
ー型爆破剤以上の多くの有利さを持つているが雷
管感応性ではない。したがつてそのような材料は
それを爆発させるために伝爆薬を要する。 米国再公布特許第28060号明細書において
Cattermole等は、油中水乳濁液型組成物が１度
爆発した場合その爆発が２または３インチの孔を
伝播することを保証するために、それに或種の硝
酸アミンを添加することを教えている。しかし通
常の油中水乳濁液型爆破剤への単なる硝酸アミン
の添加だけではそのような材料を雷管感応性にし
ない。米国特許第3770522号明細書は通常の油中
水型爆破剤にトリニトロトルエン、４硝酸ペンタ
エリスリトールなどのような材料を添加するとそ
れが雷管感応性になることを暗示している。しか
しそのような材料は爆発性であり、油中水乳濁液
型爆破剤中にある通常の構成要素より高価で、得
られる生成物が小直径の孔の中で充分に作動せ
ず、他の見地からも望ましくないことは周知であ
る。 米国特許第3715247号および第3765964号明細書
は前記の乳濁液型爆破剤の凡ての有利さを保持
し、しかも爆発性構成要素の適用なしに雷管感応
性である油中水乳濁液型爆発組成物が調製できる
ことを公開した。この後の２つの特許は爆発増感
剤または触媒例えば原子番号13またはそれ以上の
無機金属化合物とストロンチウム化合物の添加を
公開している。 従つて、今までの油中水乳濁液型爆破剤は爆発
性構成要素または特殊の爆発触媒の添加によつて
雷管感応性にされていた。 本発明は直径1.25インチまたはそれ以下でもNo.
６雷管で爆発でき爆発性構成要素または爆発触媒
を含有しない油中水型爆発組成物を提供する。 本発明の改良された雷管感応性油中水型乳濁物
は本質的に乳化剤を含め炭化水素燃料約３〜約10
重量％と、密閉小室空間含有材料約0.25〜約10重
量％と、無機酸化剤塩約35〜約85重量％と、場合
によつては補助的燃料例えばアルミニウム約20重
量％とからなる。 本発明の好ましい実施形式によれば無機酸化剤
は主として硝酸アンモニウムからなり他の無機硝
酸塩および（または）無機過塩素酸を含有するこ
とができる。 従つて、本発明者は油中水乳濁液型爆発組成物
が炭化水素燃料と水と酸化剤塩と密閉小室空間含
有材料と場合によつてはアルミニウムまたはその
ようなものを前記百分率で爆発性組成物または爆
発触媒の不存在の下に適用することによつて製造
でき、直径1.25インチまたはそれ以下ででもNo.６
雷管で爆発できる組成物を発明した。それには成
分の割合を前記の範囲に保ち、密閉小室空間含有
材料を使用することが必要である。 本発明の範囲で用いられる密閉小空隙含有材料
とは密閉小空隙、空洞を包含するどんな粒状材料
も包含する。前記材料の各粒子は１つまたはそれ
以上の密閉小室空間を含有することができ、その
小室空間は気体例えば空気を含有することも、真
空または部分的真空にすることもできる。密閉小
室空間含有材料は得られる乳濁物の密度が約1.1
〜約1.3になる充分なほど用いるべきである。一
般に、本発明の油中水型乳濁物は前記密閉小室空
間含有材料約0.25〜約10重量％含有することがで
きる。 本発明の範囲で用いることのできる好ましい密
閉小室空間含有料は粒子寸法約10〜約175ミクロ
ンをもつ個別なガラス球である。一般にそのよう
な粒子の嵩密度は約0.10〜約0.40ｇ／c.c.．である
ことができる。本発明の範囲で用いることのでき
る好ましいガラス微小泡は3M Companyで販売
され、粒子寸法分布が約10〜約160ミクロンの範
囲にあり、公称寸法約60〜70ミクロンであり、密
度約0.10〜約0.4ｇ／c.c.．の微小泡である。
3MCompanyで販売されている最も好ましいガラ
ス微小泡状物は商標名Ｂ15/250で流通している。
他の好ましいガラス微小泡状物はEmerson＆
Cuming Inc.によりEccospheresの商標名で販売
され、一般に粒子寸法約44〜約177ミクロンの範
囲で嵩密度約0.15〜約0.4ｇ／c.c.である。他の適
当な微小泡状物にはPhiladelphia Quartz
Companyにより商標名Ｑ―CELで販売されてい
る無機微小泡状物が包含される。一般に本発明の
油中水型乳濁物は前記ガラス微小泡状物約１〜約
10重量％を含有できる。 前記密閉小室空間含有材料は不活性あるいは還
元性材料で作ることができる。例えばフエノール
―ホルムアルデヒド微小中空球は本発明の範囲で
用いることができる。しかしフエノール―ホルム
アルデヒド微小中空球を用いると、微小中球自体
が前記爆発物には燃料成分であり、油中水乳濁液
型爆発組成物を設計する場合その燃料値を考慮に
入れるべきであることを注意しておく。本発明の
範囲で用いることのできる他の型の密閉小室空間
含有材料の例はDow Chemical Companyで販売
されているサラン微小球である。そのサラン微小
球は直径約30ミクロンで、密度約0.032ｇ／c.c.．
である。サラン微小球の低い嵩密度のために、本
発明の油中水型乳濁物においては僅に約0.25〜約
１重量％用いることが好ましい。 一般に、本発明者は前記密閉小室空間含有材料
以外の同伴空気泡または多孔質ガラス凝集物によ
つて単に組成の密度を本発明の範囲内の密度にし
ても密度1.1以上で、1.25インチまたはそれ以下
の径の薬包中で爆発するNo.６雷管感応性爆発物は
できないことを見出した。従つて本発明の油中水
型乳濁処方物に前記ガラス微小泡状物を用いるこ
とが、雷管感応性爆発物の形成に寄与することは
特にガラス微小泡状物および他の密閉小室空間含
有材料が通常の水ゲル爆発物に用いられていて、
そのような水ゲル中では本発明者の乳濁処方物中
と同じ効果を生じないと云う見地からは全く予期
されないものであつたといえる。 本発明の範囲内で連続相（すなわち分散媒）と
して用いることができる炭素質燃料成分は大部分
の炭化水素例えばパラフイン炭化水素、オレフイ
ン炭化水素、ナフテン炭化水素、芳香族炭化水
素、飽和炭化水素または不飽和炭化水素を包含す
ることができる。一般に炭素質燃料は液体または
温度約200〓までで、好ましくは110〜160〓の間
で液化できる水に不混和性で乳化できる燃料であ
る。前記炭素質燃料はワツクスと油との組合せを
包含するのが好ましい。少くとも80〓、好ましく
は約110〜約200〓の範囲の融点をもつワツクスが
通常適当である。 適当なワツクスの例には石油からの誘導される
ワツクス例えば石油ワツクス、ミクロクリスタリ
ンワツクスとパラフインワツクス、鉱物性ワツク
ス例えばオゾセライトとモンタンワツクス、動物
性ワツクス例えば鯨ろうおよび昆虫ワツクス例え
ば蜜ろうと支那ロウとが包含される。好ましいワ
ツクスはIndustrial Raw Materials Corporation
で販売している商標名INDRA 1153，INDRA
5055―Ｇ，INDRA 4350―Ｅ，INDRA 2126―Ｅ
とINDRA 2119とで区別されているミクロクリス
タリンワツクスおよび商標名MOBIL 150の下で
Mobil oil Corporationで販売している同類のワ
ツクスを包含する。適当な油は種種な石油、種種
な植物油および種種な等級のDNT、商標名
ATREOLの下でAtlantic Refining Companyで
販売している高度に精製した鉱油、商標名
KAYDOLの下でWitco ChemicalCo，Incで販売
している白色鉱油およびそのようなものが包含さ
れる。 前記炭素質燃料成分はまた本発明の範囲で使用
される乳化剤も包含する。その乳化剤は油中水乳
化剤例えばソルビトールから水１分子の除去を伴
うエステル化によつて誘導される乳化剤例えばソ
ルビタン脂肪酸エステル例えばソルビタンモノラ
ウレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタ
ンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレー
トおよびソルビタントリステアレートである。他
の有用な材料は油脂を形成する脂肪酸のモノ―お
よびジ―グリセライドならびにポリオキシエチレ
ンソルビトールエステル例えばポリオキシエチレ
ンソルビトール蜜ろう誘導体材料、ポリオキシエ
チレン４ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン
２エーテル、ポリオキシエチレン２ステアリルエ
ーテル、ポリオキシアルキレンオレイル／ラウレ
ート、オレイル酸性ホスフエート、置換されてい
るオキサゾリン、リン酸エステルおよびそれらの
混合物などが包含される。 一般に前記乳化剤は全組成物に対し約0.5〜約
２重量％の範囲の量を存在させるべきである。さ
らに前記乳化剤を包含する炭化水素燃料は連続相
（分散媒）として前記全組成物に対し約３〜約10
重量％量存在させるべきである。全組成物の少な
くとも１重量％は前記ワツクスまたは油あるいは
その混合物であるべきである。一般に、全組成物
の約９重量％までは前記ワツクスであり、全組成
物の約９重量％までは前記油であることができ
る。 本発明の油中水組成物はまた補助的燃料例えば
アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム
などを約20重量％まで含有することができる。粒
状アルミニウムが好ましいそのような補助的燃料
である。 本発明の油中水型乳濁物において不連続相（分
散質）として存在する水約10〜約25重量％含有す
ることができる。水の少部分は水可溶性燃料例え
ばエチレングリコールでおきかえることができ
る。しかし水は経済性のためと、それが無機酸化
剤塩のより良い溶剤であるため好ましい。 無機酸化剤塩は上記の水に溶解されてその水溶
液は不連続相として前記の分散媒中に分散されて
乳濁物を形成するのであるがこの場合一般に本発
明の乳濁物に対し約35〜約86重量％含まれる。無
機酸化剤塩は、前記全組成物の約20重量％までは
他の無機硝酸塩例えばアルカリ金属およびアルカ
リ土金属硝酸塩を、前記全組成物の20重量％まで
は無機過塩素塩例えば過塩素酸アンモニウムまた
はアルカリ金属あるいはアルカリ土金属過塩素酸
塩を含むことができるが、主として硝酸アンモニ
ウムからなることが好ましい。前記全組成物の少
くとも25重量％は硝酸アンモニウムであり、硝酸
アンモニウムが前記全組成物の約25〜約65重量％
含まれることが好ましい。さらに比較的少量の他
の酸化剤塩が本発明の乳濁物中に存在することも
できる。他の無機硝酸塩が前記酸化剤中に存在す
る場合その硝酸塩は、例えば硝酸カリウムと硝酸
カルシウムも用いることができるが硝酸ナトリウ
ムであることが好ましい。さらに過塩素酸塩が存
在する場合は、例えば過塩素酸カリウムと過塩素
酸カルシウムとを用いることができるが、過塩素
酸アンモニウムまたは過塩素酸ナトリウムを用い
るのが好ましい。 酸化剤塩が過塩素酸塩がなく硝酸アンモニウム
と他の無機硝酸塩とからなる本発明の組成物にお
いては、前記全乳濁物の少なくとも３重量％、約
20重量％までが他の前記無機硝酸塩であることが
好ましい。またこの場合、硝酸アンモニウムと他
の無機硝酸塩との比が５〜７：１の範囲にあるこ
とが好ましい。さらに前記酸化剤塩が他の無機硝
酸塩がなく硝酸アンモニウムと過塩素酸塩とから
なる場合は過塩素酸塩が全乳濁物の約３〜約20重
量％の範囲にあることが好ましく、全乳濁物の約
５〜約10重量％であることが更に好ましい。さら
に、この場合硝酸アンモニウムと過塩素酸塩との
比が５〜７：１の範囲にあることが好ましい。本
発明の最も好ましい乳濁物においては硝酸アンモ
ニウムと他の硝酸塩好ましくは硝酸ナトリウムと
過塩素酸塩がそれぞれ約５〜６：１：１〜６〜
７：１：0.5の比で存在することが好ましい。 一般に、本発明の油中水乳濁液型爆発組成物は
20〓またはそれ以下で感応性で、優れた貯蔵安定
性をもつている。極寒条件で利用しそして（また
は）６ケ月以上貯蔵するように設計されている油
中水型乳濁物はその乳濁物の無機酸化剤塩の成分
として無機過塩素酸塩を含有することが好まし
い。 本発明の改良された乳濁物は好ましくは水と無
機酸化剤塩とを第１次前混合物に、炭素質燃料と
乳化剤とを第２次前混合物に予備混合して製造さ
れる。必要ならば前記前混合物を加熱する。一般
に第１次前混合物は前記塩が完全に溶解するまで
加熱（約120〜205〓）し、第２次前混合物は必要
ならば前記炭素質燃料が液化するまで加熱（もし
ワツクス材料を利用する場合には一般に約120〓
またはそれ以上）する。それから前記前混合物を
１緒にして混和し、乳化し、それからガラス微小
泡状物を所望の程度（密度が要求される範囲以下
になるまで）に加える。本乳濁性組成物の連続的
製造では１つのタンクに酸化剤を含有する水性溶
液を調製し、他のタンクには乳化剤のない有機燃
料成分混合物を調製し、それから前記２つの液体
混合物と乳化剤とをポンプで別別に混合装置に送
りそこで乳化することが好ましい。その後前記乳
濁物をポンプでブレンダーに送り、そこで前記ガ
ラス微小泡状物と補助的燃料（所望ならば）とを
加え、そこで前記油中水乳濁物を完成するよう均
一に混和する。それから得られる乳濁物をBursa
フイルターまたは他の普通の装置を通して所望の
径に包装する。 次の例は本発明をよりよく理解するために与え
られているがその範囲を制限する意図はない。 列 １ 以下の表１に掲げた組成物を160〓での水と無
機酸化剤との前混合物と130〓での炭素質燃料と
乳化剤との第２次混合物とを混合して調製する。
第１次前混合物をかきまぜながらゆつくりと第２
次前混合物に加え油中水型乳濁物を得る。 その後、ガラス微小泡状物とアルミニウム（添
加する場合には）とを前記乳濁物中で混和し最終
組成物を形成する。

【表】 表１に掲げた凡ての組成物を直径1/2インチの
紙製の管中に押出すかまたは充填し、密封し、そ
れから普通のNo.６電気式爆破雷管で爆発させる。
さらに、組成物１〜４と同じ組成をもつ乳濁物は
感応性を失うことなく２年間まで貯蔵された。 例 ２ 以下の表２に掲げた組成物を表１中の組成物１
〜４の調製に用いたと同じ方法で調製する。

【表】

【表】 表２中に掲げた組成物５と６とを直径1.25イン
チの紙製管に押出しまたは充填し、組成物７と８
とを直径１インチの紙製管に押出しまたは充填
し、凡てを密封し、普通のNo.６電気式爆破雷管で
爆発させる。 前記の例は本発明に従えば油中水型乳濁物の形
になつている非常に感応性のある爆発物を製造で
きることを説明している。本発明の油中水型乳濁
物は普通のNo.６爆破雷管に感応性であり小直径
（1.25インチまたはそれ以下）物中での爆発に適
している。さらにその爆発物は他のより感応性で
ない爆発物のための雷管として適当である。 本発明の油中水型乳濁物は普通の高爆発物の使
用および特別な開始触媒または爆発触媒の使用な
しで感応するが、しかもその上頭痛を起させない
こと、その物理的形体の本質的性質として耐水性
を持つ爆発物であり、火、銃弾、衝撃、摩擦また
は静電気による開始に対し安全である爆発物であ
ること、連続処理にかない製造中押出しができる
爆発物であること、非腐食性即ちひどい酸性また
は塩基性でないことを含め通常の油中水型乳濁物
のもつ凡ての有利さをもつている。 本明細書は発明の好ましい実施形式に関連して
記述したがその種種な修正は本明細書を読んだ上
ではこの技術における普通の技術をもつ人人には
明白であり、本発明は付記した特許請求の範囲内
にあるそのような修正の凡てを包含している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 炭素質燃料の連続相と、 (b) 主として硝酸アンモニウムから成る無機酸化
   剤を含み水含量が組成物の約12重量％以下であ
   る不連続相と、 (c) ソルビタン脂肪酸エステル、油脂を形成する
   脂肪酸グリセリド、ポリオキシエチレンソルビ
   トールエステル、ポリオキシエチレンエーテ
   ル、ポリオキシアルキレンアリル／ラウレー
   ト、酸性りん酸アリル、置換されたオキサゾリ
   ンおよひそのりん酸エステルから選ばれた乳化
   剤をこの組成物の約0.5〜約２重量％と、 (d) 補助燃料を組成物の約20重量％までとおよび (e) 密閉小室空間含有材料を約0.25〜約10重量％
   （ただし組成物の密度を約1.1〜約1.3ｇ／c.c.と
   するのに充分な量）と から成る、直径1.25インチまたはそれ以下の薬包
   中No.６雷管で爆発することができる油中水型爆発
   組成物。 ２ 前記組成物の20重量％までが硝酸アンモニウ
   ム以外の無機硝酸塩である前項１に記載の爆発組
   成物。 ３ 前記無機硝酸塩がアルカリ金属とアルカリ土
   金属の硝酸塩から選ばれる前項２に記載の爆発組
   成物。 ４ 前記無機硝酸塩が硝酸ナトリウムである前項
   ３に記載の爆発組成物。 ５ 無機過塩素酸塩を約20重量％まで含む前項１
   に記載の爆発組成物。 ６ 前記無機過塩素酸塩がアンモニウムとアルカ
   リ金属とアルカリ土金属の過塩素酸塩から選ばれ
   る前項５に記載の爆発組成物。 ７ 前記炭素質燃料がペトロラタム、ミクロクリ
   スタリンワツクス、パラフインワツクス、鉱物性
   ワツクス、動物性ワツクス、昆虫ワツクス、石
   油、および植物油からなる群から選ばれる水に非
   混和性の乳化できる材料からなる前項１に記載の
   爆発組成物。 ８ その約９重量％までが油である前項７に記載
   の爆発組成物。 ９ その約９重量％までがワツクスである前項７
   に記載の爆発組成物。 １０ 前記補助燃料が微粒状アルミニウムである
   前項１に記載の爆発組成物。 １１ 前記密閉小室空間含有材料が、ガラス微小
   泡状物を含み前記乳濁物に対し約１〜約10重量％
   である前項１に記載の爆発組成物。 １２ 前記密閉小室空間含有材料が、サラン微小
   球を含み前記乳濁物に対し約0.25〜約１重量％で
   ある前項１に記載の爆発組成物。 １３ 爆発性化合物も爆ごう触媒も含まないが、
   直径1.25インチまたはそれ以下の薬包中No.６雷管
   で爆発でき、実質的に、 (a) 炭素質燃料の連続相と、 (b) 主として硝酸アンモニウムから成る無機酸化
   剤を含み、水含量が組成物の約12重量％以下で
   ある不連続相と、 (c) ソルビタン脂肪酸エステル、油脂を形成する
   脂肪酸グリセリド、ポリオキシエチレンソルビ
   トールエステル、ポリオキシエチレンエーテ
   ル、ポリオキシアルキレンアリル／ラウレー
   ト、酸性りん酸アリル、置換されたオキサゾリ
   ンおよひそのりん酸エステルから選ばれた乳化
   剤をこの組成物の約0.5〜約２重量％と、 (d) 補助燃料を組成物の約20重量％までとおよび (e) 密閉小室空間含有材料を約0.25〜約10重量％
   （ただし組成物の密度を約1.1〜約1.3ｇ／c.c.と
   するのに充分な量）と から成る、前項１に記載の爆発組成物。 １４ 前記炭素質燃料がペトロラタム、ミクロク
   リスタリンワツクス、パラフインワツクス、鉱物
   性ワツクス、動物性ワツクス、昆虫ワツクス、石
   油、ならびに植物油からなる群から選ばれる水に
   非混和性材料から成る前項１３に記載の爆発組成
   物。 １５ 組成物の約９重量％までが油である前項１
   ４に記載の爆発組成物。 １６ 組成物の約９重量％までがワツクスである
   前項１４に記載の爆発組成物。 １７ 前記補助燃料がアルミニウム、アルミニウ
   ム合金およびマグネシウムから選ばれる前項１３
   に記載の爆発組成物。 １８ 前記補助燃料がアルミニウムである前項１
   ７に記載の爆発組成物。 １９ 前記無機酸化剤が硝酸アンモニウムおよび
   アルカリ金属とアルカリ土金属との硝酸塩から選
   ばれた無機硝酸塩である前項１３に記載の爆発組
   成物。 ２０ 前記硝酸アンモニウム対前記無機硝酸塩の
   比が約５〜７：１の範囲にある前項１９に記載の
   爆発組成物。 ２１ 前記無機酸化剤が硝酸アンモニウムおよび
   アンモニウム、アルカリ金属およびアルカリ土金
   属の過塩素酸塩から選ばれた無機過塩素酸塩であ
   る前項１３に記載の爆発組成物。 ２２ 前記硝酸アンモニウム対前記無機過塩素酸
   塩の比が約５〜７：１の範囲にある前項２１に記
   載の爆発組成物。 ２３ 前記無機酸化剤が硝酸アンモニウムと、硝
   酸のアルカリ金属塩およびアルカリ土金属塩から
   選ばれた他の無機硝酸塩と過塩素酸のアンモニウ
   ム塩、アルカリ金属塩およびアルカリ土金属塩か
   ら選ばれた無機過塩素酸塩である前項１３に記載
   の爆発組成物。 ２４ 硝酸アンモニウムと前記の無機硝酸塩およ
   び前記無機過塩素酸塩との比がそれぞれ約５〜
   ６：１：１ないし６〜７：１：0.5の範囲にある
   前項２３に記載の爆発組成物。 ２５ 前記他の無機硝酸塩が硝酸ナトリウムであ
   る前項２４に記載の爆発組成物。 ２６ 前記無機過塩素酸塩が過塩素酸アンモニウ
   ムである前項２５に記載の爆発組成物。 ２７ 前記無機過塩素酸塩が過塩素酸ナトリウム
   である前項２５に記載の爆発組成物。 ２８ 前記密閉小室空間含有材料が、ガラス微小
   泡状物を含み前記乳濁物に対し約１〜約10重量％
   である前項１３に記載の爆発組成物。 ２９ 前記密閉小室空間をもつ材料が、サラン微
   小球を含み前記乳濁物に対し約0.25〜約１重量％
   である前項１３に記載の爆発組成物。