JPS6366799B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は改良された爆破組成物に関する。さら
に詳細には、本発明は不連続水相及び連続油相ま
たは水と混和せぬ液体有機相を有する油中水型乳
化剤爆破組成物に関する。この組成物は(a)水溶液
または無機酸化剤塩（類）の不連続小滴と、(b)そ
れを通じ小滴が分散されている連続相を形成する
水と混和せぬ液体有機燃料と、(c)連続液体有機相
を通じて酸化剤塩溶液小滴の乳化液を形成する乳
化剤と、及び(d)微細粒度のパーライト（真珠岩）
を含むものである。微細粒度パーライトの使用は
組成物を雷管起爆性ならしめる。ここに使用した
「雷管起爆性」の用語はこの組成物が装填直径32
mmまたはそれ以下において20℃でNo.８の雷管を用
いて爆合しうることを意味する。 油中水乳化型爆破剤において雷管起爆性をうる
ためには種々の研究手段が使用されて来た。トリ
ニトロトルエン及びペンタエリスリトール テト
ラナイトレートなどの爆発物成分；原子番号13ま
たはそれより大なる無機金属化合物及びストロン
チウム化合物、夫々など爆合鋭感剤または触媒；
及びガラス微小球体または微小気泡が鋭感剤とし
て使用されて来た。しかしながら、これら鋭感剤
は比較的高価で、かつ爆発成分の場合には注意深
い取扱いを必要とする。 本発明は危険でも高価でもなく、しかも油中水
型爆破剤を雷管起爆性ならしめる成分を用いて雷
管起爆性が得られる点で先行技術組成物より優れ
る改良性を有するものである。危険性がなく、比
較的高価でない成分は後記する如く微細粒度のパ
ーライトである。 パーライトはこれまで連続水相を有する従来の
スラリー爆破剤中に比重減少剤として使用され、
例えば米国特許第3765964号の第３欄に油中水型
爆破剤と使用しうることが示唆されている。しか
し、この特許は雷管起爆性をうるため本発明にお
けるように臨界微細粒度を有するパーライトでは
なくストロンチウム イオン爆合触媒を使用して
いる。これまで使用されて来た、あるいは使用を
示唆されて来たパーライトは本発明の粒度よりか
なり大きな平均粒度を有し、それ故に本発明のよ
り微細な粒度のパーライトが組成物を雷管起爆性
ならしめる程には鋭感度を増してはいない。この
感度上の相違は下記に示した実施例において実証
される。 本発明の組成物は連続相として水と混和せぬ液
体有機燃料、不連続相として乳化された無機酸化
剤塩水溶液、乳化剤、及び約100ミクロン乃至約
150ミクロン、好ましくは約100ミクロン乃至120
ミクロンの範囲の平均粒度を有するパーライトを
有する雷管起爆性の油中水型爆破組成物を含む。 酸化剤塩または塩類はアンモニウム及びアルカ
リ金属硝酸塩及び過塩素酸塩類から成る群から選
れる。使用される酸化剤塩の量は一般に全組成物
重量の約45％乃至94％、好ましくは約60％乃至約
86％である。酸化剤塩は硝酸アンモニウム
（AN）単独（重量による約50％乃至約80％）ま
たは硝酸ナトリウム（SN）との組合せ（重量に
よる約30％まで）が好ましい。しかしながら、硝
酸カリ、過塩素酸カリ及び少量のCNも使用でき
る。 酸化剤塩はすべて組成物配合の際、水性塩溶液
中に溶解するのが好ましい。しかし配合後環境温
度に冷却すると、若干の酸化剤塩が溶液から沈殿
するかも知れない。溶液は小さな不連続の分散さ
れた小滴として組成物中に存在するため、如何な
る沈殿塩類の結晶大きさでも物理的に抑制されて
いる。このことは、それがより大きな酸化剤―燃
料の均密性を許容するために有利である。 水は全組成物に基く重量による約２％乃至約30
％の量で用いられる。それは約５％乃至約20％の
量で使用されるのが好ましくさらに好ましいのは
約８％乃至16％である。水と混和しうる有機液体
は塩類に対する溶媒として一部水に代替ができ
る。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凍
結点降下剤として作用し、かつ溶液中の酸化剤塩
類の結晶析出点を下げる。これは低温における感
度と適応性を増強する。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
グリコール類のようなグリコール類、ホルムアミ
ドのようなアミド類及び類似の窒素含有液体を含
みうる。この技術で知られているように、使用さ
れる全液体の量は塩溶液の結晶析出点及び所望の
物理的性質に従つて変化するものである。 組成物の連続相を形成する水に混和せぬ液体有
機燃料は約１％乃至約10％の量で、好ましくは約
３％乃至７％の量で存在する。使用される実際の
量は使用される非混和性燃料（類）及び補助燃料
（類）（もしあれば）の特殊性により変化しうる。
燃料油または鉱物油が単一な燃料として使用され
る時は、それらは重量による約４％乃至約６％の
量で使用するのが望ましい。非混和性有機燃料は
脂肪族、脂環族および（または）芳香族でもよ
く、それらが配合温度において液体である限り飽
和および（または）不飽和でもよい。好ましい燃
料は鉱油、ワツクス、パラフイン油、ベンゼン、
トルエン、キシレン及びガソリン、ケロシン及び
ジーゼル燃料などの石油溜出物として一般に引用
される液体炭化水素類混合物を含む。特に好まし
い液体燃料は鉱油及びNo.２燃料油である。トール
油、脂肪酸及び誘導体、脂肪族及び芳香族ニトロ
化合物も使用できる。上記燃料のどの混合物も使
用可能である。下に記載する特別な乳化剤と特別
な燃料とを混合することは特に有利である。 任意に、そして非混和性の液体有機燃料に加え
て、固体またはその他の液体燃料または両者は選
れた量で使用することができる。使用可能な固体
燃料の例は微粉砕アルミニウム粒子；ギルソナイ
トまたは石炭などの微粉砕炭素性材料；小麦など
の微粉砕穀粒；及び硫黄である。液体稀釈剤とし
ても作用する混和性の液体燃料は上表に示した。
これらの添加固体および（または）液体燃料は一
般に重量による15％までの範囲内の量で添加する
ことができる。所望ならば、未溶解の酸化剤塩は
いずれかの固体または液体燃料とともに溶液に添
加することができる。 本発明の乳化剤は従来使用されたものでもよ
く、種々の型式の乳化剤が上に引用して特許に掲
載されている。乳化剤は重量による約0.2％乃至
約５％の量で使用される。好ましくは約１％乃至
約３％の量で使用することが望ましい。特殊な乳
化剤を特殊な液体有機燃料と組合せた時、共同作
用が生ずる。例えば、精製した鉱油と組合わされ
た２―（８―ヘプタデセニル）―４，４―ビス
（ヒドロキシルメチル）―２―オキサゾリンは非
常に効果的な乳化剤及び液体有機燃料システムで
ある。 本発明組成物は主として本発明のパーライトの
添加によつて1.5ｇ／c.c.に近いその自然密度より
減少されている。パーライトは組成物全体に均一
に分散されるべきである。他の密度減少剤を使用
することも可能である。気泡は種々の成分の機械
的混合の際、組成物に混入することができる。化
学的手段によつて密度を減少するため密度減少剤
を添加することもできる。組成物中で化学的に分
解して気泡を生ずる亜硝酸ナトリウムの如きガス
放出剤の少量（0.01％乃至約0.2％またはそれ以
上）を密度の減少に使用することもできる。ガラ
ス球体、スチロフオーム小球及びプラスチツク微
小気球の如き小中空粒子も添加できる。上記の通
常のガス放出手段の二つまたはそれ以上は同時に
使用することが可能である。 本発明のパーライトは約100ミクロン乃至約150
ミクロン、好ましくは約100ミクロン乃至約120ミ
クロンの範囲内の平均粒度を有する。粒子の約90
％が約300ミクロンより小なることが望ましく、
さらに望ましいのは約200ミクロン以下なること
である。パーライトは全組成物に基く重量による
約１％乃至約８％の量、好ましくは２％乃至４％
の量で添加される。このパーライトは「GT―23
ミクロパール」、「GT―43ミクロパール」及び
「ダイカライトDPS20」の商品名でグレフコ社の
ものを利用できる。「インサライト」と呼ばれる
レヒ ブロツク社からの製品も特定粒度範囲に一
致する。これら製品の物理的性質を下記に示す。

【表】

【表】 連続水相スラリーより優れた油中水型爆破剤の
主な利点の一つは安定性及び耐水性のために粘稠
剤及び架橋剤を必要としないことである。しか
し、かような薬剤も必要ならば添加することがで
きる。本発明の組成物は先ず水中（または水及び
混和しうる液体燃料の水溶液中）において塩溶液
の結晶析出点により約25℃乃至110℃の上昇させ
た温度で酸化剤塩（類）を溶解させて配合するこ
とが望ましい。次に乳化剤及び水と混和せぬ液体
有機燃料を好ましくは塩溶液と同一の上昇温度で
水溶液に添加し、生成する混合物の相を転換する
に十分な激しさで撹拌して連続する液体炭化水素
燃料相中の水溶液乳化液を生成させる。通常これ
は急激な撹拌を以て実質上瞬間的に完了させるこ
とができる。（組成物はまた水溶液を液体有機物
に添加しても調製できる）撹拌は配合が均等とな
るまで継続すべきである。パーライト、その他の
固体成分はもし在れば次に添加され、配合を通じ
て撹拌される。 有機燃料を水溶液に添加する前に予め乳化剤を
液体有機燃料中に溶解しておくことは特に有利な
ことが判つた。好ましくは燃料及び予め溶解され
た乳化剤はその溶液と同程度の温度で水溶液に添
加するのがよい。この操作は乳化剤を速かにかつ
僅かな撹拌で形成せしめる。 組成物の感度と安定性は該組成物を高剪断シス
テムに通入することによりパーライトを添加する
以前に分散相をより小さな小滴にまでも破壊する
ように改良させることができる。このコロイドミ
ルを通過させる追加処理は流動学及びできばえに
おいて改良を示した。 本発明の追加の例示として表―は本発明の選
れた組成物の配合と爆合効果を掲載している。組
成物はすべて小直径で雷管起爆性のものであつ
た。 表―は大きさ中位の装薬直径における微細粒
子パーライトの種々の量を使用する効果を示す。
僅か0.50％のパーライトを含有する組成物Ａは安
定な爆合を生じない。しかし0.99％のパーライト
を含有する組成物Ｂは爆合に成功した。 表―は種々の型のパーライトを含有する組成
物の比較である。組成物Ａ―Ｆは本発明の必要と
する微細平均粒度のパーライトを含有し、ここに
示したようにこれら組成物はすべて雷管起爆性で
あつた。組成物Ｇは比較的大きな平均粒度のパー
ライトを含有しており、それは組成物Ａ―Ｃに含
まれたと同じ位のパーライトを含んでいても雷管
起爆性ではなかつた。組成物Ｈもまた組成物Ｇの
粗いパーライトを含んでいたが、著るしく多量で
あつた。この多量は組成物Ａ―Ｆと略同じ密度を
与えるために必要であつた。組成物Ｈは雷管起爆
性である（その爆合速度は組成物Ａ―Ｆの爆合速
度よりも低いけれども）と認められているため、
一般に粗い混合物中にかような起爆性を付与する
に十分な量の微細粉状のパーライトが存在してい
るのである。このようにして組成物Ｈのパーライ
トは極めて多量が使用される時のみ雷管起爆性が
付与されるものと認められる。 本発明組成物は円筒ソーセージ形のように包装
もでき、また続いて爆合するため牽孔に直接充填
することもできる。これに加えて、包装または容
器から牽孔に再輸送または押出しもできる。水相
と油相の比によつて、組成物は従来装置を用いて
押出しうるか、かつ（または）ポンプ輸送ができ
る。しかし、組成物の粘度は溶解された酸化剤の
塩類が溶液から沈殿するか、その程度かどうかに
よつて増加することがある。 組成物の低温、小直径起爆性及び固有の防水性
はそれらを多用性とし経済的に多くの用途に対し
有利ならしめている。 本発明は若干の例示実施例及び好ましい態様を
引用して記載したが、種々な変形でありうること
はこの技術の熟達者には明らかであり、かかる変
形は付属の特許請求の範囲に説明したように本発
明の範囲内に在ると考えられる。

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋭感剤が平均粒度約100ミクロン乃至約150ミ
   クロンの範囲内にあるパーライトで、組成物の密
   度を約0.9乃至約1.4ｇ／c.c.の範囲内に減少させ、
   かつ該組成物を雷管起爆性とするに十分な量の密
   度減少剤として使用することを特徴とする、連続
   相としての水に非混和性の液体有機燃料と、不連
   続相としての乳化された無機酸化剤塩水溶液と、
   乳化剤と、鋭感剤とを含んで成る雷管起爆性油中
   水型乳化爆破組成物。 ２ パーライトが全組成物の重量に基く約1.0％
   乃至８％の量で存在するようにした特許請求の範
   囲第１項に記載の爆破組成物。 ３ パーライト粒子の約90％が約300ミクロンよ
   り小なる特許請求の範囲第１項に記載の爆破組成
   物。 ４ パーライトが約100ミクロン乃至120ミクロン
   の範囲内の平均粒度を有し、粒子の約90％が約
   200ミクロンより小なる特許請求の範囲１項に記
   載の爆破組成物。 ５ パーライトが全組成物の重量に基く約２％乃
   至約４％の量で存在する特許請求の範囲第１項に
   記載の爆破組成物。 ６ 液体有機燃料が鉱油、ワツクス、ベンゼン、
   トルエン、キシレン及びガソリン、ケロシン、及
   びジーゼル燃料などの石油溜出物より成る群から
   選ばれる特許請求の範囲第１項に記載の爆破組成
   物。 ７ 液体有機燃料が鉱油なる特許請求の範囲第３
   項に記載の爆破組成物。 ８ 小さな分散されたガラスまたはプラスチツク
   球体または微小気球より成る群から選ばれた追加
   の密度減少剤と、起泡剤またはガス放出剤と、
   夫々の組合せとを含む特許請求の範囲第１項に記
   載の爆破組成物。