JPS64359B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、油中水型エマルシヨン爆薬（以下
Ｗ／Ｏ型エマルシヨン爆薬と称す）の製造法に関
し、特に乳化及び混和工程において、特定の乳化
工程により短時間に安定した油中水型エマルシヨ
ン（以下Ｗ／Ｏ型エマルシヨンと称す）を製造
し、次いで特定の混和工程により前記油中水型エ
マルシヨン及び微小中空球体を混和することによ
つて、微小中空球体をほとんど破壊することな
く、均一にかつ短時間のうちに混和を可能にした
Ｗ／Ｏ型エマルシヨン爆薬の製造法に関する。 従来、無機酸化剤水溶液、油類、乳化剤及び微
小中空球体よりなるＷ／Ｏ型エマルシヨン爆薬の
製造法は、米国特許第4138281号明細書等に開示
されている。 この製造法は、第１図に示す如く、無機酸化剤
水溶液の調整、油類と乳化剤との混合物の調整、
この混合物と前記無機酸化剤水溶液との混合によ
る乳化、作成されたＷ／Ｏ型エマルシヨンと微小
中空球体との混和及び包装の大別して５つの工程
より成立つている。この中で乳化及び混和工程が
最も重要なウエイトを占めている。即ち乳化の良
し悪しが、Ｗ／Ｏ型エマルシヨン爆薬の品質安定
性、貯蔵安定性に大きな影響を与えるからであ
り、又混和工程は、比較的比重の大きなＷ／Ｏ型
エマルシヨンに嵩比重が非常に小さな微小中空球
体を均一に分散させることにあるが、その分散の
良し悪しが爆発性能等に影響を与えるからであ
る。 しかるに前記明細書中の乳化工程では通常のコ
ンテイニアスミキサーを用いまた混和工程では通
常のコンテイニアスニーダーを用いており、特定
の乳化機及び混和機は何ら開示されていない。 一方、前記の製造法は、多くの工程から成立つ
ているために製造時間が長く工業的な製造法とし
ては望ましくないことから、本出願人は、先に、
乳化及び混和の二工程を合わせて単一の工程とし
たＷ／Ｏ型エマルシヨン爆薬の製造法を提案した
（特願昭57−10194号（特公昭60−28796号公報参
照））。 即ち、無機酸化剤水溶液及び乳化剤を含む油類
の混合物と微小中空球体とをそれぞれ同一管路に
供給し、その管路の下流方向に設けた突起を有す
る円板上でこの円板を回転させながら前記混合物
と微小中空球体とを混合して乳化・混和しつつ円
板の外周方向から円板の下方に流下させて取出す
工程を特徴とするＷ／Ｏ型エマルシヨン爆薬の製
造法である。 しかしながら、この製造法は、製造時間が大幅
に短縮されるものの、一気に乳化と混和とを行う
ので大きな剪断力が微小中空球体にかかるために
微小中空球体の種類によつては、例えばシラス微
小中空球体等では破壊されるものが多く、そのた
めに爆薬の品質が低下し、爆発性能が低下すると
いう未だ解決すべき問題が残されていた。 そこで本発明者等は、この問題を解決すべく研
究を行なつた結果、前記の乳化・混和工程で用い
られる乳化混和機を乳化工程の乳化機として利用
し、次いで特定の混和工程と結びつけることによ
つて、微小中空球体の破壊を極端に減少させ、か
つ短時間でＷ／Ｏ型エマルシヨン爆薬が得られる
という知見を得て本発明を完成した。 即ち、本発明は、無機酸化剤水溶液と油類及び
乳化剤の予混合物とを混合して下記の(イ)乳化工程
により油中水型エマルシヨンとし、次いでこの油
中水型エマルシヨン及び微小中空球体を下記の(ロ)
混和工程により混和することを特徴とするＷ／Ｏ
型エマルシヨン爆薬の製造方法である。 (イ) 前記乳化工程が、突起部を有する円板上に前
記混合物を供給し、この円板を回転させながら
突起部にて混合物に剪断力をかけつつ遠心力に
よつて乳化機内壁に送り、次いで円板下部に移
行させ円板下部に設けられた押出し羽根による
混合及び押出しによりＷ／Ｏ型エマルシヨンを
得る乳化工程であり、 (ロ) 前記混和工程が、前記Ｗ／Ｏ型エマルシヨン
及び微小中空球体を回転運動と上下運動とを併
せ行なう撹拌翼により混和する混和工程であ
る。 本発明において対象とするＷ／Ｏ型エマルシヨ
ン爆薬は、従来から公知のＷ／Ｏ型エマルシヨン
爆薬総べてが包含される。 例えば、本発明に用いられる無機酸化剤水溶液
としては、硝酸アンモニウムの水溶液又は硝酸ア
ンモニウムと他の無機酸化酸塩、例えばアルカリ
金属又はアルカリ土類金属の硝酸塩、塩素酸等の
水溶液を例示することができる。 また、本発明に用いられる油類としては、燃料
油及びワツクス類を例示することができ、燃料油
としては、例えば炭化水素及びその誘導体等であ
り、ワツクス類としては、例えば石油から誘導さ
れるワツクス類、鉱物性ワツクス類、動物性ワツ
クス類、昆虫ワツクス類等である。これらの燃料
油及びワツクス類は、所望の爆薬特性に合わせ
て、その混合割合を調整することが出来る。 また、本発明に用いられる乳化剤としては、
Ｗ／Ｏ型エマルシヨンを形成する総べての乳化剤
が包含され、例えばソルビタン脂肪酸エステル、
脂肪酸のグリセライド、オキサゾリン誘導体及び
イミダゾリン誘導体等をあげることができる。 また、本発明に用いられる微小中空球体として
はガラス、アルミナ、シラス等の無機質系微小中
空球体、ピツチ等の炭素質系微小中空球体及びフ
エノール樹脂、サラン等の合成樹脂系微小中空球
体を例示することが出来る。 以上の成分の割合は、通常Ｗ／Ｏ型エマルシヨ
ンを構成する成分が99〜90％（重量基準、以下同
様）で微小中空球体が１〜10％である。 以下図面により本発明を詳細に説明する。 第２図は、本発明のＷ／Ｏ型エマルシヨン爆薬
の製造方法の一例を示す工程図であり、第８図は
発明における乳化工程に用いられる乳化機の一例
を示す縦断面図であり、第４図は本発明における
混和工程に用いられる混和機の一例を示す縦断面
図である。 第２図において、無機酸化剤水溶液は、酸化剤
水溶液タンク１内でその結晶析出温度以上に調整
（通常70〜130℃）され、油類及び乳化剤もそれぞ
れの油タンク２及び溶融タンク３に70〜100℃程
度に加温されて調整され、さらに微小中空球体は
粉体供給機４に投入されている。 所定温度に加温された油類及び乳化剤はそれぞ
れのポンプ６，７で圧送され、流量は流量調節器
にて一定比率制御される。定量供給された二液は
乳化機１０に投入される前にスタテイクミキサー
８で予混合される。一方同時に所定温度に加温さ
れた無機酸化剤水溶液はポンプ５により送られ、
前記同様流量調節器にて前記二液と同時に比率制
御され定流量でスタテイツクミキサー９へ供給さ
れ、ここで油類と乳化剤の予混合物と混合された
後、乳化機１０へ供給される。短時間のうちに乳
化されたＷ／Ｏ型エマルシヨンは乳化機１０より
排出された後、混和機１２へ供給される。また混
和される微小中空球体は、粉体供給機４から粉体
定量供給機１１を経て、混和器１２へ同時に供給
される。 混和器１２で、高効率的に混和されたＷ／Ｏ型
エマルシヨン爆薬組成物は、ポンプ１３に送られ
た後ポンプ１３にて包装機１４へ供給されてＷ／
Ｏ型エマルシヨン爆薬が製造される。 次に本発明における特徴的な工程である乳化工
程について説明する。 本発明における乳化工程では、例えば第３図に
示されるような乳化機が使用される。 第３図において、乳化機１０は、液体供給口２
１、排出口２３及びジヤケツト２０を備えた容器
本体４７と、多数の突起部１６、掻取羽根１７，
１８、下部に押出し羽根１９をもつた円板（磨砕
板）１５とから成つており、回転軸２５−ｂに円
板１５はセツトされ、液部分とのシールはシール
材２４でシールされ、ベアリング部２５−ａへは
液及びエマルシヨンが行かないよう、十分な考慮
が払われている。 油類と乳化剤とを予混合した後、無機酸化剤水
溶液とスタテイツクミキサー９で混合された混合
物は、液体供給口２１より乳化機１０へ投入され
た後、乳化機オーバーフロー口２２より円筒内壁
面４９を伝つて薄膜状になつて、100〜5000rpm
の所望の回転数で回転された円板１５の上部に供
給される。供給された混合物は円板１５に固定さ
れた多数の突起部１６、掻取羽根１７，１８によ
り剪断力を受けながら遠心力の作用で瞬時に乳化
機内壁４８へ飛ばされ、乳化機内壁４８を伝つて
円板下部に移行され、下部の押出し羽根１９でさ
らに十分な剪断力を受けた後Ｗ／Ｏ型エマルシヨ
ンが排出口２３より取出される。乳化機内滞留時
間は排出口２３の径を変えることにより自由に調
節がなされる。 従つて、前記乳化工程では、まだ微小中空球体
が加えられていないので、微小中空球体の破壊は
全く起こらない（特願昭57−10194号ではこの時
点で微小中空球体が加えられている）。 次に本発明における特徴的な工程である混和工
程について説明する。 本発明における混和工程では、例えば第４図に
示されるような混和機が使用される。 第４図において混和機１２は、撹拌翼３４，３
５，３６（３４，３５，３６の撹拌翼は撹拌軸に
対して90゜づつふらして取付けられている）及び
押出し翼３７，３８を持つた撹拌軸３３と、エマ
ルシヨン投入口２９及び微小中空球体入口３０を
持つ上蓋３１と、底部排出口３２及びジヤケツト
２６を備えた混和機本体５０とより成つている。 撹拌軸３３は、上下２個のベアリング３９，４
０にて保持され、軸の上下運動を行なうためにユ
ニバーサルジヨイント４１，４２及び偏心カツプ
リング４３を備えてモータ４４に接続されてい
る。モーターには回転数を自由に変化出来る減速
機を備え付けて、通常30〜200rpmまで所望の回
転数を出すことが出来る。上下運動のストローク
巾及びストローク数は、偏心カツプリング４３、
及びユニバーサルジヨイント４２のギヤ等を交換
することにより、ストローク巾は30〜100mm、ス
トローク数は、軸自身の回転数と少しずらす事に
より、翼の軌跡は混和機内で同じところを通らぬ
様に工夫されており、28〜190spmとなる。すな
わち、撹拌翼が回転と同時に上下撹拌を行うこと
で、高粘度のＷ／Ｏ型エマルシヨンと極めて比重
の小さな微小中空球体を破壊することなく、短時
間のうちに混和することが出来る。上下の運転は
混和機内容物を押出す役目もあり、押出し翼３
７，３８がそれである。なお、排出口３２は、ス
ライド式ダンパー等にて断面積を変える事によ
り、混和機内容物の滞留時間を変え、混和状を変
化させることが出来る。 以上の説明から明らかな様に、本発明のＷ／Ｏ
型エマルシヨン爆薬の製造法は、乳化と混和とを
別々に行なうが途中にポンプ等を介さず、乳化機
より混和機へ直接仕込みとしているため、両工程
が簡素化され、かつ機械的な剪断力に弱い微小中
空球体をほとんど破壊させずに、均一にかつ短時
間で連続製造することを可能にしているため、工
業的に有利なものである。 次に本発明のＷ／Ｏ型エマルシヨン爆薬の製造
法を実施例及び比較例により説明する。 比較例 １ 第１図に示される工程で下記の方法によりＷ／
Ｏ型エマルシヨン爆薬を製造した。 まず、硝酸アンモニウム900Kg、塩素酸ナトリ
ウム50Kg、水100Kgを2000の溶解槽に投入し、
加温して90℃の酸化剤水溶液を調整した。次に乳
化剤20.1Kg及びパラフイン40.2Kgを200の溶融
槽に入れ加温し、溶融させ予混合して、90℃の液
体混合物を作成した。次に前記調整された酸化剤
水溶液をプランジヤーポンプにより18.0Kg／min
の流量でスタテイツクミキサーに供給し、一方前
記液体混合物もプランジヤーポンプにより、1.03
Kg／minの流量で前記スタテイツクミキサーに供
給し、混合された溶液を、円板を内蔵した乳化機
に供給した。この場合、回転数は700rpm（周速10
ｍ／ｓ）で行つた。 次にこのＷ／Ｏ型エマルシヨンをコンテイニア
スニーダに送る。同時にシラス微小中空球体も
571ｇ／minの流量でコンテイニアスニーダに供
給し、回転数180rpmで連続的に混和した。ニー
ダ内の滞留時間は30秒であつた。混和後Ｗ／Ｏ型
エマルシヨン爆薬組成物は、ポンプを介してチユ
ーブ包装機に送られ、包装してＷ／Ｏ型エマルシ
ヨン爆薬を製造した。なお、Ｗ／Ｏ型エマルシヨ
ン爆薬の薬径を25mm（100ｇ）、50mm（１Kg）との
２種類とした。 これらのＷ／Ｏ型エマルシヨン爆薬について製
造直後及び製造１年後に仮比重、20℃での爆速
（６号雷管を用いて開放状態）及び起爆最低温度
（低温起爆性）を測定した。又、混和時の微小中
空球体の破壊率についても調べた。結果を第１表
に示す。 比較例 ２ 特願昭57−10194号明細書に示される工程で以
下の方法によりＷ／Ｏ型エマルシヨン爆薬を製造
した。ただし原材料成分とその量は、比較例１と
同じである。パラフインと乳化剤の予混合液1.03
Kg／minと酸化剤水溶液18.0Kg／minの流量でス
タテイツクミキサーに混合された液は乳化機へ供
給され、一方、シラス微小中空球体も乳化機のオ
ーバーフロー口の円筒壁面上又は円板上に、粉体
供給機より粉体定量供給機にて571ｇ／minの一
定流量にて同時に供給された。乳化機の回転数
は、700rpmであつた（周速10ｍ／ｓ）。乳化、混
和後のＷ／Ｏ型エマルシヨン爆薬組成物は、ポン
プを介して包装機（チユーブ包装機）に送られ、
包装してＷ／Ｏ型エマルシヨン爆薬を製造した。
なお、Ｗ／Ｏ型エマルシヨン爆薬の薬径は、比較
例１と同じく２種類とした。これら２種類のＷ／
Ｏ型エマルシヨン爆薬について比較例１と同じ項
目の試験を行なつた。結果を第１表に示す。 実施例 １ 第２図に示される工程で以下の方法によりＷ／
Ｏ型エマルシヨン爆薬を製造した。ただし原材料
成分とその量は、比較例１と同じである。 まず酸化剤水溶液を酸化剤水溶液タンク１で90
℃に調整する。パラフイン及び乳化剤をそれぞれ
油タンク２、溶融タンク３で溶融して90℃に調整
後、各供給ポンプ５，６，７により定流量流し、
パラフインと乳化剤をスタテイツクミキサー８で
予混合した後、次に酸化剤水溶液とスタテイツク
ミキサー９により混合した。予混合液量1.03Kg／
min、酸化剤水溶液18.0Kg／minの流量で行つた。
実験では流量比例制御でなく定量ポンプを使用す
ることにより定量性を確保した。混合物は乳化機
１０（内容積３）へ供給される。乳化機内に10
秒の滞留後、Ｗ／Ｏ型エマルシヨンが排出され、
次に混和機１２に送られて、粉体供給機４からシ
ラス微小中空球体を定量フイーダ１１により571
ｇ／minの流量で供給した。混和機撹拌翼の回転
数は90rpm（周速１ｍ／ｓ）とした。混和機内滞
留時間は30秒で均一な混和が得られた。 混和されたＷ／Ｏ型エマルシヨン爆薬組成物は
ポンプ１３を介して包装機１４（チユーブ包装
機）に送られ、包装してＷ／Ｏ型エマルシヨン爆
薬を製造した。なお、Ｗ／Ｏ型エマルシヨン爆薬
の薬径は比較例１と同じく２種類とした。 これら２種類のＷ／Ｏ型エマルシヨン爆薬につ
いて比較例１と同じ項目の試験を行なつた。結果
を第１表に示す。

【表】 第１表から明らかなように、新規な乳化及び混
和工程を採用した本発明のＷ／Ｏ型エマルシヨン
爆薬の製造法により製造された爆薬の性能自身
は、従来の製造法により製造したものよりいずれ
の面でも優れており、また微小中空球体の破壊率
も著しく減少している。従つて爆薬比重調整とし
て投入される微小中空球体の投入割合を減ずるこ
とが出来、爆薬製造における原単位節減及び高性
能の維持を保証することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＷ／Ｏ型エマルシヨン爆薬の製
造法を示す工程図であり、第２図は、本発明の
Ｗ／Ｏ型エマルシヨン爆薬の製造方法の一例を示
す工程図である。第３図及び第４図は、本発明に
おける乳化及び混和工程において使用する乳化機
及び混和機の一例を示す縦断面図である。 １……酸化剤水溶液タンク、２……油タンク、
３……溶融タンク、４……粉体供給機、８，９…
…スタテイツクミキサー、１０……乳化機、１２
……混和機、１５……円板、１６……突起部、１
７，１８……掻取羽根、１９……押出し羽根、２
１……液体供給口、２３……排出口、２９……エ
マルシヨン投入口、３０……微小中空球体入口、
３２……底部排出口、３３……撹拌軸、３４，３
５，３６……撹拌翼、３７，３８……押出し翼、
３９，４０……ベアリング、４１，４２……ユニ
バーサルジヨイント、４３……偏心カツプリン
グ、４４……モータ、４８……乳化機内壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 無機酸化剤水溶液と油類及び乳化剤の予混合
   物とを混合して下記の(イ)乳化工程により油中水型
   エマルシヨンとし、次いで該油中水型エマルシヨ
   ン及び微小中空球体を下記の(ロ)混和工程により混
   和することを特徴とする油中水型エマルシヨン爆
   薬の製造方法。 (イ) 前記乳化工程が、突起部を有する円板上に前
   記混合物を供給し、該円板を回転させながら突
   起部にて混合物に剪断力をかけつつ遠心力によ
   つて乳化機内壁に送り、次いで円板下部に移行
   させ円板下部に設けられた押出し羽根による混
   合及び押出しにより油中水型エマルシヨンを得
   る乳化工程であり、 (ロ) 前記混和工程が、前記油中水型エマルシヨン
   及び微小中空球体を回転運動と上下運動とを併
   せ行なう撹拌翼により混和する混和工程であ
   る。