JPS649279B2 - - 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、本発明は硝酸カルシウムを含む不連
続な酸化剤塩水溶液の相と、連続油相または水と
混和せぬ液体有機相とを有する熱的に安定な雷管
起爆性の油中水型乳化爆破組成物に関する。組成
物は(a)全組成物に基づく少なくとも約20重量％が
硝酸カルシウムなる無機酸化剤塩（類）水溶液の
不連続小滴，(b)それを通じて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，
(c)連続液体有機相を通じて酸化剤塩溶液小滴乳化
物を形成する乳化剤及び(d)密度減少剤を含有す
る。ここに使用された「熱的に安定な」との用語
は組成物が50℃位の高さの温度に数週間貯蔵され
た時に雷管起爆性を保持するとの意味である。こ
こに使用した「雷管起爆性」なる用語は組成物が
装入直径32mmまたはそれ以下で20℃においてNo.８
の雷管を用いて爆合しうることを意味する。 一般に水性スラリー爆発物はそれを通じて水と
混和せぬ液体炭化水素燃料小滴または固体成分が
分散されうる連続水相を有する。これに反して、
本発明の組成物はそれを通じて水溶液の不連続小
滴が分散されている連続油相を有する。 油中水型乳化爆破剤及び爆発物はこの技術では
公知である。例えば、米国特許番号，第4141767
号；4110134号；4008108号；3447978号；Re：
28060号；3765964号；3770552号；3715247号；
3212945号；3161551号；3376176号；3296044号；
3164503号及び3232019号を参照されたい。これら
特許のいくつかには雷管起爆性の油中水型乳化爆
発物が開示されている。乳化型爆発物は米国特許
第4141767号に説明されているように従来の爆発
物にまさる若干の顕著な利点を持つている。 過去における雷管起爆性の乳化爆破組成物に関
する主要な問題は、一般にそれらが比較的低温、
例えば−20℃で雷管起爆性を保持するが、比較的
高温、例えば30℃〜50℃で貯蔵される場合に雷管
起爆性を失い易いということである。商業的に包
装された爆発物は野外での使用者の要求に応ずる
ため数ケ月またはそれ以上までの貯蔵に耐えるの
に充分安定でなければならない。さらに貯蔵温度
は野外では貯蔵場所，季節，及び気候の如き因子
により変化するので、包装された爆発物はその可
能な貯蔵温度の全範囲に亘る感度を保持すること
が重要である。さらにまた、若干の爆破場所は基
本的に温暖な気候風土を持ち、かくして熱的に安
定な爆発物を必要とする。それ故包装された雷管
起爆性乳化爆発物は高温の条件下では貯蔵に成功
しなかつたのである。本発明は温い温度で使用で
き、貯蔵にも成功した熱的に安定で、雷管起爆性
の油中水型乳化爆発物を提供することによりこの
従来の問題を解決したのである。 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；不連相としてその塩溶液が全組成物
に基づく少なくとも約20重量％の量の硝酸カルシ
ウムを含む乳化された無機酸化剤塩溶液；乳化
剤；及び密度減少剤とを有する熱的に安定な雷管
起爆性の油中水型乳化爆破組成物を含有する。 本発明の基礎は全組成物に基づく少なくとも約
20重量％の量の硝酸カルシウム（CN）の使用に
在る。これ以後採用されるCNの百分率は通常肥
料品質のCNとして約15重量％の量でCNに結合
されている結晶水を含むものである。しかし無水
のCNも代用可能で、その場合は必要な最少量は
約15％だけ減少するであろう。（20％×0.85＝17
％）添加されるCNの量は爆破組成物の全酸化剤
塩含量の50％以下が好ましい。追加の酸化剤塩ま
たは塩類はアンモニウム，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より
成る群から選れる。使用する全酸化剤塩の量は、
一般に全組成物の約45〜約90重量％で、望ましい
のは約60〜約86重量％である。主要な酸化剤塩は
約20〜約60重量％の量における硝酸アンモニウム
（AN）が望ましい。AN対CNの比は1.0を超える
ことが望ましい。加えて、硝酸ナトリウム（SN）
または他の塩類の少量を添加することもできる。 CNがどのように作用して組成物を熱的に安定
させるのかは十分には理解できない。酸化剤塩は
組成物の配合の際、すべて塩水溶液中に溶解する
ことが望ましい。しかしながら、配合および環境
温度への冷却後、酸化剤塩の若干は溶液から沈殿
するかも知れない。溶液は組成物中に小さな不連
続の分散された小滴として存在するため、どの沈
殿した塩の結晶大きさも通常物理的に阻止され
る。これはより大きな酸化剤一燃料の親密性を考
慮するため有利である。より高い環境温度におい
て、そしてANのみ、またはANとSNとを含む乳
化組成物においては、結晶の成長は小滴の境界を
越えて膨張するか、または組成物の鋭感度を下げ
るような形のものであろう。しかし相当量のCN
の存在する場合は、結晶の成長は減感性が起らな
いような程度に修正または阻止されるように思わ
れる。その説明はCNが強く水和される事実に見
出すことができ、その存在は塩溶液の晶化温度を
減少させてANとの複塩を形成する。理由の如何
を問わず、CNの存在は熱的減感性を阻止する。 CNの結晶水ととして含まれた分に加えられる
水は全組成物に基づく約２〜約15重量％の量で用
いられる。それは約５〜約10％の量で使用するの
がよい。こゝに水の百分率はCNの結晶水を排除
して取られる。水に混和しうる有機液体は一部塩
類のための溶媒としての水に置き換えることがで
き、かような液体はまた組成物のための燃料とし
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、溶液内の酸化剤塩類結晶析出
点を低下させる。これは低温における鋭感度と柔
軟性を増強できる。混和しうる液体燃料はメチル
アルコールの如きアルコール類，エチレングリコ
ールの如きグリコール類，ホルムアミドの如きア
ミド類及び類似の窒素含有液体類を含みうる。こ
の技術で広く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性
によつて変化する。 組成物の連続相を形成する水と混和せぬ液体有
機燃料は約１％〜約10％の量で、好ましくは約３
％〜約７％の量で存在する。使用される実際の量
は水と混和せぬ燃料（類）および補助燃料（類）
（もし使用されるならば）の特殊性によつて変動
しうる。燃料油または鉱油が単一燃料として使用
される時は、それらは約４〜約６重量％の量で使
用するのがよい。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、
飽和および（または）不飽和でもそれらが配合温
度において液体である限り許容される。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，キシレン類及びガソリン，ケロシ
ン及びジーゼル燃料などの石油蒸留物として一般
に引用される液体炭化水素混合物を含む。特に選
れた液体燃料は鉱油，No.２燃料油，パラフイン，
ワツクス類及びそれら混合物である。トール油，
脂肪酸類及びその誘導体類及び脂肪族と芳香族ニ
トロ化合物も使用できる。上記燃料のいずれの混
合も使用可能である。 任意に、そして水に混和せぬ液体有機燃料に加
えて、固体または他の液体燃料または両者は選れ
た量で使用できる。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；ギルソナイトまた
は石炭の如き微粉砕された炭素性材料；小麦など
の微粉砕された植物穀粒；及びいおうである。ま
た液体希釈剤として作用する水と混和しうる液体
燃料は上に挙げられている。これらの追加の固体
および（または）液体の燃料は一般に15重量％ま
での範囲内の量で添加することができる。所望な
らば不溶解の酸化剤塩は固体または液体の燃料と
ともに組成物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から選ぶ
ことができる。そして種々の型のものが上に引用
した特許に記載されている。乳化剤は約0.2重量
％から約５重量％の量で使用される。好ましい使
用量は約１重量％乃至約３重量％である。代表的
な非イオン及びカチオン乳化剤はソルビタン脂肪
酸エステル類，グリコールエステル類，不飽和置
換オキサゾリン類，それらの誘導体及びこれに類
するものである。乳化剤は不飽和形態のものが好
ましい。 本発明の組成物は、主としてその密度を約0.9
〜約1.4ｇ／c.c.の範囲内に減少するに十分な量の
密度減少剤を添加することによつて1.5ｇ／c.c.に
近い自然の密度から減少される。密度減少は雷管
鋭感度に必須なものである。例えば、気泡は種々
の成分の機械的混合の際、組成物に導入もできる
し、また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ガス放出剤の少量（0.01％〜
約0.2％またはそれ以上）のような化学的手段に
よつて導入もできる。プラスチツクまたはガラス
の球体及びパーライトの如き小さな中空粒子も添
加できる。約100ミクロン乃至約150ミクロンの範
囲内の平均粒度を有するパーライトは乳化型爆発
物に雷管起爆性を付与することが発見された。２
つまたはそれ以上の上記密度減少剤は同時に添加
が可能である。 油中水型爆発物の連続水相スラリーにまさる主
な利益の１つは安定性及び水抵抗性のために濃化
剤及び架橋剤を必要とせぬことである。しかしな
がら、希望によつてはこれらの薬剤も添加でき
る。組成物の水溶液はこの技術で通常使用される
型と量の濃化剤の１つまたはそれ以上を添加する
ことによつて粘稠とすることもできる。 本発明の組成物は先ず塩溶液の結晶析出点によ
つて約25℃乃至約90℃に温度を上げた水中（また
は水及びこれと混和できる燃料）の水溶液中に酸
化剤塩（類）を溶解するのが望ましい。次に乳化
剤と非混和性の液体有機燃料とを、好ましくは塩
溶液と同じ温度に上げた水溶液中に添加し、生成
する混合物が相を逆転し連続的液体炭化水素燃料
相内に水溶液の乳化液を生ずるに充分な裂しさで
撹拌される。通常これは実質上迅速に撹拌しなが
ら瞬間的に完了できる。（組成物はまた水溶液を
液体有機物に添加して調製することもできる。） 有機燃料を水溶液に添加するに先立つて液体有
機燃料中で乳化剤を予備溶解することが特に有利
なことが判つた。燃料と、予め溶解した乳化剤と
は略溶液の温度位で水溶液に添加するのが望まし
い。この方法は塗化液を速かにかつ少ない撹拌で
形成せしめる。 組成物の感度と安定性は、密度調節剤を添加す
る以前に分散された相をさらに小さな小滴にまで
も破壊するために組成物を高度剪断システムに通
入することによつて改良することが可能である。
このコロイドミルを通す追加の加工はレオロジー
及び出来映えにおいて改良を示した。 本発明をさらに例証する表の１は本発明の選れ
た組成物（Ｂ―Ｈ）の配合及び爆合結果を含んで
いる。組成物Ｃ―Ｈは高温（50℃）安定性のため
に試験したもので、50℃において２ケ月の長い間
貯蔵された時でも雷管起爆性を保持することが判
つた。これに反し、13.80％のCNしか含まない組
成物ＡおよびCNの代りにSNを含んだ組成物
―Ｍはすべて示された昇温（50℃及び40℃）に貯
蔵すれば雷管非起爆性となつた。このようにし
て、資料は比較的多量のCN（20％またはそれ以
上）の存在が乳化型爆破組成物に熱的安定性を付
与することを明らかに示している。 本発明組成物は従来の方式で使用できる。例え
ば、それらは円筒形のソーセージ形などに包装で
きる。水相及び油相の比によつて、組成物は従来
装置により押し出しおよび（またはポンプ輸送も
できる。低温，小直径の鋭感度及び組成物固有の
防水性はそれらを多くの用途に対し融通がきく、
経済的に有利なものとした。 本発明は若干の例証実施例と選れた態様に関し
て記載して来たが、種々の変形がなされることは
この技術の熟達者には明白であり、かような変形
はいずれも特許請求の範囲内に在ると考えられ
る。

【表】

【表】

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続相として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、密度減少剤とを含有する雷管起
   爆性油中水型乳化爆破組成物において、塩溶液が
   組成物を熱的に安定ならしめるため全組成物に基
   づく少なくとも約20重量％の量の硝酸カルシウ
   ム、及び前記硝酸カルシウムと等量またはそれ以
   上の量の硝酸アンモニウムを含むことを特徴とす
   る爆破組成物。 ２ 硝酸カルシウム塩が全組成物に基づく約20〜
   50重量％以下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。 ３ 乳化剤がソルビタン脂肪酸エステル類、グリ
   コールエステル類、不飽和置換オキサゾリン類及
   びそれらの誘導体より成る群から選れる特許請求
   の範囲第１項に記載の爆破組成物。 ４ 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
   ジーゼル燃料の如き石油溜出物より成る群から選
   れる特許請求の範囲第１項に記載の爆破組成物。 ５ 液体有機燃料が鉱油なる特許請求の範囲第４
   項に記載の爆破組成物。 ６ 密度減少剤が小さな中空の分散されたガラス
   またはプラスチツクの球体、パーライト、化学的
   気泡またはガス放出剤及び夫々の組合せより成る
   群から選れる特許請求の範囲第１項に記載の爆破
   組成物。 ７ 密度減少剤が小さな分散されたガラス球体な
   る特許請求の範囲第６項に記載の爆破組成物。 ８ 密度減少剤が組成物の密度を約0.9乃至約1.4
   ｇ／c.c.の範囲内に減少させるに十分な量の約100
   ミクロン乃至約150ミクロンの範囲内の平均粒度
   を有するパーライトである特許請求の範囲第６項
   に記載の爆破組成物。