JPS58190889A - 安定なフエライト系磁性体粉末含有爆薬組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、爆薬に混入するためのフェライト系磁性材料
、さらに詳しくいえば、爆薬に混入したときに長期間に
わたって安定性を保持しうるフェライト系磁性体組成物
の製造方法に関するものである。

ダイナマイトなどの爆薬で発破作業を行う場合、配置し
た爆薬が不発のまま残ることがある。通常、このような
不発爆薬は肉眼により探し出し除去されているが、この
作業には多大の労力と危険を伴う上に、完全に除去する
ことがむずかしく、残存した爆薬が次の掘削時にドリル
と接触して爆発し、大きな人的被害を与えることがしば
しばみられる。

このような災害予防の対策手段の１つとして、爆薬に磁
石粉末を混入したのち、磁化することによって磁性爆薬
とし、発破終了後不発爆薬を磁気センサーで探知する方
法が提案されている。

しかしながら、爆薬に普通のフェライト粉末を混入した
場合、長期間保存している間に爆薬が変質し、その作用
が損表われるという問題を生じるため、爆薬の安定性を
損わない磁性材料の開発が重要な課題となっている。

本発明者らは、フェライト粉末を爆薬に添加したとき、
その安定性を損う原因について種々検削し、フェライト
粉末中に不純物として混入しているアルカリ性物質がそ
の主要原因であることを知り、爆薬と混合するアルカリ
性物質含有フェライト粉末粒子をポリマーで被覆するこ
とにより、アルカリ性物質と爆薬との直接接触を断つ効
果的方法を見い出し、さきに提案した。

しかし、この方法において、フェライト粉末粒子の表面
にポリマーを被覆したのち、これを乾燥するのに例えば
１３０℃以上の高温で短時間に処理しても被覆ポリマー
の劣化が避けられないため、それ以下の比較的低い温度
で乾燥処理しなければならなかった。この低温乾燥には
長時間を要するので、ポリマーの劣化を可及的に防止し
、かつ乾燥速度を早めるだめ減圧下で低温乾燥すること
が必要である。

この方法は、確かに爆薬と混合して熱安定性を低下させ
ることのない満足しうるフェライト系磁性材料を提供す
るが、この方法は（１）フェライト粉末のポリマー被覆
処理　（２）ろ過、（３）減圧加熱乾燥、（４）解砕及
び（５）分級などの各処理工程が必要であり、これら処
理工程数が多いこと及び各工程が煩雑であるなどの欠点
があり、製造コストも一ヒ昇するので有利な方法ではな
い。

本発明者らは、このような諸欠点を効果的に克服し、操
作が簡易でかつ例えばダイナマイトと練り合わせてその
熱安定性を低下させることの々い望捷しい爆薬混入用フ
ェライト系磁性材料を製造する工業的に有利な方法を見
い出すべく鋭意研究を重ねた結果、実用性の優れた極め
て効果的製造方法を見い出し、本発明をなすに至った。

下に該モノマーを重合させ、得られたポリマー被覆粉末
スラリーを噴霧乾燥することを特徴とする爆薬混入用フ
ェライト系磁性体組成物の製造方法を提供するものであ
る。

本発明の方法に用いるフェライト系磁性体材料としては
、スピネル結晶構造を有するＭｎ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｚｎ
系などの軟磁性フェライト、あるいはリチウム系、Ｍｎ
−Ｍｇ系などの半硬質磁性フェライト、あるいは一般式
ＭＯ・６Ｆｅ２０３（但しＭはＯａ″升、Ｂａ＋＋、Ｓ
ｒ＋１及びｐｂ　　　などの二価の金属イオンである）
で表わされるマグネトブランバイト型結晶構造を有する
硬質磁性フェライトなどを挙げることができるが、残磁
気検知の点から保磁力の強い硬質磁性フェライトが好適
である。これらは１種又は２種以上を組合せ使用するこ
とができる。

フェライト系磁性体の粒径は、爆発後の残磁気の問題及
び爆薬と練シ合せる時の混練り機の磨耗の問題などから
１０μ以下が望せしいが、本発明の効果は、粒径によっ
て影響を受けないので、本質的には何ら制約されない。

また、本発明の方法で用いる重合性モノマーは、ラジカ
ル重合又はラジカル共重合しうるモノマー類を包含し、
このようなモノマーとして、例えばアクリル酸、メタク
リル酸及びアクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、エチ
レングリコールジアクリレート、メタクリル酸メチル、
メタクリル酸エチル、エチレングリコールジメタクリレ
ート、メタクリル酸２−ヒドロキシエチルなどのアクリ
ル酸エステル類やメタクリル酸エステル類、「［酸ビニ
ノペ　プロピオン酸ビニルなどの脂肪族ビニルエステル
類、スチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル
化合物類、ブタジェン、イソプレン、クロロブレンなど
のジエン類及びアクリロニトリルなどを挙げることがで
きる。これらは単独でもよいし、２種以上を組み合わせ
て用いることができる。モノマーは、通常磁性体粉末重
量に基いて、例えば３〜３０重量係程度が用いられるが
、粉末粒子径などに応じて適宜変更することができる。

本発明の方法においては、上記フェライト系磁性体粉末
材料と上記重合性モノマーを、水性媒体中でよくかきま
ぜて懸濁分散状のスラリーと々し、粉末粒子を核とする
モノマー微小滴を形成させて、両者が緊密に接触する状
態に保ち、重合触媒の存在下にモノマーを重合させる。

このようにして重合したポリマーによって表面が密に被
覆された磁性体粉末組成物を容易に形成させることがで
きる。

重合性モノマーの重合には、公知のラジカル重合開始剤
はすべて使用でき、例えば過硫酸カリウム、過酸化ベン
ゾイル、アゾビスイソブチロニトリル、過酸化水素など
の重合触媒が好都合に用いうるが、本発明者らが提案し
た酸性亜硫酸イオンを供与する物質やアゾビスイソブチ
ルアミジンなど（特公昭５５−２５４８２号及び特公昭
５６−０１５４２２号公報参照）の重合触媒は、反応の
容易さ及び被覆収率の点で一層有利に使用できる。酸性
亜硫酸イオン供与物質は、例えば亜硫酸水、亜硫酸ガス
、亜硫酸塩水溶液、酸性亜硫酸塩水溶液などである。本
発明においては、１種又は２種以上の組合せ触媒を使用
してよいことはもちろんである。重合触媒は、通常用い
られる程度の量、例えばモノマー重量の０．１〜１０％
の範囲で使用される。

本発明の方法における重合系においては、磁性体粉末粒
子細々を媒体中に安定に分散させるために、懸濁剤や乳
化剤を分散剤として添加使用することが好ましく、重合
反応を阻害せず、本発明の効果に悪影響を与えない公知
の分散剤はすべて使用できる。また、重合反応媒体と１
〜で水を用いるとき、重合反応によってオリゴマーの生
成及び被覆に関与しない遊離ポリマーの形成が効果的に
抑制されるので、水は最も好ましい媒体である。

本発明の重合系は、例えば前処理されたフェライト系磁
性体粉末を、フェライト系磁性体粉末１重量部に対して
１〜１０重量部の水に分散懸濁させその中に前記のモノ
マー及び重合開始剤を加え、よく分散させたのち１０℃
〜１００　℃、好ましくは２０℃〜７０℃の範囲の温度
でモノマーを重合させる。このように重合処理するとき
、モノマーは磁性体粉末粒子表面の作用を受けて重合し
てポリマーを生じ、該粒子を実質的に完全に被覆しだ密
なポリマ一層が形成される。この重合処理時間は通常１
〜４時間程度で、モノマーはほぼ１００％ポリマーに転
化し１すべでの磁性体粉末粒子がポリマーで被覆された
組成物のスラリーが得られる。

重合により被覆処理されたスラリー又は懸濁液は、酸性
あるいはアルカリ性の重合触媒を用いたときは、液が酸
性又はアルカリ性となっているので通常これを中和し、
液のｐＨを７．０に調整することが望ましく、この調整
処理によシ、爆薬の安定性を阻害するかも知れない物質
を効果的に無害化することができる。

このようにして得られたポリマー被覆フェライト系磁性
体粉末組成物の中性スラリーは、直接噴霧乾燥処理され
る。噴霧乾燥処理は、噴霧乾燥機の処理能力、容量、ス
ラリーの固形分濃度、スラリー供給速度などによって種
々の条件が選択変更できるが、好ましくはスラリー供給
入口温度が１５０〜３００℃で、乾燥物の出口温度が８
０〜１３０℃の温度範囲となるような操業条件が選択さ
れる。

その加熱乾燥時間は極めて短時間であるが、入口温度が
、例えば３１０℃以上、特に３３０℃以上では被膜ポリ
マーの劣化現象が顕著となり、またあまり低いと乾燥が
不充分となり好ましくない。このような乾燥機の操業温
度条件で、効率よく乾燥させるには、スラリーの固形分
濃度を、例えば３０〜６００〜６０重量部ることが好ま
しい。その濃度が高すぎると乾燥機への供給が困難とな
り、またあまり低いと蒸発させる水分が多いため、乾燥
速度が低下し、エネルギーの損失も大きくなるので好ま
しくない。この固形分濃度は、前記の重合被覆処理後に
調製してもよいが、重合前の仕込み段階で、見込み調製
をすることができる。

このように重合体で被覆されたフェライト系磁性体粉末
のスラリーを噴霧乾燥処理するとき、極めて短時間に懸
濁粒子を実質的に完全に乾燥させることができ、しかも
微細粒度ではソ球形のポリマー被覆磁性体組成物を容易
に得ることができる。

さらに、このような本発明の方法で得られた被覆組成物
は、乾燥機中での比較的高温処理にもかかわらず、爆薬
に混入して、その安定性を低下させることのない極めて
望ましいものである。

本発明における噴霧乾燥処理は、従来の１３０℃以上の
高温乾燥が爆薬混入用フェライト系磁性体のポリマー被
覆材料の製造において回避さるべき処理条件であったこ
とを考慮すれば全く想到し得ない手段であり、従来の重
合スラリーをろ別、低温減圧乾燥、解砕及び分級などの
煩雑かつ面倒な諸工程に比べて極めて容易な単一操作で
あって、しかも得られた組成物材料が従来法で得たもの
に比べて、粒度分布が狭くかつ微細で、はるかに爆薬安
定性が優れていることは全く意外であった。

爆薬混入用フェライト系材料の爆薬安定性テストは、火
薬類取締法施行規則に定められている安定性テストの一
つであるアベル酬熱テスト方法を用い、核材１１に爆薬
にその１０重量％添加混和したものについて７２℃の条
件でテストを行った。

テストにおいて、窒素化合物が分解して検知されるまで
の時間が３０分以−ヒであることが合格品と定められて
おり、この基準に照らして本発明品をテストした。

前記のアベル耐熱テストは非常に鋭敏な試験方法であり
、極く微量の爆薬安定性阻害物質が存在するだけで爆薬
中のニトロ基又は硝酸エステル基を分解し、それによっ
て生じる窒素酸化物を極く微量でも検出する。したがっ
てこのテストに合格するということは、被覆ポリマーそ
のものを分解劣化させる危険のある不純物が十分除去さ
れあるいは安定化されているということであり、あるい
は該フェライト系磁性体組成物を爆薬以外のものに混合
する場合でも、それを劣化、阻害する危険のある不純物
が十分除去あるいは安定化されているということである
。

この安定性テストによれば、本発明の方法により製造さ
れるフェライト系磁性体組成物は爆薬中に混入して、長
期間爆薬の安定性を阻害せず、爆薬混入用（あるいは磁
性爆薬用）として優れた性能を有し、従来法により製造
されたものに比べて高い実用的価値を有することが確認
された。

また、本発明の方法は爆薬混入用のみに限らず、耐安定
性の高いフェライト系磁性体組成物の製造方法としても
充分応用できる。

次に実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが
、本発明が実施例に記載した範囲内に留−よるものでな
いことはもちろんである。

実施例１ かきまぜ機、温度計及び還流冷却管を備えた内容量５０
　Ｌの反応機にバリウムフェライト粉末（平均粒子径１
μ）　５１（９と水２０ｔを加え、８０℃に加温して３
０分激しくかきまぜた後、ＩＮ塩酸を加えてｐＨを７．
０に調整した。次に、この中和懸濁液を５０℃の温度に
保ち、これにメタクリル酸メチルモノマー２５０ｙと６
係亜硫酸水ｌ　ｋｇを注加して、かきまぜながら温度５
０℃で２時間重合反応を行なった。反応終了後、ＩＮカ
セソーダ水で反応液を中和し、ＰＨｉ　７．０とした。

この操作において重合したメタクリル酸メチルポリマー
のフェライト粒子の被覆に供された量は２１０２であっ
た。中和した反応液を２分し、一方はる別水洗後、１５
０℃の温度で常圧乾燥し、乳鉢で１０〜２００μの微粒
子にすりつぶした。この粉砕物の含水率は０．２重量係
であった。他方の反応液は４０重量係のスラリーとし、
入口温度２００℃、出口温１ｉ１００℃の温度条件で噴
霧乾燥機で乾燥させた。

得られた乾燥粒子は、すべて実質的に球形であり、その
粒径は５〜６０μで、前記すりつぶしたものより微細で
かつ粒度分布の狭いものであった。また、その含水率は
０．２重量係であった。

こうして得た乾燥微粉末の各試料１０２をそれぞれダイ
ナマイト２号榎１００２と混合し、充分に練り合わせた
のち、アベル耐熱試験を用い７２℃の温度条件で爆薬安
定性テストを行なった。その結果、噴霧乾燥試料では、
熱分解して生ずる窒素酸化物が検出されまでの時間が３
０分以上で、標準のダイナマイト２号榎そのものと同じ
であったのに対し、常圧乾燥試料でのそれは僅か２０分
であった。

実施例２〜６ 実施例１で用いた装置を使用し、ストロンチウム・フェ
ライト粉末（粒径１μ）７に７及び水２０ｔを該装置に
入れて、８０℃の加温下に３０分間激しくかきまぜて懸
濁液を調製したのち、ＩＮ塩酸を加えてｐＨ７，０に中
和調整した。次いで懸濁液を４０℃の温度に保ち、これ
にアクリル酸メチルモノマー６００２及び亜硫酸水素ナ
トリウム４０７を添加し、かきまぜながら４０℃の温度
で２時間重合反応させた。反応終了後、ＩＮカセイソー
ダ水で中和して懸濁液のｐＨを７．０にした。この重合
反応によってフェライト粒子の被覆に提供されたアクリ
ル酸メチルの量は５３３　ｉｌであった。

この反応液を濃度４５重量係のスラリーに調製し、噴霧
乾燥機を用いて、第１表に示した各種温度条件により噴
霧乾燥して各種試料を得た。得られた乾燥粉はすべて実
質的に球形であり、その粒子径は５〜６０μであった。

得られた各試料を実施例１と同様にダイナマイト２号榎
とそれぞれよく練り合わせたのち、同様の条件で爆薬安
定性テストを行なった。それらの結果を下掲第１表にま
とめて示す。

第　　　　１　　　　表 比較例１〜３ 実施例２〜６において、重合反応後中和して得られた反
応液をろ別し、第２表の温度条件で常圧乾燥した各粉末
試料を乳鉢で充分すりつぶして１０〜２００μの粒径に
調製した。これらの各調製試料を実施例１と同様の方法
で爆薬安定性テストを行い、結果を第２表に示した。

１５− 第　　　　２　　　　表 これらの結果から、本発明の製造方法は、従来法に比べ
て操作が極めて簡便であるばかシでなく、はるかに優れ
た爆薬安定性を有する爆薬混入用フェライト磁性体微粉
状組成物を提供することが理解できる。また、噴霧乾燥
機の入口温度が３１０℃では、得られた材料は爆薬の耐
熱性を若干低下させることか認められる。

特許出願人　　東北金属工業株式会社 代理人　阿　形　　明 −１７−５０９− １６一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 を重合させ、得られたポリマー被覆粉末スラリーを噴霧
   乾燥することを特徴とする爆薬混入用フェライト系磁性
   体組成物の製造方法。 ２　噴霧乾燥を、噴霧乾燥機の入口温度が１５０〜３０
   ０℃及び出口温度が８０〜１３０℃となる温度条件に保
   って行なう特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３　スラリーが水を媒体とするスラリーである特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の方法。