JPS598415B2 - 凝縮系物質の衝撃処理方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は火薬類又は爆薬の爆発を利用し、固体、液体等
の凝縮糸物質を衝撃処理する装置の改良に関する。

従来、爆発衝撃を利用する、物質の合成、粉体の固化・
金属の圧着等の技術は知られており、グラファイトから
のダイヤモンドの合成に代表されるように、その一部は
工業化されている。

この場合、爆発ガスにより駆動された金属板等の高速飛
翔体を得て、これを試料に衝突させる方法が、より高い
衝撃圧力が得られるため有利であることが知られており
、この方法を実施するための装置が提案されている。

（特公昭４７−３４５９７）。第１図はこのような飛翔
体を利用する、従来の衝撃処理装置を示す説明図であり
、図中１は試料、２は金属容器、３，４は金属栓、５は
円筒状飛翔体、６は空隙、γ，８は円板状保持部材、９
は主爆薬、１０は主爆薬９の起爆薬、１１は雷管及び１
２は金属床である。

図示の状態で雷管１１を作動させて起爆薬１０を爆発さ
せると主爆薬９は上方より下方へ向ってある爆速で爆発
しその時飛翔体５は上方より順次容器２に衝突し内部の
試料１を衝撃圧縮処理する。

この際、衝突により容器２の上部は上方向へ、その他は
全体として下方向へと移動しようとし、その結果容器の
上及び下部、特に試料１と栓３，４が接する近傍で容器
の破断が生じ易く、試料が散逸、損失するという問題が
ある。

この問題に対処すべく、容器２の下端部にモーメンタム
トラップ（運動量捕捉）手段を設けることが提案されて
いる。

即ち、容器の底部に、鉄、鉛等の金属からなる重量物体
を層状的に設け、このトラップ材に試料及び容器の受け
た衝撃運動量を吸収せしめ容器の破損もしくは破断を防
止しようとするものである。

しかしながら、吸収効果を高めるにはトラップ材を大型
にして大重量のものにする必要があり経済性に問題を生
じる。

更に、トラップ材自身が爆発時に高速の飛散物となる可
能性があり、周囲に対し危害を与えるため、実施にあた
っては飛散物に対する十分な危害防止策を講じる必要が
ある。

本発明者らは上記したような従来の衝撃処理装置におけ
る欠点を克服すべく鋭意研究を重ねた結果、容器保護の
目的で使用されているモーメンタムトラップ材の代りに
爆薬を使用して、その爆発力を利用することにより容器
の一定方向への移動速度が減少し、容器の破断が防止で
きることを見出し本発明を完成するに到った。

すなわち、本発明によれば、 軸方向に延びる凝縮系物質を装填した容器に対し爆発ガ
スで駆動された飛翔部材を該軸方向に衝突点が連続的に
移動するように衝突させて該物質を衝撃圧縮させるにあ
たり、該容器の衝突点移動始点及び終点側の両端のうち
少なくとも終点側端部に隣接して減速用爆薬層を設け、
これを該飛翔部材の衝突により爆発せしめて、該飛翔部
材の衝突による該容器の少なくとも該終点側端部方向へ
の移動速度を減じることを特徴とする凝縮系物質の衝撃
圧縮処理方法が提供される。

本発明は又、上記した方法を実施するための装置を提供
するものである。

即ち、本発明の第二の発明により外面に主爆薬層を設け
た飛翔部材の内側に、軸方向に延びた凝縮系物質を装填
した容器を該飛翔部材と平行に且つ間隙をもたせて設置
するとともに、該主爆薬層の一端部に起爆手段を設けて
、該起爆手段により該主爆薬層を一端より他端に向けて
連続的に爆発せしめて該飛翔部材を該容器に対しその衝
突点が容器の一端より他端へと連続的に移動するように
衝突させ、容器内部の凝縮系物質を衝撃圧縮させるよう
にした衝撃処理装置において、該容器の該他端部に該飛
翔部材の衝突により爆発する減速用爆薬層を設け、該飛
翔部材の衝突による談容器の該他端部側方向への移動速
度を減じるようにしたことを特徴とする凝縮系物質の衝
撃処理装置が提供される。

本発明を次に図面により詳細に説明する。

第２図は本発明の方法を実施するための装置の説明図で
あり、図中第１図と同様な符号は同様な構成要素を示す
。

２１．２２は容器破損防止用の減速用爆薬層であり、図
示のように、衝撃波減衰板２３，２４及び２５ ．２６
にそれぞれサンドインチ状にはさんで使用するのが好ま
しい。

爆薬層２１．２２に用いる爆薬の薬種に関しては特に制
限はないが、低速爆轟性のもの、死圧現象を呈しやすい
もの、あるいは、衝撃で爆性が急速に変化しやすいもの
の使用はなるべく避け起爆性が良好かつ爆発伝播限界薬
厚のなるべく小さなものが好ましく、このようなものと
して、ベントリフト、ヘキソーゲンテトリル等の高性能
爆薬単体、これらの混合物、又はこれらの高性能爆薬の
粉体とパラフィン、みつろうあるいはシリコンゴムやブ
タジエンゴム等を混合し、成型処理したもののほか、ニ
トロメタン、硝酸及びこれらに可溶な可燃性物質からな
る溶液などの液体爆薬を例挙することができる。

液状の減速用爆薬の場合は、薄肉の容器に入れて使用す
るが、固体状の場合も裸薬でなく、側面を塩化ビニル管
等で囲って使用しても良い。

爆薬層２１．２２の形状は、通常、板状とするのが良く
、試料容器２と概略同一な平面形状とするのが好ましい
。

薬厚は爆発限界薬厚以上として使用する。

衝撃波減衰板２３，２４，２５，２６としては、その衝
撃インピーダンスが減速用爆薬となるべく類似したもの
の使用が好ましく、例えば、メタクリル等のプラスチッ
ク類、或は水、無機もしくは有機塩類の水溶液等が使用
される。

液体状物質を衝撃波減衰用に適用する場合には、薄肉の
容器に封入して使用する。

衝撃波減衰板２３，２４，２５ ，２６の形状は、挾持
する爆薬層２１ ， ２２と略々同一平面形状を有し且
つ同一厚とするのが好ましい。

次に本発明による減速爆薬層２１．２２の作用について
説明する。

いま減速用爆薬層２１ ． ２２が無いとすると、減衰
板２３ ， ２４ ， ２５ ． ２６及び試料容器２
への飛翔体５の衝突により、容器２の上部は上方向へそ
れ以外は下方向へ全体として移動しようとする。

特に容器２の最下部は減衰板の下をプラスチック円板２
７とし、更にその下部を自由空間とした場合、自由面か
ら上方へ稀薄波が発生し容器全体の下方への移動速度を
さらに増加させる。

また試料は一般に容器２及び金属栓３，４より、かなり
衝撃抵抗が小さいため試料との界面で二次的な稀薄波が
発生しやすく、稀薄波間の複雑な相互干渉により、この
近傍で強い引張力が発生し、容器を破断しやすい。

容器の上部に関しても概略同様な効果が生じ、試料と容
器栓の界面近傍で破断しやすい。

一方、爆薬層２１，２２を設け、これに対して飛翔体５
を衝突させて側面より起爆させた場合、その爆発力によ
って上記した容器の上部及び下部方向への移動速度は減
ぜられる。

従って容器の破断が防止できる。尚、起爆薬層１０の薬
量が十分多い場合には、上部に設けた減速用爆薬層２２
は省くことができる。

また、図示の例では試料の平断面が円形なものとして説
明したが、本発明はこれに限らず、角柱状、平板状等軸
方向に延びる試料の処理にも適用でき、その場合には試
料の形状に対応して試料容器、飛翔部材などの形状は適
宜変化させることは当業者にとって当然のことと理解さ
れよう。

本発明は、グラファイトからダイヤモンドの転化反応の
ような衝撃を利用する物質合成や、タングステン、炭化
ケイ素等の粒状の高融点物質を緻密に衝撃する場合、又
は鋼のような金属材料を衝撃硬化せしめる場合、更には
炭化ケイ素等のセラミック粉を微粉化しかつ歪を与えて
活性化する場合等、固体や液体の凝縮系物質を種々な目
的で衝撃処理する場合に適用される。

次に本発明を実施例により更に詳細に説明する。

実施例 第２図に示した衝撃圧縮装置を用いて緑色の炭化ケイ素
粉末（かさ比重約１．９）を圧縮処理した。

飛翔体５として内径７０ｙｎｍ、肉厚１．５７＋２７７
１、長さ１９０ｍｍの真鍮管を用い、これと同心的に内
径約９０ｍｖｔ，肉厚２ｍｍ，長さ１９０１ｎＷのプラ
スチック（マイラー）管を設置し、その間に硝酸ヒドラ
ジン７５重量部を抱水ヒドラジン２５重量部に溶解させ
た液体爆薬を装薬して、主爆薬層９を形成させた。

上記試料を、内径３０ｍｍ、肉厚２龍、長さ１４０ｍｒ
ＩＬのステンレス（ＳＵＳ−３０４）管で形成した容器
２に充填し、両端に凸型のスチール（８８−４１）製栓
３，４を螺合させた。

栓３，４のねじ部の長さは５ｍｍ、ふた部の長さは５ｍ
ｍであった。

容器２を内径３４．１ｍｍ、肉厚７ｍｍ、長さ］．５０
ｍｍのスチール（８８−４１）管で囲んで補強し、容器
の上及び下部に直径４８ｍｆｆｌ、厚さ５ｍｍの円板型
をしたゴム状爆薬層２１．２２を直径４８ｍ７ＩＬ１厚
さ５ｍｍのメタクリル板でサンドインチ状にはさんだも
のをそれぞれ固定して、全体を飛翔体５の内部に同心的
に装着し、上部に直径９０龍、厚さ５１ｎｒＩＬの円板
状起爆部１０を、下部にプラスチック板２７を取り付け
た。

爆薬層２１．２２としては、粒径０． ５ ｍｍ以下の
ＰＥＴＮ（ベントリフト）粉末を硬化前のシリコン樹脂
（信越化学製、ＫＥ−１０）に対し７０対３０の重量割
合で混合攪拌し、成型後硬化させたものを用い、一方起
爆薬層１０としては、ＰＥＴＮとシリコン樹脂を等重量
部用いて所定の形状に成型後、硬化させたものを用いた
。

このようにして構成した衝撃圧縮処理装置を爆発室の中
心部に角材木で架台を作りこの上に置き、６号電気雷管
で起爆させた。

爆発後、爆発室から試料容器を回収し損傷を点検したが
、下部の栓４のネジ部が少し損傷しただけで、試料の回
収率は１００％と認められた。

処理後の試料を含む容器を約１０ｍｍ間隔で輪切りにし
、切断面を観察したところ、炭化ケイ素は凝集し、固く
緻密にしまっており、色は黒みを帯びていた。

かさ比重は約３．１であった。

比較例 上記実施例において減速用爆薬層２１．２２に代えて同
形のメタクリル板を使用した以外は全く実施例と同様に
して衝撃圧縮処理を行った。

その結果、上・下部の栓３，４のネジ部はちぎれ、内部
の試料は大半が失われた。

回収率は約２０％と認められた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の衝撃圧縮処理装置を示す説明図であり、
第２図は本発明による衝撃圧縮装置の一例を示す説明図
である。 図中、１・・・・・・試料、２・・・・・・容器、３，
４・・・・・・栓、５・・・・・・飛翔部材、６・・・
・・・空隙、γ，８・・・・・・円板状保持部材、９・
・・・・・主爆薬、１０・・・・・・起爆薬部、１１・
・・・・・雷管、１２・・・・・・金属床、２１，２２
・・・・・・減速爆薬層、２３，２４，２５ ． ２６
・・・・・・衝撃波減衰板、２７・・・・・・プラスチ
ック板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸方向に延びる凝縮系物質を装填した容器に対し爆
   発ガスで駆動された飛翔部材を該軸方向に衝突点が連続
   的に移動するように衝突させて該物質を衝撃圧縮させる
   にあたり、該容器の衝突点移動始点及び終点側の両端の
   うち少なくとも終点側端部に隣接して減速用爆薬層を設
   け、これを該飛翔部材の衝突により爆発せしめて、該飛
   翔部材の衝突による該容器の少なくとも該終点側端部方
   向への移動速度を減じることを特徴とする凝縮系物質の
   衝撃圧縮処理方法。 ２ 外面に主爆薬層を設けた飛翔部材の内側に、軸方向
   に延びた凝縮系物質を装填した容器を該飛翔部材と平行
   に且つ間隙をもたせて設置するとともに、該主爆薬層の
   一端部に起爆手段を設けて、該起爆手段により該主爆薬
   層を一端より他端に向けて連続的に爆発せしめて該飛翔
   部材を該容器に対しその衝突点が容器の一端より他端へ
   と連続的に移動するように衝突させ、容器内部の凝縮系
   物質を衝撃圧縮させるようにした衝撃処理装置において
   、該容器の該他端部又は両端部に該飛翔部材の衝突によ
   り爆発する減速用爆薬層を設け、該飛翔部材の衝突によ
   る該容器の該他端部側方向又は両端部側方向への移動速
   度を減じるようにしたことを特徴とする凝縮系物質の衝
   撃処理装置。