JPS60231484A - 鋳造爆発組成物とその製造方法 - 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】 （発明の属する技術分野） 本発明は爆発組成物に関する。さらに詳細には、この発
明は比較的高い密度、エネルギーおよび臨界直径を有す
る鋳造爆発組成物に関する。「鋳造」なる語は温度を上
げて配合する時は流動状であるが、環境温度に冷却する
と固するか甘たは固化して流出不能または押出し不能な
物体であることを意味する。このことはこの組成物をそ
の形状に固化させるために所望の形状の容器に流勢化し
ている間に゛注入″またはパ鋳造°′させることである
。

本発明の組成物は硬化もするが、さらに所望の形状に機
械加工もできる状態に在る。

本発明の組成物は温度を上げて油中水型乳化物を形成す
ることにより製造されるが、この乳化液は冷却せしめる
と鋳造組成物を形成する。この組成物は無機酸化剤塩、
水に混和せぬ有機液体燃料、約５係以下の水、任意な燃
料または鋭感剤、および昇温配合温度では油中水型乳化
液を形成させるが、それよりも低いかまたは環境温度で
は乳化を弱化させ、無機酸化剤塩を結晶させて鋳造組−
成物を生成げしめる特殊な型の乳化剤を含むものである
。

油中水型乳化爆発物はこの技術では周知である○例えば
、アメリカ特許第４　、３５６０４　’４　号ｒ第４３
２２．２５８号及び第４，１４１，７６７号を参照され
度い。かような爆発組成物は水と混和せぬ有機液体燃料
の連続相と、乳化された無機酸化剤塩水溶液の不連続相
とを含有する。通常はこれらの爆発組成物は鋭感の目的
で密度降下剤を含んでいる。

これらの組成物は組成物を耐水性にかつ一般に押出し可
能ならしめるグリース状の粘シを持っている。

過去の努力は安定な乳化爆発組成物の調製及びかくして
乳化液の破壊または弱化および初期は連続燃料相を通じ
て分散される無機酸化剤塩の結晶化の生成を防止、また
は最小化することに焦点をあてて来た。これは酸化剤塩
の溶液および特に乳化液の破壊に対し安定な乳化液の結
晶化温度を降下させるために一般に約８循またはそれ以
上の水を使用することによって達成された。これに反し
、本発明は約５係以下の水と、特に安定な乳化液を形成
しない型の乳化剤とを使用し、か＜　Ｌ、て乳化液を弱
化し、酸化剤塩の結晶化を生成させ組成物が形状のある
鋳造物となるようにさせたものである。

低水分乳化液は米国特許第４，２４８，６４４号から明
らかになシ、この特許は醇融物が不連続相としての硝酸
アンモニウムと、組成物が実質的に水を金座ぬ「燃料中
の浴融物」の形態で乳化爆発組成物を開示している。Ｌ
かしながら、この組成物は環境温度に冷却した後でも°
“グリース状の粘り′。

を付与する型の乳化剤を含んでいる。このようにして低
度の水それ自体は鋳造組成物の形成を保証しない。本発
明の鋳造組成物は低度の水と、ここに記載した特殊な乳
化剤との結合を必要とする。

本発明の組成物は有利な性質を持っている。熱い間は種
々な形態の容器に注入できるが、冷却させた蒔、容器の
形に鋳造または硬化される比較約合がかからないで鋳造
、のできる爆発組成物への要望は広く存在していた。こ
れまでかような型の爆発物はＴＮＴ、組成物Ｂ、ベント
ライト（Ｐｅｎｔｌｉｔｅ　）などの自己鋳造爆発物か
ら鋳造されていた。しかしながら、こわらの組成物は比
較的高価である。

本発明の鋳造組成物は高い密度エネルギーを含むこ力ら
鋳造自己爆発物に類似の物理性を有する１゜しかし、成
分の費用はかなシ少ない。このようにして本発明の主要
な利益は比較的安価な成分を含む鋳造回部な爆発組成物
を提供するに在る。こわに加えて、この組成物は冷却し
て酸化剤塩を析出するとグリース状の粘シを失うとはい
っても、それはその表面の硬化された性質による適当な
耐水性は保持している。手触シの易しさのためこの組成
物は塩の結晶化温度を降けるため冷却Ｌｕ後でさえ暫く
の間流体のまま止っている。

初めに温度を上げて配合される時、本発明の組成物はグ
リース状の粘りと、油中水型乳化液の形態に在る。こね
は多くの理由から有利である。乳化液の形態は連続燃料
相を通じて微細にかつ均密に分散せしめられ、酸化剤と
燃料の反りの容易さを増す。酸化剤塩は初め昇温での溶
液の滴として燃料相を通じて分散さね、そして組成物の
冷却とともに滴の中の塩類の沈殿は物理的に阻ＩＦさね
て微細な塩の結晶の形成を生じ、こわが酸化剤と燃料と
の間の均密性を増強する。他の利益はグＩＪ−ス状の乳
化物は液状で、望むようにボング輸送も押出しもできる
ことである。乳化物が冷却するにつ力て、グリース状の
性質は塩類の結晶化が徐々に起るので直ちに失わわると
とり、ｔ＜、かぐして組成物は塩の結晶化温度以下に冷
却後も製〈の間、その乳化液状の触感性を保持する。こ
ｔ″Ｉは組成物より低い温度においてさえ、乳化液とし
て初期の触感のようにさせる。このようにして固体の鋭
感剤または密度降下剤のような他の成分の添加はよシ低
い温度で達成できる。容器への添加後収縮および（また
は）空所は最少とすることができる。

そして高温材料処理の人々への危険は減少させることが
できる。非乳化組成物は成分の結晶化捷たけ溶融温度以
下で冷却した後、１＠、速に硬化するであろう。

無機酸化剤塩は全組成物１歇の約４５係乃至約９２％の
惜で使用される２、酸化剤塩は硝酸アンモニウム塩が好
ましいが他の塩類も使用できる。他の酸化剤塩類はアン
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＋＝から成る群から選ｉする。好捷し
くけ全酸化剤塩の約１０％乃至約６５％が粒子または整
粒形態で添加される。

温度を上げて配合した時の組成物の連続相を形成す水と
混和しない有機液体燃料は一般に全組成物の重歇による
約２％乃至約１５％の号、で存在する。使用される実際
のＩは使用される特別な非混和性燃料（類）及びもしあ
わば他の燃料類によって変化しうる。非混和性の有機液
体燃料は脂肪族、脂環族および（または芳香族）でよく
、そしてそわらが配合温度で液体である限り飽和でも不
飽和でもよい。好ましい燃料は鉱油、ワックス、パラフ
ィン油、ベンゼン、トルエン、キンレン類及ヒ一般にガ
ノリン、ケロシン及びジーゼル燃料のような石油蒸留物
として引用される液体炭化水素の混合物を含む。特に好
ましい液体燃料は鉱油、ＪＩ６２燃料油、バラフィンヮ
ンクス、微細結晶ワックス及びそわらの混合物である。

脂肪族及び芳香族ニトロ化合物もまた使用できる。ハロ
ヶ゛ノ化有機燃料も約２５％までの歌で使用できる。上
記混合物も使用できる。

水は全組成物の約５％またはそわ以下の叶で使用できる
。水と混合しうる有機液体は塩類に対する溶媒として一
部水に代替でき、かような液体の類は組成物に対する燃
料として作用する。混和しうる液体燃１類はメチルアル
コールのようなアルコール類、エチレングリコールのよ
うなグリコール類、ホルムアミドのよりなアミド類、及
び類似の窒素含有液体類を含みうる。少計の水の使用は
本発明の重要な方向である。

場合によシ、そして非混和性の有機燃料に加えて固体捷
たは他の液体燃料または両者は選わた１で使用できる。

使用しうる固体燃料の例は微粉砕さネタアルミニウム粒
子；微粉砕さ′ｈたギルツナイトまたは石炭のような炭
素性材料；小麦粉のような微粉砕された野菜粒状物；お
よび硫黄である。

液体燃料類は上述の水と混和しうる燃料類を含む。

特に選りだ固体燃料は組成物の密度及びエネルギーを増
すための重Ｉに基く約５％までの計で使用することがで
きる。粒状の、微粉細した、またはぺ、／キ状等級アル
ミニウムも使用でき、微粉細のものが好捷しい。

場合により、鋭感剤も使用可能で温度５　’Ｃで約１５
０ｕよシ大きくない臨界直径を与える。臨界直径は与え
られた温度で爆発物が与えられた温度において確実に爆
合する最小の直径である。］、５゜グ／ｃｃ　捷たはそ
わ以上の比較的高密度では、鋭感剤は一般に適度な感度
を与えるために使用される。

鋭感剤は粒状金購類、分子状爆発物及びこねら成分の混
合物から成る群から選ぶことができる。粒状アルミニウ
ム捷たはその他の金属粒子は約５０重費係までの範囲内
の蕾で使用できる。アルミニウム粒子はペイント等級、
微粉砕または粒状のいずわでもよい。粒状の分子爆発物
の例はペンタエリスリトールテトラナイトレイト（ＰＥ
ＴＮ）、シクロトリメチレントリニトラミン（ＲＤＸ）
、トリニトロトルニー／（ＴＮＴ）、シクロテトラメチ
レンテトラニトラミン（ＨＭＸ）　及びニトロセルロー
スである。

他の型の分子爆発物はモノメチルアミンまたはエチレン
ノアミン硝酸塩類を含むアミン硝酸塩類または過塩酸塩
類などの水溶性塩類及びエタノールアミン硝酸塩または
迦塩素酸塩などのアルカノールアミン塩類である。

分子状爆発物は約１０から約７０重号％までの範囲内の
旨で、好捷しくに約４５係寸での重量で使用できる。好
ましい鋭感剤はＲＤＸ、単独または微粉砕アルミニウム
との組合せである。

乳化剤は本発明の組成物中の鍵となる成分である。乳化
剤は上昇させた配合温度において油中水型乳化物を形成
しうるものでなけわばならない。

こわに加えて、乳化剤は冷却すわば乳化を弱めて溶液中
の無機酸化剤塩を溶液の結晶析出温度以下の温度で析出
せしめるものでなけゎばならない。

このようにして乳化物は本組成物中では元来不安定であ
って組成物が成型鋳造されるように堪の析出を起すよう
なものであるべきである。とわらの性質を有する組成物
を生ずることが発見さねた乳化剤は次式を有する脂肪族
アミンを含む。：ＲＮＩ−３２゜ここにＲは炭素原子４
〜２２の範囲内の鎖長さを有する。；かような脂肪アミ
ンの酸性塩・スルホこはく酸のジナトリウムエトキンル
化ノニルフェノール半エステル；　錯壱ｉホスフェート
エステル（ＳＹｎＦａｃ９２１４）：　およびサックロ
ーステアレート（蔗糖ステアリン酸）とわらの例は陰イ
オイ、陽イオンおよび非イオン乳ｆヒ剤の等級を表わす
。

乳化剤は上昇された配合温度において油中水型乳化物を
形成せしめるが、また環境温度において乳化を弱め、無
機酸ｆヒ剤塩を析出させて、鋳造組成物を生ぜ１７める
ものである。乳化剤は約０．２乃至約５重歇係の１で使
用される。乳化剤はその親油性部分として飽和炭ｆヒ水
素鎖を含むことが望寸しいが、不飽和形態も使用できる
。不飽和形態のものは飽和形態のものと同じ容易さまた
は速かさで鋳造物を形成しないかも知わないが、飽和形
態のものよシも、さらに安定な乳化液を形成する傾向が
ある。脂肪族アミンまたはその乳化剤の塩は１４乃至１
８の炭素原子の鎖長さを持つことが望１しく、さらに脂
肪族アミンは１４乃至】８の炭素原子の鎖長さを有する
飽和分子で構成されたアルキルアンモニウム塩であるこ
とがさらに望ましい。

本発明の脂肪族アミン乳化剤はそれらが酸化剤塩の結晶
成長を調節し、より大きな減感性の結晶の形成を阻止す
る点で結晶性変性剤としても作用しうるものである。

本発明の組成物は高密度を有することが、望ましいけわ
ども、この組成物はプラスチックまたはガラス原体及び
パーライトを実例とする小中空粒子などの密度降下剤の
添加によって天然の密度から減少させることができる。

こねに加えて、形成の際、気泡を組成物中に混合するか
、あるいは亜硝酸ナトリウムのような化学的ガス放出剤
の少歇を導入することもできる。こねは組成物中で化学
的に分解して気泡を生ずる。感度を増すために密度降下
剤を使用することは、当該技術では周知である。

本発明の組成物は最初溶融物、またはもし水が存在する
なら、温度を塩の結晶化または固化温度以上に上げて酸
化剤塩（類）の溶液を形成することによって配合される
。次にこのし融物または溶液は乳イヒ削及び非混和性有
機液体燃料の溶液に添加され、とわけ環境温度または温
度を上げて充分に烈しく処理すわば、連続有機液体燃料
相として酸化剤塩の浴融物または溶液の乳化物を生ずる
。

通常とわは絶えず急速な撹拌によって実質的に達成する
ことができる。撹拌は配合が均一となるまで続けるべき
である。なんらかの固体、粒状燃料および（または）酸
化剤塩及びその他の成分がもしあわば、次に添加さね従
来の装置によって配合物を通じて撹拌される。配合方法
はこの技術で知られているような連続方法で達成するこ
ともてきる。いかなる粒状酸化剤塩またはアルミニウム
粒子のような、どのような固体粒状燃料でも環境温度で
加えられることが望１しく、とわらは全体組成物を酸化
剤塩の凍結または結晶温度以下の温度に冷却すると生ず
る。以前に云わわたように、酸化剤塩の結晶比は結晶化
温度以下の温度でさえ、一定のある時間以上で起シ、固
体６０％捷でを含有する時でさえ取扱いの容易さのため
生成する組成物は液状の捷まに放置されたっ硬化の速度
は元の乳化物の精製割合及び剪断の鼾と強さによシ、そ
ノ１が結晶化温度以下にある間に処理の際受けるもので
ある。乳化剤及び液体燃料の型も硬化速度に影響する。

有機液体燃料を酸化剤塩の溶融物または＠液に添加する
前、乳化剤を有機液体燃料中に予め溶解するのが有利で
ある。この方法は乳化物を速かに、最少の攪拌で形成せ
しめる。乳化剤は分離して乳化の直前に添加することが
できるが、そ１．１１は所望によるか、または例えば乳
化剤が燃料の高温で劣化するような場合である。

次の表はさらに本発明を例示する。

表１において、例Ａ及びＢは上記の方法によって調製さ
れ、本発明の代表的組成物である。実施例Ａは多重の乾
燥ＡＮ（硝酸アンモニウム）整粒（５０％）を含み、ア
ルミニウムは含まない。こわに対し例Ｂはそわより少Ｉ
の整粒を含むが微粉砕したアルミニウムは３９循を含み
、こゎが実施例ＢＫ遥かに強大な密度と相当太き・なエ
ネルギーを与える。残余の例は成分上の変形を示す。例
Ｇ−ＬおよびＯはガラスの微細気球を合み、かくして比
較的小さな密度を有するが、感度は高い。例りは４０％
乾燥過塩素酸カリを含む。本発明により鋳造組成物を製
造しうろことの判った他の乳化剤の例はスルホこはく酸
の二ナトリウムエトキンル化ノニルフェノール半エステ
ル（Ｓｙｎ　Ｆａｃ　９２］４）及びサックロースステ
アレートである。

表１は温度５　’Ｃにおいて約］５０訴よりも大きくな
い臨界−°径を有する増感さカた組成物を例示する。実
施例Ａは単一の鋭感剤としてＲＤＸ　を含み、密度１．
６５り／ｃｃを有するが、なお２５詰位小さい１ハ径の
彫１２雷管より感度が優ノ１てぃｆｃｏ例ＢはＲＤＸ及
び複合鋭感剤として３０％の微粉砕アルミニウムを含み
、密度は１．８１．９／ｃｃで回し使手さな直径で燭台
可能であった。例Ｂはアルミニウムの存在により極度に
高い工坏ルギー（２２］］Ｃａｌ／ｙ−）を有していた
。例Ｂを配合する場合、乳化物を１３０°Ｃで形成ｉ　
ＡＮ　（硝酸アンモニウム）及びＳＮ（硝酸ナトリウム
）１塩の組合せは１２０°Ｃの結晶化温度を有していた
））させ、環境温度のアルミニウム及びＲＤＸを添ノ用
することによって８０°Ｃに冷却させた。生成する組成
物は固体内で混合した後光分一時間以上してもなおグリ
ースの様な手触りであった。例Ｃ−Ｅは成分の変化を示
す。例Ｆ及びＧは迫加の酸化剤塩として硝酸カリを含み
、例Ｇは多針の鋭感剤（７０％ＲＤＸ）を含む。本発明
に従って鋳造組成物を生ずることが発見された乳化剤の
他の例はスルフオこはく酸の二ナトリウムエトキシル化
ノニルフェノールの半エステル：ｍ有機ホスフェートエ
ステル（Ｓｙｎ　Ｆａｃ９２１４）を含む。

本発明の組成物は最も普通な爆発物への応用もＥＪ能で
ある。初めに配合された時、組成物は押出し可能であシ
、かつ（捷たけ）ポ／ブ輸送ができるため種々な用途に
対し種々な形態の容器に充填することができる。増感さ
れた所見は自己爆発物を鋳造するのと似た物理的並に化
学的性質を有し、かようにしてブースターに、軍需品充
填に、砲兵の砲弾などに使用できる。

本発明はある例証例及び好ましい態様について記載した
が種々の変形があシうることはこの技術の熟練者には明
白なことである。いすねかのかような変形も附属のクレ
ーム中に説明したように本発明の範囲内に在ると思わわ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■）無機酸化剤、塩と；水に混和しない有機液体燃料と
   ；全組成物の約５重１％以丁の水とより成る爆発組成物
   とから成り、更に温度を上げた配合温度において油中水
   型乳化液を形１攻せしめ、該乳化液の乳化を弱化し、無
   機酸化剤塩が環境温度において結晶化して鋳造組成物を
   形成せしめる乳化剤を含むことを特徴とする鋳造爆発組
   成物。 ２）乳化剤が次式：ＲＮＨ２（ここにＲは炭素原子１４
   乃至２２の範囲内の鎖長さを有する）を有する脂肪族ア
   ミンと；かかる脂肪族アミンの酸げ加塩と；スルホこは
   く酸の二ナトリウムエトキシル化ノニルフェノール半ニ
   ステルト；錯有機ホスフェートニステルト、及ヒサノク
   ロースステアレ−１・とから成る群から選れる特許請求
   の範囲第１）項に記載の組成物。 ３）乳化剤が飽和されている特許請求の範囲第２）項に
   記載の組成物。 ４）乳化剤が炭素原子１４〜１８の範囲内に在る鎖長さ
   を有する特許請求の範囲第２）項に記載の組成物。 ５〕　乳化剤が酢酸アルキルアンモニウムなる特許請求
   の範囲第３）項に記載の組成物。 ６）組成物が鋭感剤を含み、約５°Ｃの温度において約
   １５０訴より犬ならざる臨界直径を与えるようにし、た
   特許請求の範囲第１）項に記載の組成物。 ７）鋭感剤がＴＮＴ、ＲＤＸ、ＰＥＴＮ、ＨＭＸ−、粒
   状アルミニウム、ニトロセルロース、およびそれらの混
   合物より選はれる特許請求の範囲第６）項に記載の組成
   物。 ８）鋭感剤が全組成物の少なくとも約１０重昨係の旨の
   ＲＤＸなる特許請求の範囲第７）項に記載の組成物。 ９）鋭感剤がＲＤＸと粒状アノシミニウムの混合物を含
   む特許請求の範囲第７）項に記載の組成物１．１０）Ｒ
   ，ＤＸが少なくとも約１０係のＩで存在し、アルミニウ
   ムが少なくとも約２０係の１で存在するようにした特許
   請求の範囲第９）項に記載の組成物。 １１）硝酸、塩素酸及び過塩素酸のアンモニウム、アル
   カリ及びアルカリ土類金属の塩より成る群から選れた追
   加の無機酸化剤塩を２０％までき有する特許請求の範囲
   第１）項に記載の組成物。 １２）過塩素酸のアンモニウム、アルカリ及びアルカリ
   土類金属塩から成る群より選れた追加の酸化剤塩を約４
   ０係まで含有する特許請求の範囲第１）項に記載の組成
   物。 １３）組成物の密度を低下させるための密度降下剤を含
   有する特許請求の範囲第１）項に記載の組成物。 １４）　（ａ）無機酸化剤塩と、約５％以下の水と、水
   に混和せぬ有機液体燃料と、及び乳化剤とを含有する油
   中水型乳化物であって、該乳化物が乳化物中で無機酸化
   剤塩の結晶化温度以上の温度で形成される油中水型乳化
   物を形成する工程と、（ｂ）　前記乳化物を結晶析出温
   度以下の環境温度に冷却せしめる工程と、 より成り、（ｃ）乳化剤を添加することによシ昇温配合
   温度で油中水型乳化物を形成せしめるが、該乳化物は乳
   化を弱めて環境温度において無機酸化剤塩を析出させ鋳
   造組成物を生せしめることを特徴とする鋳造爆発組成物
   の製造方法。