JPS608997B2 - 油中水型エマルション爆薬組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ソルビタン系界面活性剤を乳化剤として使用
することにより形成された油中水型（以下Ｗ／Ｏ型と略
記する。

）ヱマルション組成物に鋭感剤として新規なグリシジル
ナィトレート（以下ＯＮと略記する）のゲル化物と微小
中空球体および／または化学発泡剤とを含有させること
により得られた経時安定性、低温起爆性、爆発反応性、
安全性および殉爆性の優れたＷ／Ｏ型ェマルション爆薬
組成物に関するものである。 一般に′含水爆薬は無機
酸化酸塩（代表的なものは硝酸アンモニウムである）、
可燃物、水、更に必要に応じて仮比重調整剤（たとえば
界面活性剤、化学発泡剤、微小中空球体等）を添加して
なるものであるが、特に爆発反応性や鋭感性の高いこと
を要求される場合には、更に鋭感剤が用いられている。
前記のような目的で用いられる鋭感剤として、従来から
用いられているものには種々のものがあり、たとえばＴ
ＮＴ、トリメチレントリニトラミン（ＲＤＸ）、アルミ
ニウム粉などの固体鋭感剤、モノメチルアミソモノナイ
トレート、硝酸ヒドラジン、エタノールアミンモノナイ
トレート、エチレングリコールモノナィトレート等の水
客性鋭感剤、ニトロパラフィン等の水雛溶性鋭感剤等で
あった。これらの従来の鋭感剤のうち、１ＮＴ，ＲＤＸ
等は火薬類で、しかも高価であるため、安全性や経済性
の面で問題があり、アルミニウム粉は高価な上に、含水
爆薬組成物の製造中にアルミニウム粉の鋭感剤を損なう
恐れもあり、製造上、特別の留意が必要であった。また
、前記の水溶‘性鋭感剤は比較的安価であるが、含水爆
薬組成物中に多量（一般に２０％前後）に配合する必要
があり、しかも低温起爆性において劣るものであった。

また、前記の水難綾性鋭感剤の場合は、低温起爆性は良
いが、所要配合量（一般に１５％前後）が比較的多く、
高価であるという問題があった。また、一般に含水爆薬
組成物において、その成分を水不熔性物質（０と記す。

）と水可溶性物質（Ｗと記す）とに分け、その重量配合
比率を見ると、一般に○／Ｗは２５／７５以下である。
従って０／Ｗ型ェマルションおよびＷ／Ｏ型ェマルショ
ンにおいて各々分散される粒径が同じであると考えるな
らば、その０とＷとの接触面積は量の少ない○が量の多
いＷを包み込むＷ／Ｏ型ェマルショ＊＊ンの方が○／Ｗ
型ェマルションより大きくなる。このことは、Ｗ相中の
酸化剤と○（大部分は燃料である）とが細かい粒子状で
接触し合うことになり、従って、Ｗ／Ｏ型では爆発反応
性が向上することが期待され、その結果として煙が少な
く、後ガスの良好な爆薬を得ることができる。そこで、
このような接触面積を増大させるという観点から、従釆
の○／Ｗ型ェマルション爆薬組成物に代り、Ｗ／Ｏ型ェ
マルション爆薬組成物が開発され０種々の発明が特許と
して開示されている。すなわち、第１表に示すような米
国特許明細書が知られている。このようなＷ／Ｏ型ェマ
ルンョン爆薬組成物においては、Ｗ／Ｏ型ェマルンョン
に加える鋭感剤の選定によってＷ／Ｏ型ェマルション爆
発タ組成物の性能が大きく左右される。前記の各米国特
許明細書に記載のＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物で用
いられている鋭感剤を示すと第１表のとおりである。第
１表 このように各種の鋭感剤が用いられていたが、これら鋭
感剤のうちには危検一性が高いものであり、また、作製
されたＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物の起爆感度ある
し、は殉爆感度が低いものがあるという問題点や解消さ
れていなかった。

本発明は、前記のような従来の鋭感剤の問題点や欠点を
解消し得る鋭感剤について鋭意研究した結果得られたも
ので、鋭感剤として新規なＣＮを用いることにより、比
較的小量の配合で低温起爆性に優れ雷管起爆性を示すＷ
／Ｏ型ェマルション爆薬組成物を提供するものである。
すなわち、本発明のＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物は
、｛ィ｝石肖酸アンモニウムまたは硝酸アンモニウムと
他の無機酸化酸塩、（以下、硝安等の無４−機酸化酸塩
と略記する）、（ｏ）水、し一油類、仁｝ソルビタン系
界面活性剤からなるＷ／Ｏ型ェマルション組成物に、（
ホーＧＮとＧＮのゲル化剤との混合によりゲル化された
ＧＮゲル化剤とＨ微小中空球体との混合物を含有させて
なるＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物、または微小中空
球体にかえて化学発泡剤を用いて発生させた気泡を含有
させたＷ／○型ェマルション爆薬組成物、あるいは微小
中空球体と化学発泡剤より発生した気泡とを含有させた
Ｗ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物であり、仮比重Ｊを調
整した爆薬組成物である。

従って、本発明のＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物の特
徴は、鋭感剤として新規なＧＮを含有させてなることで
ある。

本発明の含水爆薬組成物におけるＧＮの配合量は、目的
とする含水爆薬組成Ｊ物の性能に応じて任意に決められ
るが、一般に１〜４０％（重量％、以下も同様）好まし
くは５〜２０％であり、３％以下でも常温以上での雷管
起爆性を有し、また、配合量が多いほど低温起爆性は向
上するが、経済性を考慮すれば５〜１５％が最も好２ま
しい。このようにして用いられるＧＮ‘ま、ェビクロル
ヒドリンと硝酸とを反応させて１−クロルヒドリンー３
−ナイトレートを生成させ、次いで水酸化ナトリウムを
加えてェポキシ環生成反応を行なわせることにより、簡
単に製造することができる。

得られる○Ｍま水難溶性の液体である。本発明のＷ／Ｏ
型ェマルション爆薬組成物のＣＮ以外の各成分の具体例
としては、次のようなものである。

すなわち、硝酸アンモニウムとともに用いられる他の無
機酸化酸塩としては、たとえば硝酸ナトリウム、硝酸カ
ルシウム等の硝酸塩、塩素ナトリウム等の塩素酸塩、過
塩素酸ナトリウム等の過塩素酸塩などがある。油類とし
ては、たとえば軽油、重油等の液状油類、パラフィンの
ような固型油類があり、これらを所定の爆薬組成物の固
さに応じて各種配合割合で使用できる。乳化剤としての
ソルピタン系界面活性剤としては、ソルビタン脂肪酸ェ
ステル、たとえばソルビタンモノオレエート、ソルビタ
ンセスキオレエート、ソノレビタンモノ／ぐ′レミテー
ト、ソノレビタンモノステアレート等があり、特に限定
されるものではないがソルビタンモノオレエート、ソル
ビタンセスキオレートが好ましい。また、微小中空球体
または化学発泡剤としては、次のようなものが使用可能
である。すなわち、微小中空球体としては、たとえばガ
ラス微づ・中空球体、シリカ微小中空球体、フェノール
、メラミン等の合成樹脂微小中空球体等が用いられ、こ
れらは特に微細で高価な微小中空球体である必要はなく
、平均粒径として５００仏程度の粗いものまで使用でき
る。化学発泡剤としては、たとえばアルカリ金属ホウ素
水素化物や亜硝酸ナトリウムと尿素とを組合せて用いる
ものなどの無機系のもの、Ｎ，Ｎ′ージニトロソベンタ
メチレンテトラミン、アゾジカルボン酸アミド、アゾビ
スィソブチロニトリル等の有機系のものなどがある。こ
れらの各成分のＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物におけ
る配合割合は、通常、硝安等の無機酸化酸塩は５０〜９
０％、水は５〜２０％、油類は１〜７％、乳化剤は１〜
５％、微小中空球体は１〜１０％および化学発泡剤は０
．１〜２％の範囲で配合される。

本発明のＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物の製造方法は
、硝安等の無機酸化酸塩の全部または一部を５５〜８５
ｏｏで水に溶解させた酸化剤水溶液と、ソルビタン系界
面活性剤（乳化剤）と油類とを５５〜８５０Ｃの温度で
混合し渡洋することによってＷ／Ｏ型ヱマルション組成
物とし、次にこの５５〜８５００の温度のＷ／Ｏ型ェマ
ルション組成物を櫨拝しながら冷却する過程で、Ｗ／Ｏ
型ヱマルション組成物が透明状態から完全に不透明状態
に至った時点で網梓を止め、次に前記の酸化剤水溶液に
加えなかった残りの硝安等の無機酸化酸塩がある場合に
はそれを混合した後に、ＧＮとＧＮのゲル化剤との混合
によりなるＧＮゲル化物と微小中空球体の混合物を加え
て混合し、Ｗ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物を得る。

微小中空球体を用いず、化学発泡剤を用いる場合には、
ＯＮゲル化物を加える前または加えた後に化学発泡剤を
添加して発泡させて所望の仮比重のＷ／Ｏ型ェマルショ
ン爆薬組成物を得る。また、微小中空球体を化学発泡剤
とを併用する場合には、前記第１の製造方法において、
ＧＮゲル化物と微小中空球体との混合物を加える前また
は加えた後で化学発泡剤を添加して発泡させることによ
り所望の仮比重のＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物を得
る。次に本発明を実施例および比較例によって具体５−
的に説明する。

なお、各例中の部数および％はすべて重量基準である。
また、各例で得られたＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物
の評価は、常温経時後の性能試験（常温経時後性能試験
）および温度サイクル経時後性能試験（温度サイクル経
時後性能試験）によって行なった。この性能試験として
は、前記の常温経時後またはサイクル経時後の試料につ
いての起爆試験による最低起爆温度およびその時の爆速
値の測定、および温度サイクル経時後の試料についての
砂上殉爆試験による殉像度の測定を行なった。前記の常
温経時後性能試験は、常温で１０日間貯蔵した後の試料
について性能試験を行なった。

前記の温度サイクル経時後性能試験は、０℃の恒温槽中
に試料を１拍時間保ち、その後４０００の垣温槽に移し
７時間保つという操作を１サイクルとし、これを１０サ
イクル行なった後の試料について性能試験を行なった。
性能試験の試料は、各例で得られたＷ／Ｏ型ェマルショ
ン爆薬組成物２００夕を直径２５肋のポリエチレンチュ
ーブに充填して作製した。

起爆試験は、試料を恒温槽に入れて所定の試験温度に調
溢した後、試料に爆遠測定用ブローブを挿入し６号電気
雷管によって砂上の開放状態で起爆させ、デジタルカウ
ンターによって爆速を測定するという方法で、起爆可能
な最低温度（最低起爆温度）、その時の爆速および２０
００での爆遼を測定した。

また、砂上殉爆試験は、２個の試料を十５℃に調溢した
後、１個の試料に６号電気電管を挿入して励爆薬包とし
て砂上に開放状態で置き、他方の試料を受爆薬包として
励爆薬包との間隔を薬径の整数倍とつて砂上に置き、励
爆薬包を起爆させた時に受爆薬包が殉爆し得る最小薬包
間間隔を求め、その間隔を薬歪の倍数で表わし殉嬢度と
し３た。

比較例 １ 第２表に示すような配合組成のＷ／Ｏ型ェマルション爆
薬組成物を下記のようにして製造した。

まず、硝酸アンモニウム３２ぴ部、硝酸ナトリゥ ヂム
８の部および硝酸カルシウム８俵部を水７２級のｏえて
加温することにより熔解させ約７００○の酸化剤水溶液
を得た。一方、ブチルステァレート１６部と２号軽油２
８部とを混合して加溢することにより両者を相落させて
約７０００の油類乳化剤相溶物を得た。次にこの油類乳
化剤相溶物に前記の酸化剤水溶液を徐々に注ぎ込みなが
らプロペラ羽根式損梓機を用い約３０びｐｍで櫨拝し、
さらに前記の注ぎ込みが終了した時点から約１５０仇ｐ
ｍで蝿拝することにより約７０ｑ０のェマルション組成
物を得た。このェマルション組成物をいまら〈放置し、
その温度が５０００に至った時に仮比重調整剤であるガ
ラス微小中空球体を４８部加えて混和することによって
Ｗ／Ｏ型ヱマルション爆薬組成物を製造した。このよう
にして得られたＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物を薬包
状の試料に作成し、常温経時後性能試験を行なった結果
、第２表に示すとおり常温で不爆であった。比較例 ２ 第２表に示すような配合組成のＷ／Ｏ型ェマルション爆
薬組成物を比較例１に準じて製造し、常温経時後性能試
験および温度サイクル経時後性能試験を行なった。

その結果は第２表に示すとおりであった。比較例 ３ 第２表に示すような配合組成のＷ／Ｏ型ェマルション爆
薬組成物を前記の製造方法に従い下記のようにして製造
した。

まず、硝酸アンモニウム２１戊郡、硝酸ナトリウム６戊
部および硝酸カルシウム６戊部を水５０部に加え、加湿
することにより溶解させ、約７０００の酸化剤水溶液を
得た。

一方、ソルビタンセスキオレェート８部、粘着パラフィ
ン１３部を加溢することにより相熔させ、約７０００の
油類乳化剤相溶物を作った。次に油類乳化剤相溶物に酸
化剤水溶液を徐々に注ぎ込み、通常使用されるプロペラ
羽根式損枠機を用いて約３０仇ｐｍで混合鷹拝して約７
０００のェマルション組成物を得た。

このェマルション組成物を放置して、その温度が５０◇
０になった時点で、ニトロメタン４７部、ニトロセルロ
ース２．３５部からなるニト。メタンゲル化物およびガ
ラス微小中空球体２碇部を前記のェマルション組成物に
加えて混合することによりＷ／Ｏ型ヱマルション爆薬組
成物を製造した。このＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物
を用いて薬包状の試料を作成し、常温経時後性能試験お
よび温度サイクル経時後性能試験を行なった。

その結果は第２表に示すとおりであった。実施例 １ 第２表に示すような配合組成のＷ／Ｏ型ェマルション爆
薬組成物を下記のようにして製造した。

まず、硝酸アンモニウム２２礎部、硝酸ナトリウム５５
部および硝酸カルシウム５５部を水５碇都‘こ加溢する
ことにより溶解させ約７０ｑ○の酸化剤水溶液を得た。
一方、ソルビタンセスキオレェート８部と２号軽油１３
部とを混合して加湿することにより両者を相溶させて約
７０００の油類乳化剤相溶物を得た。次にこの油類乳化
剤相溶物に前記の酸化剤水溶液を徐々に注ぎ込みながら
プロペラ羽根式渡洋機を用いて約３０仇ｐｍで鷹拝し、
さらに前記の注ぎ込みが終了した時点から約１５０仇ｐ
ｍで絹拝することにより約７０００のェマルション組成
物を得た。このェマルション組成物をいまらく放置し、
その温度が５０００に至った時点で、ＧＮ４７部および
ニトロセルロース２．３５部からなるＧＮゲル化物およ
び仮比重調整剤であるガラス微小中空球体２庇郡を加え
て混合することによりＷ／Ｏ型ェマルション嬢薬組成物
を製造した。このＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物を用
いて薬包状の試料を作成し、常温経時後性能試験および
温度サイクル経時後性能試験を行なった。

その結果は第２表に示すとおりであった。実施例 ２〜
１１ 第２表に示すような配合組成のＷ／Ｏ型ェマルション爆
薬組成物を実施例１に準じて製造した。

このＷ／Ｏ型ェマルション爆薬組成物を用いて薬包状の
試料を作成し、実施例２〜９においてはそのまま常温経
時後性能試験および温度サイクル経時後性能試験を行な
った。また、実施例１０および１１においては、前記の
試料を約５０００の陣温槽で２時間加溢して配合した化
学発泡剤（Ｎ，Ｎ′−ジニトロソベンタメチレンテトラ
ミン）を分解発泡させ、試料の仮比重を下げる調整を行
なった後、常温経時後性能試験および温度サイクル経時
後性能試験を行なった。以上の各性能試験の結果を第２
表に示した。船 船 き辛 ）由 ゃ亀 ；へ 啓２ きＩＣ 蓮） 滋ト 燈へ 崖ミ 扇Ｙ ＆０ 則 １‘ ぜン ÷！ 義、 穴Ｚ ンＺ 世 次に各比較例の結果と各実施例の結果とを比較説明する
。

鋭感剤としてのＧＮを配合せず、乳化剤としてブチルス
テアレートを配合した比較例１の場合は雷管起爆で不爆
であったが、ＧＮを配合し、かつ、ソルビタンェステル
系の乳化剤を用いた実施例１〜１１の場合は、いずれも
雷管起爆で完爆した。

また、ＧＮを配合せず、ソルビタンェステル系の乳化剤
を用いた比較例２の場合は、雷管で起爆したが、最低起
爆温度が０℃であり、殉爆度も１倍という低さであった
が、実施例１〜１１の場合は最低起爆温度が−２０〜一
３００○で比較例２より低温起爆性が優れ、かつ、殉嬢
度も３〜４倍と高い値を示した。

この結果から本発明において、ＧＮの鋭感剤としての効
果が優れていることが示された。さらに、ＧＮを約５％
含有させた実施例７〜９の性能試験結果と従釆公知の鋭
感剤であるニトロメタンを１０％含有させた比較例３の
性能試験結果とが、ほぼ同等の性能を示した。この結果
から本発明におけるＧＭま従来公知の鋭感剤より少ない
配合量でも高性能を発揮することが確められた。また、
実施例１および４〜１１においては、常温経時後と温度
サイクル経時後の各性能試験結果にほとんど差がなく、
温度サイクル経時による性能劣化がなかった。以上、詳
細に説明したように本発明のＧＮを配合したＷ／Ｏ型ェ
マルション爆薬組成物は、爆発反応性、低温起爆性、経
時安定性および殉爆性において、極めて優れた性能を有
するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （イ）硝酸アンモニウムまたは硝酸アンモニウムと
   他の無機酸化酸塩、（ロ）水、（ハ）油類および（ニ）
   ソルビタン系界面活性剤からなる油中水型エマルシヨン
   組成物中に、（ホ）グリシジルナイトレートとグリシジ
   ルナイトレートのゲル化剤とを混合させてなるグリシジ
   ルナイトレートゲル化物と（ヘ）微小中空球体とを含有
   させてなる油中水型エマルシヨン爆薬組成物。 ２ （イ）硝酸アンモニウムまたは硝酸アンモニウムと
   他の無機酸化酸塩、（ロ）水、（ハ）油類および（ニ）
   ソルビタン系界面活性剤からなる油中水型エマルシヨン
   組成物中に、（ホ）グリシジルナイトレートとグリシジ
   ルナイトレートのゲル化剤とを混合させてなるグリシジ
   ルナイトレートゲル化物と（ヘ）化学発泡剤の添加によ
   り発生した気泡とを含有させてなる油中水型エマルシヨ
   ン爆薬組成物。 ３ （イ）硝酸アンモニウムまたは硝酸アンモニウムと
   他の無機酸化酸塩、（ロ）水、（ハ）油類および（ニ）
   ソルビタン系界面活性剤からなる油中水型エマルシヨン
   組成物中に、（ホ）グリシジルナイトレートとグリシジ
   ルナイトレートのゲル化剤とを混合させてなるグリシジ
   ルナイトレートゲル化物と（ヘ）微小中空球体と（ト）
   化学発泡剤の添加により発生した気泡とを含有させてな
   る油中水型エマルシヨン爆薬組成物。