JPS62292749A - 会合化合物、その製造方法及びこれを含有する爆発性組成物 - 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】 ３、発明の詳細な説明 本発明は新規な爆発性化合物及び該爆発性化合物を含有
する爆発性組成物及び爆薬の成分に関する。特に本発明
は貞肖酸アンモニウム（ＡＮ）とグリシンとの反応によ
り形成される会合化合物（ａｓｓｏ−ｃｉａｔｉｏｎ　
ｃｏｍｐｏｕｎｄ）に関する。本発明は、また、該会合
化合物の製造方法及び？ｉＦ［アンモニウム及び硝酸ア
ンモニウムを含有する爆発性組成物を増感させる方法に
関する。

ＡＮは多くの爆破薬組成物中で一般的に使用されている
成分である。液相中においてはＡＮは極めて迅速に反応
することができるが、固体ＡＮを含有する組成物中では
、溶融、気化及び拡散のごとき物理的操作により反応速
度が制限され、また、爆発性組成物の爆ゴウ（ｄｅｔｏ
ｎａｔｉｏｎ　）の容易性（感度）、爆ゴウの速度及び
爆ゴウの臨界的直径が悪影響を受ける。固体ＡＮについ
ての問題はＡＮを微細な結晶物質の形で、あるいは、微
孔質プリルの形で使用することによりある程度相殺し得
る。

しかしながら、微細結晶は調製することが困難でありか
つこの結晶は貯蔵中に生長する傾向がある。

多孔質材料を使用することにより爆発性組成物の密度が
減少し従って嵩強度（ｂｕｌｋ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ）　
　が低下する。

本発明は爆発性組成物中の固相ＡＮの爆発特性の改良を
目的とする研究から得られたものである。

本発明者は硝酸アンモニウムとグリシンとが共晶出して
（ｃｏ−ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅ　）　、約１３５’Ｃ
の融点を有するかつ２モルのＡＮと１モルのグリシンと
を含有する結晶質会合化合物を形成することを知見した
。この化合物（以下において１ｊＡＮＧＣと称する）は
硝酸アンモニウム又は硝酸アンモニウムと非自己爆発性
燃料との混合物、例えばＡＮ／燃料油混合物より明らか
にすぐれた爆発特性を有する。ＡＮＧ　Ｃは酸素打消性
化合物（ｏｘｙｇｅｎ　ｎｅｇａｔｉｖｅｃｏｍｐｏｕ
ｎｄ）であり、従って、硝酸アンモニウム又は過塩素酸
アンモニウムと混合して爆発性組成物の増感性燃料成分
として使用し得る。

従って本発明によれば、２モルのＡＮと１モルのグリシ
ンとの会合化合物である新規な爆発性化合物（ＡＮＧ　
Ｃ）が提供される。この新規化合物を表わす式は２ＮＨ
４ＮＯ！／ＮＨ２ＣＨ２Ｃ０ＯＨであり、その構成成分
に基づくチで表わして、６８重量％のＡＮと３２重量％
のグリシンとからなる。本発明は、更に、ＡＮＧＣを含
有する爆発性組成物も包含する。

本発明の別の要旨によ・れば、２モルのＡＮと１モルの
グリシンとを共晶出させる（ｃｏ−ｃｒｙｓｔａｌｌ−
ｉｚｅ　）ことによりＡＮとグリシンの混合物からＡＮ
ＧＣを製造する方法が提供される。晶出はＡＮとグリシ
ンを含有する溶融物又は飽和溶液を冷却することによシ
行うことが好ましいが、この化合物は粒状ＡＮとグリシ
ンとを混合することによシより低い収率で得ることがで
きる。この化合物は硝酸アンモニウムとグリシンを任意
の割合で含有する任意の混合物中で形成され得ると思わ
れる。

ＡＮＧ　Ｃは、それ自体、伝爆薬（ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ
ｐｒｉｍｅｒ又はｂｏｏｓｔｅｒ　ｃｈａｒｇｅ　）と
して用途に使用するのに適当な物理的及び爆薬的性質を
有する。

ＡＮＧＣＦｉ、また、爆破薬又は発射薬組成物のエネル
ギー成分（ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ　ｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎ
ｔ）としても適当である。その負の酸素値（ｎｅｇａｔ
ｉｖｅ　ｏｘｙｇｅｎｖ３１ｕｅ　）のため、この化合
物は酸化性塩と組合せて爆破薬組成物中で使用すること
が有利である。

かかる組成物はグリシンと、該グリシンと組合せるのに
必要な量より多いＡＮとを混合することにより製造し得
る：　ＡＮＧＣは過剰のＡＮと１ａ加の爆発性成分との
存在下で、その場で、形成される。

例えば酸素均合組成物（ｏｘｙｇｅｎ　ｂａｌａｎｃｅ
ｄ　ｃｏｍｐｏ−ｓｉｔｉｏｎ）は１７重量部のグリシ
ンと８３重量部のＡＮとを混合して、６３．８部のＡＮ
Ｇ　Ｃと３６．２部のＡＮとを含有する組成物を形成さ
せることにより製造し得る。この組成物は均合（ｂａｌ
ａｎｃｅｄ　）　Ａ　Ｎ／燃料油混合物より著しく鋭敏
であり、爆破Ｗ１ｆ（ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｄｅｔｏｎａ
ｔｏｒ　）により小さい直径で爆発させ得る〔雷管起爆
可能（ｃａｐｓｅｎｓ　ｉ　ｔ　ｉｖｅ　）　）。

本発明のＡＮＧ　Ｃは、少なくとも部分的にＡＮと置換
することにより、他の爆破薬組成物、例えばニトログリ
セリン又はトリニトロトルエンを鋏感剤として含有する
爆薬：　ＡＮＧＣが酸化性塩の水性溶液中に分散してい
る水性スラリー爆薬及び燃料相と酸化剤相とを含有する
エマルジョン爆薬組成物中の成分としても有用である。

本発明の爆発性組成物は、ＡＮ及びＡＮＧＣの他に、爆
発性の環境下で酸素を放出することのできる任意の酸化
剤塩、例えば、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸ナトリ
ウム、過塩素酸カルシウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリ
ウム、硝酸カルシウム、過塩素酸尿素、硝酸ヒドラジン
、硝酸グアニジン又は過塩素酸グアニジンを含有し得る
。

ＡＮＧＣは低水分含有ｔ（５ｍ！％以下）のエマルジョ
ン爆薬組成物中の成分として有利なものであり、該組成
物中においてはＡＮＧＣは液体燃料と共に乳化させる酸
化剤溶融物中に配合し得る。ある場合には、上記組成物
は冷却時にエマルジョンが固化するように調製すること
が有利であり得る。

固体エマルジョンは伝爆薬（ｐｒｉｍｅｒ　）　、裸爆
破薬（ｂｕｌｋ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｅｘｐｌｏｓｉｖ
ｅｓ　）又は発射薬として使用するのに適するように製
造することができかつ熱時に注型するか又は固化後、所
望の形状に成形し得る。固体エマルジョンは高い温度で
調製した時には燃料中溶融物ｍ（ｍｅｌｔ−ｉｎ−ｆｕ
ｅｌ）エマルジョンであることが好ましくかつ固化した
酸化剤小滴の少なくとも一部が、固体エマルジョン中の
連続燃料相内に包封されたままであることが好ましい。

本発明の燃料中溶融物型エマルジョンは、溶融物の融点
を低下させ従ってエマルジョンの調製温度を低下させる
ために、ＡＮと共に加熱した際に共融溶融物を形成する
物質を含有していることが有利であり得る。かかる物質
としては鉛、ナトリウム及びカルシウムの硝酸塩のごと
き無機酸化剤及び尿素、′硝酸メチルアミン及びヘキサ
メチレンテトラミンのごとき有機化合物が挙げられる。

本発明のエマルジョン爆薬の燃料相（この相は、通常、
エマルジョンの３〜１２重債チを構成する）は酸化剤相
に実質的に不溶性であるべきであシかつ酸化剤相と共に
乳化するのに適当な温度で流動性であるべきである。好
ましい燃料としては精製（白色）鉱物油、ジーゼル油、
パラフィン油、ベンゼン、トルエン、パラフィン　ワッ
クス、ミツロウ、羊毛ロウ及びスラッジ　ワックス、ジ
ニトロトルエン及びトリニトロトルエンが挙げられる。

燃料相は、所望ならば、高分子物質、例えばポリインブ
テン、ポリエチレン又はエチレン／酢酸ビニル共重合体
又は重合体プリカーサ−も含有し得る。

本発明のエマルジョン爆薬は乳化剤例えばソルビタン、
　セスキオレエート、ソルビタン　モノオレエート、ソ
ルビタン　モノパルミテート、ソルビタン　ステアレー
ト、アルキルアツルスルホネート又は脂肪アミンを含有
していることが有利である。

エマルジョン爆薬の感度を増大させるために、不連続ガ
ス相又は空隙相（ｖｏｉｄ　ｐｈａｓｅ　）　、例えば
マイクロバルーン又は微細気泡のごとき中空粒子をエマ
ルジョン中に包含させ得る。

本発明の実施例を以下に示す。実施例中の部及びチは全
て重加に基づくものである。実施例５及び１２は比較の
ため示したものであり、本発明の実施例ではない。

実施例１ 秤量した硝酸アンモニウムとグリシンとの混合物を溶融
し、固化し、粉砕しついで標準融点測定管に充填した。

２６Ｃ／分の温度上昇率で加熱して、混合物が完全に溶
融した温度を記録した。、融点はつぎの通りであった。

６０　　、　　　　１４１ この結果は約３２％のグリシンと約６８％（７）ＡＮか
ら会合化合物、すなわち、２ＮＨ４ＮＯ３／ＮＨ２ＣＨ
２Ｃ０ＯＨが生成していることと一致する。

融点のパターンは適合化合物（ｃｏｎｇｒｕｅｎｔ　ｃ
ｏｍ−ｐｏｕｎｄ　）の生成についてのＡＢ系において
予期されているごときものである（　Ａ、　ＲｅｊＳｍ
ａｌｌ＋　”　ＰｈａｓｅＥｑｕｉ１ｉｂｒｉａ″　第
２１７−２８頁、　　１９７０年、Ａｃａｄｅｒｒｒｉ
ｃ　Ｐｒｅｓｓ発行参照〕。

実施例２ ３０／７０グリシン／ＡＮ混合物及び４０／６０グリシ
ン／ＡＮ混合物を溶融し、固化しついで粉砕して粉末に
した。３０／７０混合物についてのＸ線回折図はグリシ
ンに基づく回折線（ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｌｉｎｅ）
は示さず、ＡＮに基づく弱い回折線と他の成分に基づく
強い回折線とを示した。４０／６０混合物の回折図はＡ
Ｎに基づく回折線は示さず、グリシンに基づく弱い回折
線と他の成分（すなわち、新規化合物）に基づく強い回
折線とを示した。

３２／６８混合物の回折図はＡＮ又はグリシンに基づく
回折線は示さず、新規化合物に基づく回折線だけを示し
た。肉眼で評価した強度の順に従って分類した、新規化
合物についてのｄ−格子間隔（オングストローム単位）
は下記の通りである：ｉｌｌ　３．３４．２．７０ ｆ２１５．７８．４．５０．３．９９．３．９１ｆ３１
３．５０．２．４９．４．３８ （４）　５．４０．３．２２．３．１９．２．８５．２
．３７（５）　５．５５．３．６８．２．９３．２．７
７、２．７５．２．６２２．５７．２．２８．２．２４
．２．１９．２．０９．２．０６グリシン／ＡＮの３２
／６８混合物を溶融することによって調製した会合化合
物について測定した赤外線吸収スはクトルは図面に示す
通りである。

実施例３ 硝酸アンモニウムとグリシンの溶融混合物を固化し、粉
砕した。

ＡＮＫおける相ａＶ）　−（１）　及ヒ（１）　−（ｆ
ｆ）　Ｅ移を示差走査熱量計（ＤＳＣ）で監視した。グ
リシンが増加するにつれて、転移の大きさく吸熱性）は
純粋な稀釈効果（ｐｕｒｅｌｙ　ｄｉｌｕｅｎｔ　ｅｆ
ｆｅｃｔ）から予期されるよりかなり大きく減少した。

グリシン濃度３０％においては、ＡＮ／グリシン混合物
の固体／固体相転移は実際上消失し、グリシン濃度３２
％以上では転移はもはや明瞭ではなかった：すなわち、
混合物中には分離しているＡＮ結晶は存在していなかっ
た。３２％以上のグリシンを含有する混合物を溶融する
まで加熱した場合に分解ピークが存在しないことは、新
規化合物（ＡＮＧＣ）は２８″Ｃ又はそれ以下〜その融
点の範囲で安定なことを示している。

実施例１で述べたごとき融点ダイアダラムを混合物の融
点を観察することにより揶認した。

実施例４ ９４部の硝酸アンモニウムと６部のグリシンを混合しつ
いで１５部の水に添加した。混合物を偉拌しながら約６
０°Ｃに加熱し、この温度で３０分間保持しついで５６
Ｃに冷却した。得られた生成物をｒ過により母液から分
離し、乾燥した。長さ９０１１１、直径４５闘のシリン
ダーの形の３個のプラスチック容器に乾燥生成物を充填
した。各々のシリンダーの内容物は０．６１のはンタエ
リスリトールテトラナイトレート（ＰＥＴＮ）からなる
ベース装薬（ｂａｓｅ　ｃｈａｒｇｅ）を含有する雷管
により首尾よく爆発した。

実施例５ 比較のため、グリシンを使用しなかったこと以外、実施
例４と同一の方法を繰返した。かく得られた結晶化硝酸
アンモニウムは実施例４で使用した条件下で爆発せず、
また、実施例４で使用した雷管の代シに、０．６５’の
ＰＥＴＮをベース装薬として含有する２個の雷管と０．
４ｙのＰＥＴＮをベース装薬として含有する１個の雷管
とからなる雷管の組合せを使用した場合にも爆発は起き
なかった。

実施列６−９ 硝酸アンモニウムとグリシンを＠１表に示すごとき量で
使用したこと以外、実施例４と同様の方法を繰返した。

爆発性組成物を爆発させるためにＭ管ベース装薬中で必
要とするＰＥＴＮの最小禁も第１表に示した。各々の場
合における雷管は伝爆薬（ｐｒｉｍａｒｙ　ｃｈａｒｇ
ｅ　）として０．１１−のアジ化鉛を含有していた。

第１表 実施例１０ 実施例７で使用したプラスチック容器の代りに、長さ２
５０ｙｎ、直径４５關の紙シリンダーを使用したこと以
外、実施例７と同一の方法を繰返した。

０．４ノのＰＥＴＮをベース装薬として含有する雷管を
使用して組成物を爆発させた場合に、４３５０ｍ／秒の
爆ゴウ速度が得られた。

実施例】１ 長さ４０ｃｒｎ、直径２．５ｍの紙シリンダーを使用し
たこと以外、実施例１０と同一の方法を繰返した。２８
００ｍ／秒の爆ゴウ速度が得られた。

実施例１２ 比較のため、実施例１０の爆発性組成物の代りに、９４
部の粉砕プリル化硝酸アンモニウムと６部のジーゼル油
から調製した慣用の硝酸アンモニウム−燃料油型爆発性
組成物を使用したこと以外、実施例１０と同一の方法を
繰返した。０．６１のＰＥＴＮをベース装薬として含有
する雷管を使用して爆発性組成物を爆発させることを試
みたが成功しなかった。

実施例１３ 下記のごとき溶融物相と油相とを高剪断条件下、１００
’Ｃで乳化することによう燃料中溶融物型エマルジョン
を調製した。

溶融物相 硝酸アンモニウム　　　　　　　　　　６４部グリシン
　　　　　　　　　　　　　　１０”硝酸リチウム　　
　　　　　　　　　１５＃硝酸ナトリウム　　　　　　
　　　　　５部黙料相 鉱油　　　　　　　４部 オクタデシルアミン　　　　　　　　　　　　　１＃ソ
ルビタン　モノオレエート　　　　　　　　　１＃エマ
ルジヨンを４０°Ｃに冷却しついで７０部のエマルジョ
ンに３０部のＲＤＸを添加しそして混合物をカートリッ
ジに装入した。周囲温度で１０時間後、組成物は完全に
固体であった。組成物密度が１．６７　Ｗ／　（ｘ：（
０３２ｍｍカートリッジは、０．８ＰのＰ　ＥＴＮから
なるベース装薬と４１のはントライト（ｐｅｎｔｏｌｉ
Ｌｅ）からなる伝爆薬を含有する雷ｆ（５０／　５０　
ＰＥＮＴ／ＴＮＴ　）により起爆させた場合、６９００
ｍ／秒で爆発した。

実施例１４ 下記の成分を５０°Ｃで混合しついで酢酸で田を５．７
に調整することによシ水性スラリー爆発を調製した。

プリル状ＡＮ　　　　　　　　　　　　２７．７％粉砕
プリル状ＡＮ　　　　　　　　　　４１．０　＃硝酸ナ
トリウム　　　　　　　　　　　６．０チグリシン　　
　　　　　　　　　　　１２．０＃蔗　！！！　　　　
　　　　　　　　　　　４．０　’水　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　８．０＃グアーガム　　
　　　　　　　　　　　０．６〃デンプン　　　　　　
　　　　　　　　０．６＃ピロアンチモン酸カリウム　
　　　　　　　　０．０２−亜硝酸ナトリウム　　　　
　　　　　　０．０８　＃直径２インチ、長さ２４イン
チのカートリッジにｘ、ｏｓＰ／ｍｌの密度で装入した
場合、上記組成物は５ノのにントライト（５０１５０Ｐ
ＥＴＮ／ＴＮＴ　）を用いて、伝爆することにより爆発
した。爆ゴウ速度は３８００　ｍ　７秒であった。

実施例１５ 下記の組成を有する溶融物相と油相とを１００’ｃで乳
化することにより燃料中溶融物型エマルジョン爆薬を調
製した。

溶融物相 硝酸アンモニウム　　　　　　　　　６６．７部硝筬リ
チウム　　　　　　　　　　　１５．０−硝酸ナトリウ
ム　　　　　　　　　　　５．０部グリシン　　　　　
　　　　　　　　　８．０＃燃料相 鉱油　　　　　　　１．４部 マイクロクリスタリンワックス　　　　　　１．２＃パ
ラフインワツクス　　　　　　　　　　　１．２＃ンル
ビタンモノオレエート１．５＃ エマルジヨンは冷却した際にはパテ状の稠度を有してお
シ、エマルジョン中の小滴は液状であった。

１００部のエマルジョンを２．５部のガラスマイクロバ
ルーンＣＣ１５／２５０タイプ〕と混合し、直径３２ｍ
ｍの厚紙チューブに１．３２？／（Ｘ；の密度で装入し
た。このカートリッジは０．２ｙのＰＥＴＮをペース装
薬として含有する雷管で起爆した場合に爆発した。

実施例１６ 下記の組成の溶融物相と油相とを９０’Ｃで乳化するこ
とにより燃料中油型ペースエマルジョン爆薬を調製した
。

溶融物相 硝酸アンモニウム　　　　　　　　　６４．５部硝酸リ
チウム　　　　　　　　　　　１５．０−硝酸ナトリウ
ム　　　　　　　　　　　５．０＃グリシン　　　　　
　　　　　　　　　１０．０−燃料相 鉱油　　　　　　　１．５部 トリニトロトルエン　　　　　　　　　　　　１．０＃
ジニトロトルエン　　　　　　　　　　　　１・５＃オ
クタデシルアミンアセテート１．５１７３部のペースエ
マルジョン爆薬を４０°Ｃに冷却した後、２０部の過塩
素酸アンモニウム、５部の微粉砕アルミニウム及び２部
のガラスマイクロバ・ルー７（Ｃ１５／２５０タイプ）
と均質に混合した。

混合物を直径８５ｍの厚紙チューブに注型により装入し
た。５°Ｃで一夜放置後罠は混合物は固化していた。０
．８　Ｐ　ＰＥＴＮのベース装薬と２８２のはントライ
トブースターとを含有する雷管で起爆した場合、注型爆
薬は爆発した。

実施例１７ 下記の組成の水性相と油相とを乳化することにより、油
中水型エマルジョン爆薬を調製した。

水性相 硝酸アンモニウム　　　　　　　　　６５．７部硝酸ナ
トリウム　　　　　　　　　　１３．０−水　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　１０．０１グリシン
　　　　　　　　　　　　　　７．０＃油　　相 鉱油　　　　　　　３．８部 ソルビタンモノオレエート０．５＃ ２．５部のガラス　マイクロバルーン（Ｃ１５／２５０
タイプ）をエマルジョン中に均一に混合しついでエマル
ジョンを直径３２ｍの厚紙チューブカートリッジに１．
１４ｇ−／ｃｃの密度で装入した。０．２ｚＰＥＴＮ小
ら々るベース装薬を含有する雷管で起爆した場合、カー
トリッジは爆発した。

実施例１８ ８０Ｍの微細硝酸アンモニウムを１０部のグリシン及び
５部の水と混合してＡＮＧＣとＡＮをｔ−ｉする混合物
を得た。

混合物を（場合によシ攪拌しながら〕乾燥した。

１０部の微粉砕ＴＮＴを混合しながら添加し、粉砕しつ
いでかく得られた全ての粒子が２５１１以下である粉末
を直径３２ｍの厚紙チューブカートリッジに１−３５ｐ
／ｒの密度で装入した。

０．８　Ｐ　ＰＥＴＮをベース装薬として含有する宙′
Ｕで起爆した場合、か−トリッジは爆発した。

【図面の簡単な説明】

図面はグリシン／　Ａ　Ｎの３２１０８混合％Ｊを溶４
することによって調製した会合化合物の赤外軸吸収スペ
クトルである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２モルの硝酸アンモニウムと１モルのグリシンとの
   会合化合物。 ２、２モルの硝酸アンモニウムと１モルのグリシンとの
   会合化合物と追加の酸化性塩とを含有する爆発性組成物
   。 ３、追加の酸化性塩は硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウ
   ム、硝酸カリウム、硝酸カルシウム、硝酸グアニジン、
   硝酸ヒドラジン、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸ナト
   リウム、過塩素酸カリウム又は過塩素酸グアニジンから
   なる、特許請求の範囲第２項記載の組成物。 ４、６３．８重量部の前記会合化合物と３６．２重量部
   の硝酸アンモニウムとからなる、特許請求の範囲第３項
   記載の組成物。 ５、２モルの硝酸アンモニウムと１モルのグリシンとの
   会合化合物及びニトログリセリン又はトリニトロトルエ
   ンからなる鋭感剤からなる爆発性組成物。 ６、２モルの硝酸アンモニウムと１モルのグリシンとの
   会合化合物を酸化性塩の水溶液中に分散させてなる、水
   性スラリー爆薬組成物。 ７、２モルの硝酸アンモニウムと１モルのグリシンとの
   会合化合物を含有する酸化剤相と燃料相とからなること
   を特徴とする、エマルジョン爆薬組成物。 ８、周囲温度で固体である、特許請求の範囲第７項記載
   の組成物。 ９、高温で調製した時には燃料中溶融物型エマルジョン
   でありそして周囲温度に冷却したときに、酸化剤の少な
   くとも一部を連続燃料相中に封入された固体小滴の形で
   含有する、特許請求の範囲第８項記載の組成物。 １０、酸化剤相は、ＡＮと共に加熱したとき共融溶融物
   を形成する物質を含有する、特許請求の範囲第７項〜第
   ９項のいずれかに記載の組成物。 １１、２モルの硝酸アンモニウムと１モルのグリシンと
   を、硝酸アンモニウムとグリシンの混合物から共晶出さ
   せることを特徴とする、会合化合物の製造方法。