JPS6317800B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は遅延導火線、すなわち充填した火工組
成物の燃焼速度が比較的遅い、通常金属からなる
被覆管に包まれている導火線に関する。 この型の遅延導火線は火工製品の信号火焔によ
つて点火することができるが、導火線を含む火工
製品系において、信号火焔の進行を著しく遅延さ
せることができる。 数ないし数十cm／secと比較的遅い燃焼速度で
燃焼できる火工組成物が多数知られている。 一般に、これらの組成物は主として、減速剤、
たとえばほう素、マグネシウム、けい素、チタ
ン、マンガン、クロム、ジルコニウム、ニオブ、
モリブデン、タングステンまたはトリウムと、遷
移金属酸化物と、または一つ以上のアルカリ金属
またはアルカリ土類金属の酸化性酸素酸塩、たと
えば塩素酸塩、過塩素酸塩、硫酸塩、酸化物、過
酸化物、クロム酸塩および重クロム酸塩との組合
せからなる。これらの組成物のかなりの部分は組
成物の燃焼速度を減少させる目的の不活性物質か
らなることができる。 遅延導火線に極めて広く使用されるこの種の組
成物は米国陸軍標準規格MIL−Ｔ−23132号
（1961年12月21日）および同第23123号（1972年６
月16日）によつて規定されている。たとえば米国
特許第4144814号に、粒径１以下〜10μｍのタン
グステン30〜60重量％と、クロム酸バリウム30〜
60重量％と、過塩素酸カリウム５〜９重量％と、
けいそう土の形のシリカ約５重量％とを含む混合
物からなる組成物として使用されている。 しかし遅延導火線は比較的大きな金属管であつ
て、火工組成物を入れる部分である遅延カラムは
直径が少なくとも５mmであつて、この導火線の外
径は少なくとも８mmである。 これらの遅延導火線は引火燃焼速度が１〜５
mm／secの程度であることを考慮して、遅延カラ
ムの直径を減少させることによつて、小型の導火
線においても、前記標準規格MIL−Ｔ−23132号
の組成物を使用する試みがなされた。 この試みの結果は、コロラド州デンバー市にお
いて1974年７月22〜26日開催された第４回火工技
術シンポジウムで領布されたS.G.Nesbittの論文、
“Ａ study of fast burning tungusten delay
compositions in small column diameters”に
報告されている。この著者の観察によれば、比較
的な語で最も速い燃焼組成物用といわれる前記標
準規格のseries Ｉに属する組成物は、燃焼速度
が数cm／secであり、その燃焼伝搬は外径12mm、
内径僅かに１mmの金属管内でも一般になお良好で
ある。しかし、この著者の指摘によれば、試験し
た組成物の最も遅い燃焼速度9.4mm／secでは、直
径が僅かに１mmのカラムで失敗率は60％であつ
た。さて周知のように、導火系において、金属壁
の厚みを減少させると火工組成物の領域における
蓄熱が大きくなるのでこの組成物の燃焼速度を増
加させる。この問題については、H.Ellernの標準
的労作、“Military and Civilian
Pyrotechnics”、Chemical Publishing
Company、1968を参照することができる。 上記研究の最終結果によれば、現在当業者が考
えているように、内径１mmの遅延導火線は、外径
12mmに対して燃焼速度を約10mm／secより速くす
るのみである。これは導火線の金属壁の厚みを減
少させると、焼燃速度の増加をまねくためであ
る。 この種の導火線は長い遅延系に使用できないと
考えられる。これは燃焼速度が大きいか、または
宇宙ミサイルまたは潜水艦に搭載する系において
は重量が大きくなるためである。従つて、周知の
組成を保持しながら、重量を減少させる可能性
は、内径を３〜５mm程度に増加させて壁厚を減少
させることであるように見える。この解決方法に
よれば、燃焼速度の遅い組成物を採用して壁厚の
減少による加速を相殺することができるので、燃
焼速度および信頼性の観点からは満足すべき性能
が得られる。しかし他方において、これによつて
重量を減少しても付加すべき熱保護材の重量によ
つて相殺されないので、重量の観点においては両
立しない。事実、導火線の内径を２倍にすると火
工組成物によつて放出される熱量が４倍となる。 これらの条件の下で、良好な信頼性、小さい内
径および外径、ならびに遅い燃焼速度を同時に具
備した遅延導火線は製造できないように見える。 本発明は被覆管が外径３mm以下の金属または合
金の管であり、その外径対火工組成物によつて占
められているコアーの直径の比が1.4〜2.0であつ
て、粒径２〜6μｍ、好ましくは２〜4μｍのタン
グステン25〜45重量％と、クロム酸バリウム45〜
65重量％と、過塩素酸カリウム８〜15重量％とか
らなり、シリカを含まない火工組成物を充填した
ことを特徴とする燃焼速度４mm／sec以下の遅延
導火線に関する。 本発明のの実施態様として、粒径２〜4μｍの
タングステンを使用する。実際粒径４〜6μｍを
使用すると、特にタングステンが35重量％より少
ないときに、組成物の点火に失敗を生じやすい。
タングステンは他の金属で全部を置換えることは
できない。 本発明の特に好ましい実施態様として、遅延導
火線に充填する組成物は、粒径２〜4μｍのタン
グステン28〜35重量％と、クロム酸バリウム55〜
62重量％と、塩素酸カリウム９〜12重量％とのみ
からなる、この組成物はシリカを含むことと両立
しない。 本発明の遅延導火線を包む外部の被覆管は、通
常の方法で金属または合金から製造する。これは
可撓性があつて低融点であることが好ましい。鉛
および鉛ベース合金、特にチタンおよび／または
アンチモンをベースとする鉛合金が適当である。
しかし、製織した被覆管または押出し成形合成材
料も可能であるが、実際には価値が少ない。 本発明の遅延導火線は公知の通常の方法で製造
できる。たとえば、直径が10〜25mmと比較的大き
くて、上記組成物を充填した可撓性金属からなる
導火線を絞り加工ダイスに通して製造できる。導
火線による遅延は、導火線がダイスを出たときに
得る導火線の一片の燃焼速度を測定して正確に調
節することができる。また本発明の導火線は、圧
延機内において断面が減少する種々の溝を順次通
過させるか、または圧延機内で順次通過させた後
に、ダイスを順次通過させて、直径を順次減少さ
せることもできる。各通過における断面の減少比
は通常0.9程度が適当である。 本発明の遅延導火線は、外径が1.5〜３mm、こ
の外径対火工組成物が占めるコアーの直径の比は
1.4〜2.0である。この導火線に充填した組成物の
真密度は実際に理論値よりも遥かに小さくて2.7
〜4.0ｇ／cm³、好ましくは3.0〜3.4ｇ／cm³である。 さらに本発明の遅延導火線は、自己発火温度が
通常500℃より高いので、耐熱性が優れている。
さらにこの導火線の直径が小さいことを考慮すれ
ば、燃焼速度が予想外に遅く、かつ温度が変化し
てもその変化は極めて僅か、すなわち−60〜＋75
℃の間で通常僅か10％変化するにすぎず、これは
注目すべき特徴である。 本発明の組成物は、すべての上記利点の他に、
燃焼時にガスを放出しないか、または無視できる
程度であるので、信頼性が優れているばかりでな
く、広い使用条件にわたつて遅延時間が数十秒か
ら数分ないし数時間であり、同時にその占める体
積が小さく、かつ燃焼熱の放出が少ないので、宇
宙ミサイルまたは潜水艦に搭載する火工製品系に
おいて遅延導火線を囲む熱保護材の重量を著しく
減少させる効果をもたらす。 本発明の遅延導火線の価値を完全に評価するた
めに、遅延導火線の直径を半分に減少できるとい
う簡単な事実によつて、放出する燃焼熱量を、同
一の燃焼速度に対して、４分の１に減少すること
ができることに注意すべきである。こうして導火
線をリールに巻いたときに、一つの巻きから隣接
する次の巻きに、不測な引火をおこす危険がな
い。 本発明の遅延導火線を、次の例示の実施例によ
つて説明する。 実施例 １ 外径17mm、内径12mmでアンチモン５％を含む鉛
からなる管に充填した組成物は、粒径2μｍのタ
ングステン32重量％と、クロム酸バリウム58重量
％と、過塩素酸カリウム10重量％とからなる。 均一に充填するために、管に組成物を数cm³の小
量ずつ充填し、各充填の後にピストンを使用して
約16barの圧力をかけて押圧した。 充填した管は各端を鉛の栓で閉じ、この外径を
２mmにするために、順次直径が小さい絞り加工ダ
イスに通して、各回の断面の減少比を0.9程度と
したので、20回通過を必要とした。この導火線の
内径は1.26mmとなつた。 この導火線の燃焼速度は3.4mm／secであり、火
工製品系において60sec遅延させるのに導火線の
長さは20.4cmで十分であつた。 実施例 ２〜21 本発明の遅延導火線を実施例１の方法によつて
製造した。 使用した組成物、製品導火線の直径および周囲
温度における性能を次表に示す。

【表】

【表】 実施例13の導延導火線は深さを大きくして実施
した。充填した組成物の密度は3.2ｇ／cm³。動作
中に、導火線１ｍにつき標準状態で90cm³のガスを
放出したのに過ぎなかつた。燃焼速度は驚く程安
定しており、周囲温度における2.44mm／secから、
−60℃における2.31mm／sec、および＋70℃にお
ける2.5mm／secに変化したのにすぎなかつた。
110℃においても導火線は完全に動作し、約510℃
を超えてはじめて自己発火した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被覆管が外径３mm以下の金属または合金の管
   であり、その外径対火工組成物によつて占められ
   るコアーの直径の比が1.4〜2.0であつて、粒径２
   〜6μｍのタングステン25〜45重量％と、クロム
   酸バリウム45〜65重量％と、過塩素酸カリウム８
   〜15重量％とからなり、シリカを含まない火工組
   成物を充填したことを特徴とする、燃焼速度４
   mm／sec以下の遅延導火線。 ２ 遅延導火線に充填した組成物が、タングステ
   ン28〜35重量％と、クロム酸バリウム55〜62重量
   ％と、過塩素酸カリウム９〜12重量％とのみから
   なる、特許請求の範囲第１項記載の遅延導火線。 ３ タングステンの粒径が4μｍより小さい、特
   許請求の範囲第１または２項記載の遅延導火線。 ４ 火工組成物の真密度が2.7〜4.0ｇ／cm³であ
   る、特許請求の範囲第１項記載の遅延導火線。 ５ 火工組成物の真密度が2.8〜3.6ｇ／cm³、好ま
   しくは3.0〜3.4ｇ／cm³である、特許請求の範囲第
   ４項記載の遅延導火線。 ６ 導火線の被覆管が鉛または鉛ベース合金であ
   る、特許請求の範囲第１項記載の遅延導火線。