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発明の名称 固形含水爆薬組成物及びその製法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−26490(P2001−26490A)
公開日 平成13年1月30日(2001.1.30)
出願番号 特願平11−199150
出願日 平成11年7月13日(1999.7.13)
代理人 【識別番号】100094709
【弁理士】
【氏名又は名称】加々美 紀雄 (外2名)
発明者 有田 武功 / 上段 陸男 / 円城 篤志
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 酸化剤60〜90重量%、鋭感剤0〜20重量%、水1〜9重量%、乳化剤0.5〜8重量%、燃料1〜10重量%、気泡剤0〜10重量%及び増粘剤0.3〜10重量%からなり、且つ酸化剤を主とする再結晶の在る部分が全体の50〜90%であることを特徴とする固形含水爆薬組成物。
【請求項2】 該増粘剤が膨潤粒子として点在する請求項1記載の固形含水爆薬組成物。
【請求項3】 該増粘剤がポリアクリルアミドである請求項1または2記載の固形含水爆薬組成物。
【請求項4】 該鋭感度剤が硝酸モノメチルアミン、塩酸オクタデシルアミン、硝酸ヒドラジンから選ばれる一種又は2種以上からなる請求項1〜3のいずれか一つに記載の固形含水爆薬組成物。
【請求項5】 該乳化剤がソルビタン酸脂肪酸エステル類、グリセリン脂肪酸エステル類、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル類、オキサゾリン誘導体、イミダゾリン誘導体、脂肪酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土金属塩、一級、二級及び三級アミン又は、一級、二級及び三級アミンの硝酸塩又は酢酸塩から選ばれる一種又は2種以上からなる請求項1〜4のいずれか一つに記載の固形含水爆薬組成物。
【請求項6】 該燃料がパラフィン、流動パラフィン、尿素非不可成分を含む石油質ワックス、植物油、イオウ、蔗糖、糖蜜、果糖、ブドウ糖、乳酸、乳酸ナトリウム、クエン酸、尿素、樹脂微粒子、シリコンオイル、12−ヒドロキシルステアリン酸、ギルソナイト、ピグメントアルミ粉から選ばれる一種又は2種以上からなる請求項1〜5のいずれか一つに記載の固形含水爆薬組成物。
【請求項7】 酸化剤60〜90重量%、鋭感剤0〜20重量%、水1〜9重量%の混合物を加温して結晶のない透明の酸化剤水溶液を調製する工程、乳化剤0.5〜8重量%と石油質ワックス等の燃料1〜10重量%を加温して固形物のない液体燃料を調製する工程、前記の酸化剤水溶液に超音波を加えながら前記の液体燃料を添加し、更に、気泡剤0〜10重量%、増粘剤0.3〜10重量%を加えながら冷却して所望の固形含水爆薬組成物を製造する工程からなる固形含水爆薬組成物の製造方法。
【請求項8】 該超音波の発振周波数が約20KHZ±2KHZ〜約30KHZ±3KHZである請求項7記載の固形含水爆薬組成物の製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は産業用の固形含水爆薬の製造方法に関するものであり、より詳しくは、土木建設、砕石、採鉱、採炭、トンネル掘削などの鉱工業;排水、灌漑、開墾、抜根、伐採などの農林分野;海中の雑藻や泥土除去等の海洋分野などにおける切断、発破、掘削などに利用される含水爆薬組成物及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】主要な粒状(固形)爆薬としてはANFO爆薬が公知である。ANFO爆薬は原料がプリル硝安と軽油の2成分で構成されるために安価であり、又、ブースター起爆の鈍感な感度のため、発破現場での発破孔への装填はアンホローダー等の機械装填が可能である。このため、発破後ガスの問題の少ない採石現場、石灰山等の明かり現場に限らず、トンネル現場での消費も試みられるようになった。又、近年ではANFO爆薬の欠点を改善するためにエマルション系爆薬等を固形化する試みがなされている。例えば、特開平7−223888号公報のように、酸化剤塩を含む不連続相中の一部が固体結晶化した顆粒状の爆薬とする方法、特開平3−122085号公報のような爆薬混合物やプリル硝安等の酸化剤と油中水滴型エマルション爆薬との混合物を加圧成型した加圧成型爆薬とする方法が公知である。更に、エマルション爆薬の製造方法としては特開昭59−78994号公報に示されるように、硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウム及び水とを約100℃近傍に加熱して作製した高温の酸化剤水溶液を、乳化剤とワックスとの約100℃近傍の溶融混合物に除々に添加しながら約1000〜2000rpmの高速攪拌にてW/Oエマルション爆薬とする方法が公知である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ANFO爆薬は反応性が低く発破後ガスが悪いために、例えば、トンネル等の換気の良くない現場で消費すると、発破したあとに生じるガスが発破現場の作業者の健康を阻害すると云った問題が生じる。このため、ANFO爆薬をトンネル現場で消費する際は十分な換気の出来る大型の換気装置が必要になり、消費現場のエネルギーコストを高くすると云った問題やANFO爆薬は耐水性が皆無のために湧水現場では使用出来ないばかりでなく、多湿なトンネル内壁の吹き付けコンクリートと反応して、多量のアンモニアガスを発生して現場環境が悪化する云った改善すべき問題があった。
【0004】このためANFO爆薬のような粒状で使い勝手の良さを残しながら、ANFO爆薬の欠点である耐水性や発破後ガスを改善し、且つアンホローダーのような簡便な機械での装填可能な形状の固形(粒状)爆薬が試行されつつあるが実用化するに至ってない。例えば、特開平7−223888号公報のように、酸化剤塩を含む不連続相中の一部が固体結晶化した顆粒状の爆薬はその成分中の酸化剤塩の結晶が製造後1カ月程度の貯蔵中に増加成長して、次第に大きな結晶塊となるばかりでなく、エマルション構造そのものの破壊が進行して、次第に耐水性が劣化して実用的な耐水性を保全することが困難となるばかりでなく、成分が分離して爆発性能が著しく低下すると云った改善すべき課題が残されていた。又、特開平3−122085号公報のような爆薬混合物やプリル硝安等の酸化剤と油中水滴型エマルション爆薬との混合物を加圧成型した爆薬も実用的な耐水性を付与するには爆薬表面のコーティングが必要であり、コーティング無しには実用的な耐水性を長期に保全出来ないと云った改善すべき課題が残されていた。
【0005】一方、固形(粒状)ではないが、モーノポンプ等を装着した機械装填可能な爆薬としては非雷管起爆性のエマルション爆薬があるが、粘着性が高く、ベトベトしているために、装填装置や包装袋に付着して容易に除去出来ないと云った問題や作業者の衣服や身体に粘調な爆薬が付着してベトベトとなり、異臭を放ち、著しく作業環境が阻害されると云った改善すべき問題が残されていた。
【0006】エマルション爆薬の製造方法については、何れの爆薬にもダイナマイトに含まれるニトログリセリンのような鋭感剤が使用されないために、成分が不均一な状態で製品化されると、著しく性能品質か低下するために、成分を均一に混合する攪拌方法や装置の改善に多大の労力が費やされている。特に、硝酸モノメチルアミン等の酸化剤の反応促進剤(鋭感度剤)も含有しないで高濃度酸化剤水溶液とパラフィン等の燃料と乳化剤とを約100℃近傍の高温下で高速攪拌させて乳化混合して製造されるエマルション爆薬では乳化・混合時の薬温度や攪拌速度等の攪拌方法や乳化剤の品質によって性能品質が著しく変動する。このため、攪拌方法等の製造条件や乳化剤の品質等が厳選されて適正領域を外れることのないように厳重に管理されている。
【0007】しかしながら、季節による温度変化や原料品質のバラツキ等が影響して、しばしば、攪拌方法や乳化剤の品質が適正領域を外れて製造されるために、良質なエマルション構造が形成されずに貯蔵中に、エマルション構造が壊れて、高濃度酸化剤水溶液の一部より結晶が晶出して爆薬としての起爆性能が低下し発破現場で不発残留が発生して発破現場の安全性が損なわれると云った問題や、高濃度酸化剤水溶液から結晶が晶出しない感度の高い状態の高温度領域で油剤や乳化剤とを高速攪拌して乳化すると云った極めて危険な製造方法が採らざるを得ないと云った問題等の解決すべき課題が残されていた。
【0008】
【発明を解決するための手段】本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、本発明に至った。すなわち、本発明は、(1) 酸化剤60〜90重量%、鋭感剤0〜20重量%、水1〜9重量%、乳化剤0.5〜8重量%、燃料1〜10重量%、気泡剤0〜10重量%及び増粘剤0.3〜10重量%からなり、且つ酸化剤を主とする再結晶の在る部分が全体の50〜90%であることを特徴とする固形含水爆薬組成物、(2) 該増粘剤が膨潤粒子として点在する前記(1)記載の固形含水爆薬組成物、(3) 該増粘剤がポリアクリルアミドである前記(1)または(2)記載の固形含水爆薬組成物、(4) 該鋭感度剤が硝酸モノメチルアミン、塩酸オクタデシルアミン、硝酸ヒドラジンから選ばれる一種又は2種以上からなる前記(1)〜(3)のいずれかに一つに記載の固形含水爆薬組成物、(5) 該乳化剤がソルビタン酸脂肪酸エステル類、グリセリン脂肪酸エステル類、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル類、オキサゾリン誘導体、イミダゾリン誘導体、脂肪酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土金属塩、一級、二級及び三級アミン又は、一級、二級及び三級アミンの硝酸塩又は酢酸塩から選ばれる一種又は2種以上からなる前記(1)〜(4)のいずれか一つに記載の固形含水爆薬組成物、(6) 該燃料がパラフィン、流動パラフィン、尿素非不可成分を含む石油質ワックス、植物油、イオウ、蔗糖、糖蜜、果糖、ブドウ糖、乳酸、乳酸ナトリウム、クエン酸、尿素、樹脂微粒子、シリコンオイル、12−ヒドロキシルステアリン酸、ギルソナイト、ピグメントアルミ粉から選ばれる一種又は2種以上からなる前記(1)〜(5)のいずれか一つに記載の固形含水爆薬組成物、(7) 酸化剤60〜90重量%、鋭感剤0〜20重量%、水1〜9重量%の混合物を加温して結晶のない透明の酸化剤水溶液を調製する工程、乳化剤0.5〜8重量%と石油質ワックス等の燃料1〜10重量%を加温して固形物のない液体燃料を調製する工程、前記の酸化剤水溶液に超音波を加えながら前記の液体燃料を添加して、更に、気泡剤0〜10重量%、増粘剤0.3〜10重量%を加えながら冷却する固形含水爆薬組成物を製造する工程からなる固形含水爆薬組成物の製造方法、(8) 該超音波の発振周波数が約20KHZ±2KHZ〜約30KHZ±3KHZである前記(7)記載の固形含水爆薬の製造方法、に関する。
【0009】本発明で特筆すべきは、酸化剤60〜90重量%、鋭感剤0〜20重量%、水1〜9重量%、乳化剤0.5〜8重量%、燃料1〜10重量%及び気泡剤0〜10重量%及び増粘剤0.3〜10重量%からなる固形含水爆薬組成物の中に、増粘剤微粉末が十分に糊化(水和)しない膨潤状態で点在させることによって、該増粘剤により多湿な条件下で生じ易い吸湿等による爆薬から分離する液を吸収する役割や水に接触した際は水と水和して爆薬と水との間に水和物を作って、外からの水の進入を阻止する役割等を担うことである。従って、本発明の増粘剤は通常のスラリー爆薬で十分に糊化して果たしている役割とは全く異なるものである。即ち、通常のスラリー爆薬ではゲルのネットワークを作り、そのなかに均一に分散された成分を固定しているが、本発明のエマルション組成物には増粘剤が十分に水和するに足る水分がないために、僅かに生じるフリーの水分で半膨潤状態を維持して、薬内や薬外から与えられれば、その水分で膨潤を経て水和に至り水和物を作る。又、前記のようなことが関連して、増粘剤の量や特性を選択することによって、エマルションの一部が破壊されて析出する酸化剤を主体とする結晶の量や成長を制御し、酸化剤を主体とする再結晶の在る部分を全体の約50〜90%にすると、ベトベトした粘着性がなく、実用的な耐水性と爆性を長期に保全する固形(粒状)含水爆薬となることである。
【0010】5〜50ミクロンの酸化剤結晶の制御は水、水溶性鋭感剤、気泡剤、ワックス等の量や乳化剤の乳化特性及び超音波照射時間等によっても若干変動するが、増粘剤の種類と量の選択で可能である。特に、耐熱性に優れた高分子、例えばポリアクリルアミドは高温下でも変質しないので、本発明の増粘剤として好ましいものである。
【0011】云い換えるならば、結晶のない部分、即ち、エマルション構造が保全されていて結晶の見えない部分が全体の10%以下では、硝安等の結晶が多くなり過ぎて固形含水爆薬組成物の実用的な耐水性が喪失する。一方、前記のエマルション構造が保全されて結晶の見えない部分が全体の50%を越えると含水爆薬組成物が十分に固形化せずに、エマルション特有の粘着性が顕在化し、ベトベト感の払拭が困難となる。より好ましいのはエマルション構造が保全されて結晶析出が目視されない部分が全体の30〜40%であり、残りの60〜70%が酸化剤を主体とする再結晶で占められていることである。本発明の固形含水爆薬組成物の製造の一部には超音波が使用される。高濃度酸化剤水溶液とパラフィンと乳化剤を混合する際に超音波を用いると、より良質で安定した性能の固形含水爆薬組成物となる。超音波による製造(乳化や混合)は、従来の攪拌羽根等による機械的な攪拌等を実質的に必要としないで、原料の乳化や混合が行えるので従来のように爆薬を攪拌羽根で高速に回転させずとも成分を均一にでき、製造中に攪拌羽根等が外れると云った不測の事態を心配することもなく、安全な製造が可能になることや、酸化剤水溶液や液状燃料等に含まれる少量の液分に超音波を照射すると酸化剤水溶液や液体燃料等が温度上昇を伴いながら溶解して、数分でエマルション化して、実用的な性能を示す爆薬が製造できるので、従来のエマルション爆薬製造に不可欠であった高度な技術や酸化剤水溶液や燃料等の溶解槽等の設備等が縮小又は不要となる。又、小型の超音波装置を数個組み合わせることで従来の含水爆薬に採用されていたバッチ方式から、少量連続製造方式への転換が容易となることである。更に、本製法のエマルション組成物は、従来の機械的な高速攪拌方式で得られたものよりも、肌理が細かいことや性能品質の貯蔵安定性に優れている傾向が見られること、又、簡便な装置のために発破現場製造が可能となる。更に又、エマルション爆薬の原料成分を収納した容器に直接超音波を照射すると、収納された原料がエマルション化して爆薬としての性能を持たせることも可能である。
【0012】本発明で用いる酸化剤は、火薬類の技術分野で公知のものを用いることができ、例えば硝酸、塩素酸、過塩素酸等無機酸のアンモニウム、アルカリ金属、アルカリ土類金属等の塩であり、単独又は組合せを選択することができる。なかでも硝酸アンモニウムは安価で反応性に富む良好な酸化剤であり、硝酸アンモニウム単独でも実用的な爆性を賦与できるが、硝酸ナトリウムや硝酸カルシュウムを併用すると安定した良好な雷管起爆性が得られ、硝酸カリウムや硫酸カリウム等を併用すると更に顕著に改善された起爆性が得られる。
【0013】本発明の酸化剤の添加量は、全組成に対して酸化剤60〜90重量%が使用される。60重量%以下では爆発力が低下して岩盤の破壊不足となり90重量%以上では反応性が低下して発破後ガスが悪化する。
【0014】本発明で用いる鋭感剤は、火薬類の技術分野で公知のものを用いることができる。例えば、水溶性のヒドラジン硝酸塩、炭素数1〜3の脂肪族炭化水素アミン硝酸塩、エタノールアミン硝酸塩、ニトロメタン、微粉状の金属アルミ等から選ばれる1種又は2種以上が使用される。好ましいのは、硝酸モノメチルアミン、硝酸ヒドラジンである。本発明の鋭感剤の添加量は0〜20重量%であり、鋭感剤は必ずしも必要ないが、更に爆発力を高めて岩盤の破壊を効率的に行うのに20重量%以下が使用される。20重量%以上では発破後ガスが悪化する。
【0015】本発明に用いる水は、一般的な産業用水でも使用できる。より好ましいのは不純物を除去したものが良い。本発明の水の添加量は全組成に対して1〜9重量%が使用される。1重量%以下では製造温度が高くなり安全な製造に支障が生じる。9重量%以上では爆薬の固形化が困難となる。好ましくは、2〜7重量%である。
【0016】本発明で用いる燃料は、火薬類の技術分野で公知のものを使用する。例えば、パラフィン、流動パラフィン、尿素非付加成分を含む石油質ワックス、植物油、軽油、石炭粉、アスファルト、シリコンオイル、ギルソナイト、タイヤ粉末、イオウ、アルミ粉、小麦粉、蔗糖、糖蜜、ブドウ糖、果糖、乳酸、乳酸ナトリウムグルコン酸、グリシン、クエン酸、12−ヒドロキシルステアリン酸、サッカリンナトリウム、チオ尿素、尿素、樹脂微粒子等があり、これらのなかから単独又は組合せて使用することができる。本発明のエマルション爆薬を製造には、常温にて液状あるいは、常温にて固体であっても約50℃で液体となる燃料が好ましい。更に好ましいのは、100℃〜150℃の範囲で変質を起こさない液状燃料である。本発明の燃料の添加量は1〜10重量%が使用される。1重量%以下では起爆感度が低下して消費現場で不発残留が増大する。10重量%以上では発破後ガスが悪化する。好ましくは、5〜8重量%である。
【0017】本発明の乳化剤は特に限定するものではなく従来から知られているW/Oエマルションを形成するすべての乳化剤を包含する。例えば、ソルビタン脂肪酸エステル類、グリセリン脂肪酸エステル類、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル類、オキサゾリン誘導体、イミダゾリン誘導体、リン酸エステル類、脂肪酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土金属塩、一級、二級及び三級アミン又は、一級、二級及び三級アミンの硝酸塩又は酢酸塩等である。これらの乳化剤は1種又は2種以上の混合物として用いられる。好ましいのはグリセリン脂肪酸エステル系(エキセル300;花王(株)商品名)である。本発明の乳化剤の添加量は0.5〜8重量%が使用される。0.5重量%以下ではエマルション構造が不安定となり、8重量%以上は発破後ガスが悪化する。好ましくは1〜5重量%である。
【0018】本発明の増粘剤は従来より含水爆薬に使用されている公知の増粘剤が包含される。例えば、グァーガム、ローカストビーンガム、グァーガム誘導体、ローカストビーンガム誘導体、ザンタンガム、ポリアクリルアミド誘導体等の天然又は合成高分子化合物等の微粒子である。これらの増粘剤は1種又は2種以上を組合せて用いられる。好ましいのは耐熱性に優れたものであり、又微粉タイプのものである。増粘剤の粒径は特に限定しないが、一般的に使用されている約5〜70ミクロンが約半分以上含まれているものであれば良い。本発明では微粉タイプでも分散剤なしに使用してもフィシュアイ(ママコ)は生じ難い。特に、ポリアクリルアミドは水をすっても他の高分子のような粘着性が少なく使いやすい。増粘剤の架橋剤としてはアンチモン酸塩、クロム酸塩、ホウ酸塩等を用いても良い。本発明の増粘剤の添加量は0.3〜10重量%が使用されて酸化剤の結晶析出を制御する。0.3重量%以下では結晶制御が困難であり、10重量%以上では起爆性能が阻害される。好ましくは1〜5重量%である。増粘剤は結晶抑制の他に耐水性も改善する。
【0019】本発明の気泡剤は従来のスラリー爆薬やエマルション爆薬に使用されている公知の無機、有機の微小中空体が使用される。例えば、無機微小中空体体としては、パーライト、シラスバルーン、ガラスマイクロバルーン等であり、有機微小中空体としは、熱可塑性を有する塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、メチルメタクリレート−アクリルニトリル共重合体等に低沸点炭化水素を内包させた微粒子を発泡させたものである。又、本発明で用いる気泡剤の形状や粒径は特に限定しないが、球の表面が粗くなったり、径が大きくなると高濃度酸化剤水溶液の結晶成長を助長し、経時性能に支障をきたす。好ましくは表面が水に濡れる易いものや、平滑なものがよい。又、好ましい粒径は1000ミクロン以下であり、より好ましくは100ミクロン以下のものが50重量%以上である。
【0020】本発明の気泡剤の添加量は0〜10重量%が使用される。固形状の爆薬粒子間の空隙でも実用的な性能が維持されるので気泡剤は必ずしも必要としないが、より性能を安定化するには10重量%以下が必要である。10重量%以上では爆発力が低下する。
【0021】本発明の含水爆薬組成物が製造される例として、■硝安70重量%、硝酸ナトリウム17重量%及び水5重量%を収納する容器を加温して透明な高濃度酸化剤水溶液を収納する容器を準備する。次いで、ワックス5重量%、乳化剤2重量%、を加温調整して液状にしたワックス等の収納容器内へ前記の高濃度酸化剤水溶液を加えながら、両者の混合液に約20KHZの超音波を照射すると、約2〜3分で乳化物が浮遊し、エマルションの種が形成される。エマルションの種が形成された後は、そのまま超音波を照射継続してエマルション組成物としても良いが、簡便なスリーワンミキサー等で低速攪拌してエマルション組成物としても良い。前記のエマルション組成物に増粘剤1重量%加えてシート状に成型して固形含水爆薬組成物を得る方法。■硝安66重量%、硝酸ナトリウム15重量%及び73%硝酸モノメチルアミン水溶液10重量%を収納する容器を加温して透明な高濃度酸化剤水溶液を収納する容器を準備する。次いで、ワックス5重量%、乳化剤2重量%、を加温調整して液状にしたワックス等の収納容器内へ前記の高濃度酸化剤水溶液を加えながら、両者の混合液に約20KHZの超音波を照射すると、約2〜3分で乳化物が浮遊し、エマルションの種が形成される。エマルションの種が形成された後は、そのまま超音波を照射継続してエマルション組成物としても良いが、簡便なスリーワンミキサー等で低速攪拌してもエマルション組成物としても良い。前記のエマルション組成物に増粘剤2重量%を加え、シート状にして放冷し、固形含水爆薬組成物を得る方法。■硝安65重量%、硝酸ナトリウム15重量%及び73%硝酸モノメチルアミン水溶液10重量%を収納する容器を加温して透明な高濃度酸化剤水溶液を収納する容器を準備する。次いで、ワックス5重量%、乳化剤2重量%、を加温調整して液状にしたワックス等の収納容器内へ前記の高濃度酸化剤水溶液を加えながら、両者の混合液に約20KHZの超音波を照射すると、約2〜3分で乳化物が浮遊し、エマルションの種が形成される。エマルションの種が形成された後は、そのまま超音波を照射継続してエマルション組成物としたのちに、気泡剤2重量%又は増粘剤1重量%をまぶしながら混合して含水爆薬組成物としても良いが、簡便なスリーワンミキサー等で低速攪拌してエマルション組成物とした後に気泡剤2重量%又は増粘剤1重量%をまぶしながら放冷して固形含水爆薬組成物をえる方法等がある。
【0022】何れの方法で得た含水爆薬組成物も製造直後の薬温の高い時は液的な流動を示すが、薬温の低下と共に非流動化し、次第に固形化する。従って、薬温の低下が進む時点又は固形化した後に所望の形に成型することが出来る。より効率的な成型方法は液的な流動性を保持する時点で、ベルトコンベアー上に薄く広げて放置冷却しながら固化させたのちに、ペレット状に成型する方法である。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を説明する。尚、酸化剤を主とする結晶の占める割合、耐水性、爆速及びベトツキ等の測定は下記方法にて実施した。
【0024】(酸化剤を主とする再結晶の占める割合の測定)試料の一部をカバーグラスとスライドグラス間に薄く延ばして倍率400の光学顕微鏡にセットし、試料全体に対する酸化剤を主とする再結晶部分の割合(以降は酸化剤結晶割合と略称する)を5名の観察者によって測定し、その平均を測定値として表示した。
【0025】(耐水性の測定)試料約100gを外周に18カ所の開孔部(開孔径3mm)を設けた容器(VP30;内径31mm、管長150mm)に充填して、両方の開口部を塞いだのちにポリバケツ(登録商標)底部に静置する。次いで、前記のバケツに水道水を流速2リットル/分で継続注水し、注水開始から7時間後に試料入り容器を回収する。前記の回収容器をブースター2榎10gを結着した6号雷管で起爆させ、完爆すれば○、不爆であれば×として耐水性能を表示した。
【0026】(爆速の測定)試料約300〜400gをJISG3452鋼管(内径35.7mm、管長350mm)に充填し、ブースター2榎ダイナマイト30gを結着した6号雷管で起爆させ、火薬学会規格ES−41(2)の方法にて常温での爆速を測定して、爆速値として表示した。
【0027】(ベトツキの測定)5名の測定者がそれぞれ、試料を手に採り指で延ばしながらベトツキ具合を測定し、ベトツキなしを○、ベトツキ小を△、ベトツキ大を×として記録した。尚、ベトツキ小△を実用上の下限界とした。
【0028】(実施例1)固形パラフィン(和光純薬製商品名;パラフィン)4.5重量%、流動パラフィン(石津製薬製商品名;流動パラフィン試薬1級)0.5重量%、乳化剤(花王製商品名;エキセル300)2重量%を溶解混合した燃料成分に硝安(三菱化成製)70重量%、硝酸ナトリウム(三菱化成製)18重量%、水(工業用水)4重量%の透明な酸化剤水溶液を加えた混合溶液へ超音波ホモジナイザー(ULTRASONIC GENERATOR MODDEL−US;日本精機製作所製)のチップ先端を前記混合溶液の液面下に挿入し、前記ホモジナイザーを約5分間、400μAで稼働させて、製造温度約140℃にて比重1.45のエマルション組成物とした後に、前記のエマルション組成物をテフロン(登録商標)シート上に薄く延ばしてポリアクリルアミド(PN161;第一製薬(株)商品名)1重量%を加えて放冷した後、ペレット状の本発明の固形含水爆薬組成物を得た。その3日後及び1年後の酸化剤結晶割合、耐水性、爆速、ベトツキを測定し、その結果を3日後を表1に、及び1年後を表2に示した。以下、実施例および比較例において表1、2は同様である。
【0029】(実施例2)ワックス(日本精蝋製商品名;Hi−Hic1045)5重量%、乳化剤(花王製商品名;エキセル300)2重量%を溶解混合した燃料成分に硝安(三菱化成製)69重量%、硝酸ナトリウム(三菱化成製)17重量%、水(工業用水)5重量%の透明な酸化剤水溶液を加えた混合溶液の液面下に超音波ホモジナイザー(ULTRASONIC GENERATOR MODDEL−US;日本精機製作所製)のチップ先端を挿入し、前記ホモジナイザーを約5分間、400μAで稼働させて製造温度約130℃にて比重1.50のエマルション組成物とした後に、ポリアクリルアミド(PN161;第一製薬(株)商品名)2重量%を加えてテフロンシート上に薄く延ばして放冷後に成型してペレット状の本発明の固形含水爆薬組成物を得た。その3日後及び1年後の酸化剤結晶割合、耐水性、爆速、ベトツキを測定し、その結果を表1及び表2に示した。
【0030】(実施例3)ワックス(日本精蝋製商品名;Hi−Hic1045)5重量%、乳化剤(花王製商品名;エキセル300)2重量%を溶解混合した燃料成分に硝安(三菱化成製)65重量%、硝酸ナトリウム(三菱化成製)15重量%、73%硝酸モノメチルアミン水溶液11重量%の透明な酸化剤水溶液を加えながら、超音波ホモジナイザー(ULTRASONIC GENERATOR MODDEL−US;日本精機製作所製)のチップ先端を混合溶液の液面下に挿入し、前記ホモジナイザーを約5分間、400μAで稼働させて製造温度約130℃にて比重1.50のエマルション組成物とした後に、ポリアクリルアミド(PN161;第一製薬(株)商品名)2重量%を加えてテフロンシート上に薄く延ばして放冷後に成型してペレット状の本発明の固形含水爆薬組成物を得た。その3日後及び1年後の酸化剤結晶割合、耐水性、爆速、ベタツキを測定し、その結果を表1及び表2に示した。
【0031】(実施例4)ワックス(日本精蝋製商品名;Hi−Hic1045)5重量%、乳化剤(花王製商品名;エキセル300)2重量%を溶解混合した燃料成分に超音波ホモジナイザー(ULTRASONIC GENERATOR MODDEL−US;日本精機製作所製)のチップ先端を液面下に挿入し、前記ホモジナイザーを約400μAで稼働させてながら、前記の燃料成分中に硝安(三菱化成製)73重量%、硝酸ナトリウム(三菱化成製)15重量%、水(工業用水)5重量%の透明な酸化剤水溶液を少量ずつ添加し、前記ホモジナイザーを約5分間稼働させて製造温度約130℃にて比重1.50のエマルション組成物とした後に、ポリアクリルアミド(PN161;第一製薬(株)商品名)1重量%を加えてテフロンシート上に薄く延ばしながら、シラスバルーン(SMB5011;イジチ化成製商品名)5重量%を組成物の表面にまぶしながら放冷し、比重1.16のペレット状の本発明の固形含水爆薬組成物を得た。その3日後及び1年後の酸化剤結晶割合、耐水性、爆速、ベタツキを測定し、その結果を表1及び表2に示した。
【0032】(実施例5)ワックス(日本精蝋製商品名;Hi−Hic1045)5重量%、乳化剤(花王製商品名;エキセル300)2重量%を溶解混合した燃料成分に超音波ホモジナイザー(ULTRASONIC GENERATOR MODDEL−US;日本精機製作所製)のチップ先端を液面下に挿入し、前記ホモジナイザーを約400μAで稼働させてながら、前記の燃料成分中に硝安(三菱化成製)71.5重量%、硝酸ナトリウム(三菱化成製)15重量%、水(工業用水)5重量%の透明な酸化剤水溶液を少量ずつ添加し、前記ホモジナイザーを約5分間稼働させて製造温度約130℃にて比重1.50のエマルション組成物とした後に、ポリアクリルアミド(PN161;第一製薬(株)商品名)1重量%を加えて、テフロンシート上に薄く延ばしながら、エクスパンセル551DE(エクスパンセル社製商品名)0.5重量%を組成物の表面にまぶして放冷し、比重1.15のペレット状の本発明の固形含水爆薬組成物を得た。その3日後及び1年後の酸化剤結晶割合、耐水性、爆速、ベタツキを測定し、その結果を表1及び表2に示した。
【0033】(実施例6)ワックス(日本精蝋製商品名;Hi−Hic1045)5重量%、乳化剤(花王製商品名;エキセル300)2重量%を溶解混合した燃料成分に超音波ホモジナイザー(ULTRASONIC GENERATOR MODDEL−US;日本精機製作所製)のチップ先端を液面下に挿入し、前記ホモジナイザーを約400μAで稼働させてながら、前記の燃料成分中に硝安(三菱化成製)68重量%、硝酸ナトリウム(三菱化成製)15重量%、73%硝酸モノメチルアミン硝酸水溶液(旭化成製)10重量%の透明な酸化剤水溶液を少量ずつ添加し、前記ホモジナイザーを約5分間稼働させて製造温度約140℃にて比重1.50のエマルション組成物とした後に、グァーガム(ジャガー8158;三晶(株)商品名)1重量%を加えテフロンシート上に薄く延ばしながら、エクスパンセル551DE(エクスパンセル社製商品名)約0.5重量%を組成物の表面にまぶして放冷し、比重1.15のペレット状の本発明の固形含水爆薬組成物を得た。その3日後及び1年後の酸化剤結晶割合、耐水性、爆速、ベタツキを測定し、その結果を表1及び表2に示した。
【0034】(実施例7)ワックス(日本精蝋製商品名;Hi−Hic1045)5重量%、乳化剤(花王製商品名;エキセル300)2重量%を溶解混合した燃料成分に超音波ホモジナイザー(ULTRASONIC GENERATOR MODDEL−US;日本精機製作所製)のチップ先端を液面下に挿入し、前記ホモジナイザーを約400μAで稼働させてながら、前記の燃料成分中に硝安(三菱化成製)68重量%、硝酸ナトリウム(三菱化成製)15重量%、73%硝酸モノメチルアミン硝酸水溶液(旭化成製)10重量%の透明な酸化剤水溶液を少量ずつ添加し、前記ホモジナイザーを約5分間稼働させて製造温度約140℃にて比重1.50のエマルション組成物とした後に、グァーガム(ジャガー8158;三晶(株)商品名)1重量%を加えテフロンシート上に薄く延ばしながら、エクスパンセル551DE(エクスパンセル社製商品名)約0.5重量%を組成物の表面にまぶして放冷し、比重1.15のペレット状の本発明の固形含水爆薬組成物を得た。その3日後及び1年後の酸化剤結晶割合、耐水性、爆速、ベタツキを測定し、その結果を表1及び表2に示した。
【0035】(比較例1)固形パラフィン(和光純薬製商品名;パラフィン)4.5重量%、流動パラフィン(石津製薬製商品名;流動パラフィン試薬1級)0.5重量%、乳化剤(花王製商品名;エキセル300)2重量%を溶解混合した燃料成分の液面下に、ホモジナイザー(BIO MIXERABM型;日本精機製作所製)のグーリンセル先端を挿入して約500〜1000rpmで稼働させながら、硝安(三菱化成製)67重量%、硝酸ナトリウム(三菱化成製)18重量%、水(工業用水)4重量%の透明な酸化剤水溶液を少量ずつ添加し、添加終了より約30分間攪拌したのちに放冷しながらシート状に成型した固形状のエマルション組成物とした。その3日後及び1年後の酸化剤結晶割合、耐水性、爆速、ベタツキを測定し、その結果を表1及び表2に示した。
【0036】(比較例2)ワックス(日本精蝋製商品名;Hi−Hic1045)5重量%、乳化剤(花王製商品名;エキセル300)2重量%を溶解混合した燃料成分に超音波ホモジナイザー(ULTRASONIC GENERATOR MODDEL−US;日本精機製作所製)のチップ先端を液面下に挿入し、前記ホモジナイザーを約400μAで稼働させてながら、前記の燃料成分中に硝安(三菱化成製)70重量%、硝酸ナトリウム(三菱化成製)13重量%、水(工業用水)5重量%の透明な酸化剤水溶液を少量ずつ添加し、前記ホモジナイザーを約5分間稼働させて製造温度約130℃にてエマルション組成物とした後に、テフロンシート上に薄く延ばしながら、シラスバルーン(SMB5011;イジチ化成製商品名)5重量%を組成物の表面にまぶしながら放冷し、比重1.16のペレット状の本発明の固形含水爆薬組成物を得た。その3日後及び1年後の酸化剤結晶割合、耐水性、爆速、ベタツキを測定し、その結果を表1及び表2に示した。
【0037】(比較例3)ワックス(日本精蝋製商品名;Hi−Hic1045)5重量%、乳化剤(花王製商品名;エキセル300)2重量%を溶解混合した燃料成分に超音波ホモジナイザー(ULTRASONIC GENERATOR MODDEL−US;日本精機製作所製)のチップ先端を液面下に挿入し、前記ホモジナイザーを約400μAで稼働させてながら、前記の燃料成分中に硝安(三菱化成製)59重量%、硝酸ナトリウム(三菱化成製)10重量%、水(工業用水)12重量%の透明な酸化剤水溶液を添加し、前記ホモジナイザーを約5分間稼働させて製造温度約130℃にてエマルション組成物とした後に、テフロンシート上に薄く延ばしながら、ポリアクリルアミド(SMB5011;イジチ化成製商品名)12重量、エクスパンセル551DE(エクスパンセル社製商品名)約0.5重量%を加えて比重1.17のエマルション爆薬を得た。その3日後及び1年後の酸化剤結晶割合、耐水性、爆速、ベタツキを測定し、その結果を表1及び表2に示した。
【0038】
【表1】

【0039】
【表2】

【0040】
【発明の効果】本発明の固形含水爆薬組成物及びその製造方法は、従来の顆粒状爆薬の欠点であった耐水性や爆性の劣化、エマルション爆薬のベトツキを改善すると共に、機械装填容易な形状に成型可能にして、消費現場に於ける発破時の安全性、爆薬の取扱性及び充填作業効率を大巾に改善した。又、超音波を製造工程に使用することによって、危険な爆薬の製造作業の安全性及び効率化を可能にした。




 

 


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