(57)【要約】【課題】爆薬威力、流動性、取扱性に優れ、水中に分離、浮遊することなく、且つ穿孔内に存在する水及び浸入する水を除去せずに使用可能とする優れた耐水性を具備し、且つ簡便な装置で容易に製造でき、高比重の爆薬組成物を提供すること。【解決手段】可燃剤として樹脂が有機溶剤に溶解及び／又は分散されてなる分散媒を準備し、該分散媒をポーラスプリル硝酸アンモニウムに代表される酸化剤および比重調整剤と混合し、乾燥させて得られる爆薬組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
硝酸アンモニウムと、可燃剤と、比重調整剤と、
を少なくとも含む爆薬組成物において、
前記可燃剤が、
溶媒溶解性及び／又は溶媒分散性の樹脂であることを特徴とする爆薬組成物。
【請求項２】
前記樹脂が、
酢酸ビニル系樹脂、セルロイド系樹脂、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、エチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂およびゴム系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の爆薬組成物。
【請求項３】
前記比重調整剤が、
アルミニウム、マグネシウム、マンガン、銀、金、銅、ケイ素鋼、クロムおよび亜鉛からなる群から選ばれる少なくとも１つの金属又は金属酸化物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の爆薬組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の爆薬組成物を具備した爆薬であって、該爆薬組成物の装填比重が０．９０以上であることを特徴とする爆薬。
【請求項５】
樹脂が有機溶剤に溶解及び／又は分散されてなる分散媒を準備し、該分散媒を硝酸アンモニウムおよび比重調整剤と混合後、乾燥する工程
を有する爆薬組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、採石、採鉱、採炭、ずい道堀進等の産業用爆破作業に広く利用される爆薬組成物に関し、より詳しくは、悪天時においても穿孔等に直接装填して使用可能な、耐水性に優れた爆薬組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
爆破作業等に用いられる産業用爆薬としては、ダイナマイト、含水爆薬、硝安爆薬、硝安油剤爆薬（以下、「ＡＮＦＯ爆薬」と略記する。）等が多く用いられている。これらの爆薬のうち、ＡＮＦＯ爆薬は比較的簡単に製造できる爆薬であり、他の産業用爆薬より安価で、安全性の高い爆薬としてよく知られている。
【０００３】
このＡＮＦＯ爆薬は、硝酸アンモニウム（以下、「硝安」と略記する。）に代表される流動性を有した粒状酸化剤物質を含み、上記爆薬組成物を穿孔内に直接流し込むことによって装填可能であり、また、ローダー等の装填機を用い機械的、自動的に装填、填薬することが出来るという、他の爆薬にはない優れた取扱い性を有しており、極めて広範な発破現場に使用されている。
【０００４】
ＡＮＦＯ爆薬組成物は、酸化剤として多孔質粒状（以下、「ポーラスプリル」という。）の硝安を含み、この硝安が、爆薬組成物全体の９０重量％以上を占めることが多い。ＡＮＦＯ爆薬は、このポーラスプリル硝安に軽油などの液体燃料成分が混合された爆薬組成物を具備した爆薬である。
【０００５】
ここで、上記ポーラスプリル硝安は水１００ｇに対して０℃で約１２０ｇ、また１００℃において約９５０ｇ溶解し、水に対して非常に溶解しやすい特徴がある。
【０００６】
従ってＡＮＦＯ爆薬組成物は、爆破用の穿孔内に水が存在したり、地下水が浸み込んだり、雨水が浸入した場合には、硝安が容易に穿孔内で溶解し、燃料油と分離するために爆発性を失うことがある。従って、このような条件化では、耐水性のあるダイナマイト、あるいは含水爆薬等を使用するか、予めポリチューブ製薬筒のような防水性のある包装材料に爆薬組成物が装填されたＡＮＦＯ爆薬が使用される。
【０００７】
しかし、一般にダイナマイトや含水爆薬はＡＮＦＯ爆薬と比べ高価であり、その使用は発破コストの増大に繋がる。さらに防水性のある包装材料を使用すると、元来バルクで簡単に装填することのできるという利点を失うばかりでなく、包装された爆薬と穿孔壁との間に隙間が生じ、穿孔内にＡＮＦＯ爆薬組成物を直接装填する場合に比べて、十分な発破効果を得ることができない場合がある。
【０００８】
さらにはポリチューブで包装されたＡＮＦＯ爆薬は、穿孔内への装填時に穿孔壁の石等によって損傷し、包装内部に水が浸入し、ＡＮＦＯ爆薬組成物が吸水・吸湿してしまい爆発性能を失う可能性がある。また穿孔内に水が大量に存在する場合、比重が小さく、爆薬自体が浮遊してしまうため、別途穿孔内から水を排出させる必要がある。
【０００９】
上記問題を解決するため、より耐水性を向上させた爆薬組成物が以下の特許文献に開示されている。
【００１０】
特許文献１には、ＡＮＦＯ爆薬に増粘安定剤を加えた爆薬組成物が開示されている。該爆薬組成物は、吸水することによって増粘効果を呈する増粘安定化剤を用い、硝安の溶解を防止するものである。
しかしながらその耐水効果については十分と言えず、さらに耐水性に優れる爆薬組成物が求められている。
【００１１】
特許文献２には、耐水性を有するエマルション爆薬組成物とＡＮＦＯ爆薬組成物とを併用させることが開示されている。しかし、複数種の爆薬組成物の混合によって危険性が増大するおそれがあり、またエマルション爆薬組成物を別途製造する工程が必要となる。さらにはＡＮＦＯ爆薬組成物中の粒子によってエマルションの破壊が進行し、貯蔵安定性が低下するという問題がある。
【００１２】
特許文献３、４にはさらにポーラスプリル硝安に溶融ワックス、熱硬化性樹脂等を用いた爆薬組成物が開示されている。
上記爆薬組成物は、ポーラスプリル硝安の耐水性を向上させるために、樹脂やパラフィン等の固形ポリマーによって当該ポーラスプリル硝安の表面を被覆することを特徴とするものであるが、その被覆処理の際、予め固形ポリマーを加熱溶融させ、ポーラスプリル硝安と混合後、冷却する方法が採られている。
この際、ポーラスプリル硝安は、溶融温度まで達したポリマーに接触されることによって、硝安結晶の相転移が生じ、ひいては爆薬組成物の爆発威力や起爆感度に悪影響を生じるおそれがある。
【００１３】
また上記爆薬組成物は、比重が小さく、水に浮いてしまう問題がある。爆薬が水に浮くと発破の際、伝爆性が維持できず、場合により爆轟中断が生じる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０００−０１６８９１号公報
【特許文献２】特開平７−１４４９９０号公報
【特許文献３】特開２００２−０２９８７７号公報
【特許文献４】特開２００２−０４７０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、上記課題に鑑みなされたものであり、爆薬威力が低下することなく、且つ流動性、取扱性等のＡＮＦＯ爆薬の利点を具備し、水中に分離、浮遊することなく、穿孔内に存在する水及び浸入する水を除去せずに使用可能である優れた耐水性を具備し、簡便な装置で容易に製造できる爆薬組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、鋭意検討した結果、樹脂が有機溶剤に溶解及び／又は分散されてなる分散媒を準備し、該分散媒を硝酸アンモニウムおよび比重調整剤と混合し、乾燥させて得られる爆薬組成物が、上記課題を解決できることを見出し本発明に完成に至った。
【００１７】
すなわち本発明は、
（１）：硝酸アンモニウムと、可燃剤と、比重調整剤と、を少なくとも含む爆薬組成物において、
上記可燃剤が、溶媒溶解性及び／又は溶媒分散性の樹脂であることを特徴とする爆薬組成物を提供するものである。
【００１８】
また本発明は、
（２）：上記樹脂が、酢酸ビニル系樹脂、セルロイド系樹脂、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、エチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂およびゴム系樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする（１）に記載の爆薬組成物を提供するものである。
【００１９】
また本発明は、
（３）：上記比重調整剤が、
アルミニウム、マグネシウム、マンガン、銀、金、銅、ケイ素鋼、クロムおよび亜鉛からなる群から選ばれる少なくとも１つの金属又は金属化合物であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の爆薬組成物を提供するものである。
【００２０】
また本発明は、
（４）：（１）〜（３）のいずれかに記載の爆薬組成物を具備した爆薬であって、上記爆薬組成物の装填比重が０．９０以上であることを特徴とする爆薬を提供するものである。
【００２１】
また本発明は、
（５）：樹脂が有機溶剤に溶解及び／又は分散されてなる分散媒を準備し、上記分散媒を硝酸アンモニウムおよび比重調整剤と混合後、乾燥する工程
を有する爆薬組成物の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、取扱性に優れ、加熱等の処理が不要でより簡便な工程により爆薬組成物を製造可能であり、かつ、優れた爆薬性能、耐水性を有する爆薬組成物を提供することができる。また、水中に没した際にも、爆薬組成物が分離や浮遊することなく、爆轟中断しにくい爆薬組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
まず、本発明の爆薬組成物について説明する。
本発明の爆薬組成物は、硝酸アンモニウムを酸化剤として用いるものであり、可燃剤として溶媒溶解性及び／又は溶媒分散性の樹脂を少なくとも含むことを特徴とする爆薬組成物である。
【００２４】
（硝酸アンモニウム）
本発明に用いることができる硝酸アンモニウム（硝安）は、粒状の硝酸アンモニウムを用いることができ、プリル状ないしポーラスプリル状のものを好ましく使用することができる。
ポーラスプリル硝安としては、平均粒径が０．５〜３．０ｍｍの範囲のものを使用できる。
上記粒状硝安、プリル硝安、ポーラスプリル硝安はさらにこれを粉砕したものも使用することができる。
【００２５】
一般に、ポーラスプリル硝安は他の硝安より低比重で反応性が高い利点がある。その一方でプリル硝安もしくは粉状硝安を用いることで高比重化および威力向上が期待できる。
従って、反応性と威力向上の両立を目的とし、上記硝安を混合して用いることも可能である。
【００２６】
本発明に用いることができる硝酸アンモニウムの比重は、０．６０〜１．００ｇ／ｃｍ３のものを用いることができる。
ここで、比重とは、かさ比重のことを示し、ＪＩＳ  Ｋ  ６７２１に示す方法で測定することができる。
【００２７】
（分散媒）
本発明に用いられる樹脂は、分散媒に溶解ないし分散可能な樹脂を使用することができる。
ここで、分散媒とは、水あるいは有機溶媒を示す。
上記有機溶媒としては、メタノール、エタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、トルエン、酢酸ビニルモノマー等を使用することができ、これらの中でも、低温で樹脂を乾燥固化可能な、常温で揮発性の高い有機溶剤を好ましく使用することができる。
そのような揮発性の高い有機溶剤としては、メタノール、アセトンを挙げることができる。
【００２８】
（樹脂）
本発明に用いられる樹脂は、酢酸ビニル系樹脂、セルロイド系樹脂、アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、エチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂およびゴム系樹脂を使用することができ、これらの中でも、成形性、成膜性の面から、ポリ酢酸ビニル樹脂、セルロイド系樹脂を好ましく使用することができる。
上記樹脂を上記有機溶剤に溶解乃至分散させた分散媒を準備し、上記硝安および後述する比重調整剤等と混合し、乾燥させることで、粒状の硝安の表面を被覆することが可能となる。その結果、硝安の耐水性向上がはかれ、水中に分離、浮遊することを防止できる。さらに、上記樹脂は可燃剤として作用し、優れた爆発性に寄与する。
【００２９】
（比重調整剤）
本発明に用いられる比重調整剤は、爆薬組成物に混合することで該爆薬組成物全体の填薬比重を増加可能なものを使用することができ、爆薬の性能を考慮すると、少量の添加で高比重になり、且つ反応に寄与するものであることが好ましい。
そのような比重調整剤として、金属粉若しくは金属酸化物を使用することができ、具体的には、アルミニウム、マグネシウム、マンガン、銀、金、銅、ケイ素鋼、クロムおよび亜鉛の金属粉若しくは金属酸化物が挙げられる。これらの中でも工業的な入手のし易さやコストの面からアトマイズアルミニウム、二酸化マンガン（ＩＶ）を好ましく使用することができる。
これら、比重調整剤自体の比重は、２．５以上であることが望ましい。
これら比重調整剤の配合量としては、好ましくは、酸化剤及び可燃剤の合量１００重量部に対し、３〜３５重量部とすることができる。
【００３０】
（爆薬組成物の製造方法）
次に、本発明の爆薬組成物の製造方法について説明する。
酸化剤である上記粒状硝安を準備する一方、可燃剤である上記樹脂を分散媒に溶解ないし分散させた分散媒を調整する。
ここで分散媒に対する樹脂の溶解ないし分散濃度については、樹脂固形分が１０〜５０重量％の範囲、好ましくは酸化剤との混合性（樹脂混合物の粘度）の面から１０〜３０重量％の範囲で溶解ないし分散させた分散媒として使用できる。
【００３１】
（爆薬としての使用方法）
本発明の爆薬について説明する。
上記した本発明の爆薬組成物を用い、装填比重として０．９０以上、好ましくは０．９０〜１．１０の範囲で爆薬組成物を装填する。
（装填比重の求め方）
ここで、装填比重としては、以下に示す方法で表すことができる。
装填比重（ｇ／ｃｍ３）＝爆薬装填量（ｇ）／充填体積（ｃｍ３）
【実施例】
【００３２】
以下、実施例を挙げ説明する。なお、本発明は、本実施例によって何ら制限されるものではない。
【００３３】
実施例１
かさ比重０．７０ｇ／ｃｍ３、平均粒径１．３ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウム５９重量部と比重２．７、平均粒径５〜１０μｍのアトマイズアルミニウム１２重量部混合させた後、１０重量％セルロイド樹脂アセトン溶液２９重量部混合させ、混合させながらアセトンを揮発させることで本発明の爆薬組成物を得た。
【００３４】
実施例２
かさ比重０．７０ｇ／ｃｍ３、平均粒径１．３ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウム４７重量部と比重５．０、平均粒径１０μｍの酸化マンガン（ＩＶ）６重量部混合させた後、１０重量％セルロイド樹脂アセトン溶液４７重量部混合させ、混合させながらアセトンを揮発させることで本発明の爆薬組成物を得た。
【００３５】
実施例３
かさ比重０．７０ｇ／ｃｍ３、平均粒径１．３ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウム６１重量部と比重５．０、平均粒径１０μｍの酸化マンガン（ＩＶ）７重量部混合させた後、２０重量％酢酸ビニル共重合体系樹脂（溶媒：メタノール及びアセトンの混合物)３２重量部混合させ、混合させながらメタノール及びアセトンを揮発させることで本発明の爆薬組成物を得た。
【００３６】
実施例４
かさ比重０．７０ｇ／ｃｍ３、平均粒径１．３ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウム２４重量部とその粉砕品２４重量部（平均粒径５〜１０μｍ）、さらに比重５．０、平均粒径１０μｍの酸化マンガン（ＩＶ）５重量部混合させた後、１０％セルロイドアセトン溶液４７重量部混合させ、混合させながらアセトンを揮発させることで本発明の爆薬組成物を得た。
【００３７】
比較例１
かさ比重０．７０ｇ／ｃｍ３、平均粒径１．３ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウム９４重量部と２号軽油６重量部を混合し、比較用の爆薬組成物（ＡＮＦＯ爆薬組成物）を得た。
【００３８】
比較例２
かさ比重０．７０／ｃｍ３、平均粒径１．３ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウム８０重量部と０．２重量％水溶液２０℃における粘度が４０ｍＰａ・ｓのカルボキシメチルセルロースナトリウムを１５重量部混合させ、その後２号軽油を５重量部混合させ比較用の爆薬組成物を得た。
【００３９】
比較例３
かさ比重０．７０／ｃｍ３、平均粒径１．３ｍｍのポーラスプリル硝酸アンモニウム８８重量部を９０℃に加温した容器に入れ、１００℃で溶融したパラフィンワックス１２重量部を混合させ比較用の爆薬組成物を得た。
【００４０】
実施例１〜４及び比較例１〜３で製造した爆薬組成物の組成を表１に示す。
【００４１】
【表１】
2010189199.tif 000002
＊上表の重量％は、爆薬組成物における、各構成の重量％を示し、特に、実施例１〜４の重量％は、分散溶媒揮発後の重量％を示す。
【００４２】
性能試験
（１）装填比重測定
実施例１〜４、比較例１〜３で得られた爆薬組成物を、３２Ａ炭素鋼鋼管（内径φ３５ｍｍ、長さ３００ｍｍ）に十分に装填した時の薬量を測定し、そして装填比重を下式より装填比重を求めた。
装填比重（ｇ／ｃｍ３）＝爆薬組成物の重量（ｇ）／３２Ａ炭素鋼鋼管内の体積（ｃｍ３）
【００４３】
（２）爆速測定
実施例１〜４、比較例１〜３で得られた爆薬組成物を、ＪＩＳ  Ｋ−４８０１規格に基づいて、３２Ａ炭素鋼鋼管（内径φ３５ｍｍ、長さ３００ｍｍ）に装填し、５０ｇのエマルション爆薬をブースターとして６号電気雷管で起爆し、イオンギャップ法によって爆速を測定した。
【００４４】
（３）耐水・浸水試験
実施例１〜４、比較例１〜３で得られた爆薬組成物を、２００ｍｌのメスシリンダーに装填し、水を流し込んだ。浸水４時間後の溶解及び浮遊状況を観察し、耐水性について評価を行った。
【００４５】
（４）浸水後起爆試験
実施例１〜４、比較例１〜３で得られた爆薬組成物を、内径φ３５ｍｍ、長さ２５０ｍｍのポリ袋に装填し、水を流し込んだ。水を流入してから４時間後にＪＩＳ  Ｋ−４８０１規格に基づいて、３２Ａ炭素鋼鋼管（内径φ３５ｍｍ、長さ３００ｍｍ）にポリ袋毎装填し、５０ｇのエマルション爆薬をブースターとして６号電気雷管で起爆し、鋼管の破砕状況及び判定板で爆・不爆を判定した。
【００４６】
これらの試験結果を表２に示す。
【００４７】
【表２】
2010189199.tif 000003
【００４８】
表２の結果から、実施例１〜４は、比較例１〜３と比較すると、常温にて簡便に製造でき、爆速は同程度維持したまま、装填比重が高いため水に浮かず、耐水性が著しく向上していることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の爆薬組成物は、耐水性に優れ、採石、採鉱、採炭、ずい道堀進等の産業用爆破作業に広く利用される爆薬に好適に使用できる。