(57)【要約】      （修正有）【課題】銃撃感度が低く耐銃撃性に優れると共に、爆発エネルギーを効果的に抑えて周囲の人員に対する安全性が向上された反応装甲を得ることができる、反応装甲用の炸薬組成物を提供する。【解決手段】爆薬成分と、難燃性可塑剤と、バインダー成分とを含有する反応装甲用炸薬組成物であって、前記爆薬成分がシクロテトラメチレンテトラニトラミンであり、さらにエネルギー調整剤として中実ガラスビーズを含有する、反応装甲用炸薬組成物。前記難燃性可塑剤を含ハロゲンリン酸エステルとし、前記バインダー成分をウレタン系樹脂とすることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
爆薬成分と、難燃性可塑剤と、バインダー成分とを含有する反応装甲用炸薬組成物であって、
前記爆薬成分がシクロテトラメチレンテトラニトラミンであり、
さらにエネルギー調整剤として中実ガラスビーズを含有することを特徴とする、反応装甲用炸薬組成物。
【請求項２】
前記爆薬成分の含有量が６５〜８０％重量であり、
前記難燃性可塑剤の含有量が９〜１３重量％であり、
前記バインダー成分の含有量が５〜１２重量％であり、
前記エネルギー調整剤の含有量が５〜１０重量％である（前記各成分の合計含有量は１００重量）、請求項１に記載の炸薬組成物。
【請求項３】
前記難燃性可塑剤が含ハロゲンリン酸エステルであり、
前記バインダー成分がウレタン系樹脂である、請求項１または請求項２に記載の反応装甲用炸薬組成物。
【請求項４】
前記含ハロゲンリン酸エステルが、トリス（クロロエチル）ホスフェート又はトリス（ジクロルプロピル）ホスフェートである、請求項３に記載の炸薬組成物。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の炸薬組成物を使用した、反応装甲。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銃撃感度が低く耐銃撃性に優れると共に、爆発エネルギーが効果的に抑えられていることで周囲の人員に対する安全性が向上された反応装甲を得ることができる、反応装甲用の炸薬組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
反応装甲（Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ａｒｍｏｒ：ＥＲＡ）とは、戦車などの主装甲の外面に設けられる補助装甲として使用される装甲板であって、２枚の金属板の間に爆発性の物質である炸薬を挟んだ構造をしている。弾殻の内部に炸薬が漏斗状に充填されており、弾着時に漏斗孔の中心線上に爆発のエネルギーを集中させてメタルジェットを放射するモンロー効果を利用した成形炸薬弾（Ｈｉｇｈ Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ Ａｎｔｉ−Ｔａｎｋ：ＨＥＡＴ弾）と称される対戦車用の榴弾が反応装甲に着弾すると、当該反応装甲は、ＨＥＡＴ弾がもたらす圧力に反応して炸薬が起爆して表面側の金属板を高速で吹き飛ばすことで、ＨＥＡＴ弾から発生するメタルジェットの形成を阻害して、メタルジェットが主装甲を貫通することを防ぐために装備される。
【０００３】
したがって、反応装甲用の炸薬は、ＨＥＡＴ弾が着弾した際には的確に起爆してその機能を発揮する必要があるが、その反面、通常の銃弾や金属破片等が反応装甲を貫通する場合には爆発せず、その機能を維持する耐銃撃性が求められる。すなわち、通常の銃弾や金属破片等が反応装甲を貫通する際の摩擦熱による爆轟を抑制し、直ちに鎮火又は燃焼の拡大を抑えて炸薬の大部分がそのまま残存している必要がある。そこで、一般的な反応装甲用の炸薬は、本来機能を果たす爆薬成分に加えて、難燃性を付与するための難燃性可塑剤やバインダー成分を含有してなる。
【０００４】
特許文献１には、反応装甲用としては明記されていないが、爆薬成分と、難燃性可塑剤と、バインダー成分とからなる、反応装甲用の炸薬としても利用し得る難燃性爆薬組成物が開示されている。具体的な各成分としては、爆薬成分としてシクロトリメチレントリニトラミン（ＲＤＸ）又はシクロテトラメチレンテトラニトラミン（ＨＭＸ）が、難燃性可塑剤として含ハロゲン有機化合物、リン酸エステル、含ハロゲンリン酸エステル、無機リン酸化合物、アンチモン化合物、金属水酸化物、又はホウ酸化合物が、バインダー成分として高分子アルコール及びイソシアネートが、それぞれ挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２９３３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のように爆薬成分としてＲＤＸを使用した場合は、銃撃感度が高すぎるため、近年の性能が向上された銃弾が高速で反応装甲に衝突した場合には、炸薬が起爆してしまうおそれが高い。これでは、耐銃撃性を担保できない。一方、爆薬成分としてＨＭＸを使用すれば、銃撃感度はＲＤＸよりも低いため耐銃撃性は向上する。しかしながら、ＲＤＸは爆発エネルギーが高いため、起爆後の反応装甲のプレート速度が過度に高くなってしまう。これでは、反応装甲を備える戦車の周囲にいる人員に対して危害を与える危険性（周囲への攻撃性）が高くなる。なお、プレート速度とは、炸薬の起爆により金属板が吹き飛ばされる速度をいう。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解決するものであって、銃撃感度が低く耐銃撃性に優れると共に、爆発エネルギーを効果的に抑えて周囲の人員に対する安全性が向上された反応装甲を得ることができる、反応装甲用の炸薬組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そのための手段として、本発明は、爆薬成分と、難燃性可塑剤と、バインダー成分とを含有する反応装甲用炸薬組成物であって、前記爆薬成分がシクロテトラメチレンテトラニトラミンであり、さらにエネルギー調整剤として中実ガラスビーズを含有することを特徴とする。このとき、前記爆薬成分の含有量を６５〜８０％重量、前記難燃性可塑剤の含有量を９〜１３重量％、前記バインダー成分の含有量を５〜１２重量％、前記エネルギー調整剤の含有量を５〜１０重量％（前記各成分の合計含有量は１００重量）とする。
【０００９】
これによれば、爆薬成分としてシクロトリメチレントリニトラミン（ＲＤＸ）よりも銃撃感度が低いシクロテトラメチレンテトラニトラミン（ＨＭＸ）を使用すると共に、各成分をバランス良く配合していることで銃撃感度が抑えられ、炸薬組成物延いてはこれを使用した反応装甲の耐銃撃性を向上することができる。その反面、ＨＭＸは爆発エネルギーが高いが、同時にエネルギー調整剤として中実ガラスビーズを所定量含有することで、炸薬組成物の爆発エネルギーを効果的に抑えることができる。これにより、起爆後の反応装甲のプレート速度が減少することで、反応装甲の爆発に伴う周囲の人員への攻撃性を確実に低減することができる。また、中実ガラスビーズの含有量が１０重量％以下であれば、製造時の安全性も担保できる。これに対し、中空のガラスビーズを使用した場合は、当該中空ガラスビーズが鋭感剤として機能することで、銃撃感度が増大してしまう。また、中空構造により炸薬組成物の密度も低下してしまう。
【００１０】
なお、前記難燃性可塑剤を含ハロゲンリン酸エステルとし、前記バインダー成分をウレタン系樹脂とすることが好ましい。さらに、前記含ハロゲンリン酸エステルの中でも、トリス（クロロエチル）ホスフェート又はトリス（ジクロルプロピル）ホスフェートが好適である。これによれば、他の含ハロゲンリン酸エステルを用いた場合よりも、塩素、リンを多く含むことによる高い難燃化効果に加え、ウレタン系樹脂からなるバインダー成分との相溶性も良く、また、高比重かつ可塑性として適当な粘度を有するメリットがある。
【００１１】
また、本発明によれば、上記反応装甲用炸薬を使用した反応装甲を提案することもできる。
【００１２】
なお、本発明において数値範囲を示す「○○〜××」とは、その下限（○○）と上限（××）とを含む概念である。したがって、正確に表せば「○○以上××以下」となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の反応装甲用炸薬組成物によれば、銃撃感度が低く耐銃撃性に優れると共に、爆発エネルギーが効果的に抑えられていることで周囲の人員に対する安全性が向上された反応装甲を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明について詳しく説明する。本発明の炸薬組成物は、戦車等に装備される反応装甲用として好適に使用されるものであって、爆薬成分と、難燃性可塑剤と、バインダー成分と、エネルギー調整剤とを含有する。
【００１５】
＜爆薬成分＞
爆薬成分は、炸薬の本来的機能を果たす成分である。当該爆薬成分としては、シクロテトラメチレンテトラニトラミン（ＨＭＸ）を使用し、その含有量は６５〜８０重量％とする。ＨＭＸの含有量が６５重量％未満では、反応装甲として最低限求められるプレート速度を担保できず、ＨＥＡＴ弾に対して戦車の主装甲を的確に保護できなくなるおそれがある。一方、ＨＭＸの含有量が８０重量％を超えると、銃撃感度が過度に高くなることで耐銃撃性が低下すると共に、プレート速度が過度に高くなることで反応装甲周辺の人員に対する安全性が低下する。
【００１６】
＜難燃性可塑剤＞
難燃性可塑剤は、通常の銃弾や金属破片等が反応装甲を貫通する際の摩擦熱による爆轟を抑制し、直ちに鎮火又は燃焼の拡大を抑える効果を有し、炸薬の銃撃感度（耐銃撃性）を調整するためのものである。当該難燃性可塑剤としては、含ハロゲンリン酸エステルを使用する。含ハロゲンリン酸エステルとしては、トリス（クロロエチル）ホスフェート（ＣＬＰ）、トリス（ジクロルプロピル）ホスフェート（ＣＲＰ）、トリス（β-クロロプロピル）ホスフェート、テトラキス（２クロロエチル）ジクロロイソペンチルジホスフェート、ポリオキシアルキレンビス（ジクロロアルキル）ホスフェートなどを挙げることができる。中でも、トリス（クロロエチル）ホスフェート及び／又はトリス（ジクロルプロピル）ホスフェートが好ましい。これら難燃性可塑剤としての含ハロゲンリン酸エステルは、１種のみを単独使用してもよいし、２種以上を混用することもできる。
【００１７】
含ハロゲンリン酸エステルの含有量は、９〜１３重量％とする。含ハロゲンリン酸エステルの含有量が９重量％未満では、求められる銃撃感度の低減効果が得られず、耐銃撃性を満足できない。一方、含ハロゲンリン酸エステルの含有量が１３重量％を超えると銃撃感度が過度に低下し、ＨＥＡＴ弾が反応装甲に着弾しても炸薬が的確に起爆しなくなる。
【００１８】
＜バインダー成分＞
バインダー成分は、主として各含有成分同士を決着して炸薬組成物を所定形状に成形するための成分であるが、その含有量は銃撃感度（耐銃撃性）やプレート速度にも影響する。当該バインダー成分としては、ウレタン系樹脂を使用する。ウレタン系樹脂とは、水酸基成分とイソシアネート化合物とを反応させてなるものである。水酸基成分としては、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）等のほか、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加したポリエーテル系ポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジエン系ポリオールなどのポリマーポリオールなどが使用できる。イソシアネート化合物としては、トリメチレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、メチレンビス（４、１−フェニレン）＝ジイソシアネート（ＭＤＩ）、３−イソシアネートメチル−３、５、５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート（ＩＰＤＩ）等のほか、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）等のジイソシアネートや、これらジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体、これらジイソシアネートの三量体であるイソシアヌレート体、これらジイソシアネートのビューレット結合体、ポリメリックジイソシアネートなどが例示できる。
【００１９】
バインダー成分の含有量は、５〜１２重量％とする。バインダー成分の含有量が５重量％未満では、求められる銃撃感度（耐銃撃性）を担保できない。一方、バインダー成分の含有量が１２重量％を超えると、相対的にその他の成分の含有量が低下する（希釈される）ことで、ＨＥＡＴ弾が反応装甲に着弾した際に炸薬が的確に起爆しなくなるおそれがあると共に、所望される銃撃感度やプレート速度を満足できなくなる。
【００２０】
＜エネルギー調整剤＞
エネルギー調整剤は、炸薬の爆発エネルギーを低減し、これにより反応装甲のプレート速度を調整するための成分である。当該エネルギー調整剤としては中実のガラスビーズを使用し、その含有量は５〜１０重量％とする。中実ガラスビーズの含有量が５重量％未満ではプレート速度の調整が困難であると共に、銃撃感度も高くなる傾向にある。一方、中実ガラスビーズの含有量が１０重量％を超えると、炸薬組成物中の摩擦感度が過度に高くなり、製造安全性が低下する。
【００２１】
上記各成分を含有する炸薬組成物は、バインダー成分となる水酸基成分をこれの融点以上の温度にて液状にしてその他の成分を撹拌混合し、その後イソシアネート化合物を混合して所定形状に硬化させることで得ることができる。
【００２２】
＜反応装甲＞
本発明の反応装甲は、上記組成の炸薬組成物を、二枚の金属板の間に挟むことで得られる。当該反応装甲は、戦車等の主装甲の外面に対して若干離間した状態で、複数個並設される。本発明の反応装甲は、炸薬組成物が適度な銃撃感度に調整されていることで耐銃撃性が高く、通常の銃弾や金属破片等が反応装甲を貫通しても爆発しないが、ＨＥＡＴ弾が着弾した際には的確に起爆する。その際、炸薬組成物による爆発エネルギーも好適に調整されていることで適度なプレート速度であり、ＨＥＡＴ弾によるメタルジェットの形成を的確に阻害して主装甲を保護しながら、周囲の人員への安全性も高くなっている。なお、ＨＥＡＴ弾によるメタルジェットの形成を的確に阻害しながら、周囲の人員への安全性を確保するには、プレート速度は３５０〜４５０ｍ／ｓ程度であることが好ましい。
【実施例】
【００２３】
以下に、本発明の具体的な実施例及び比較例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２４】
（実施例１）
バインダー成分のうち、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）５．２重量部とトリメチロールプロパン（ＴＭＰ）０．５重量部に対して、難燃性可塑剤としてのトリス（クロロエチル）ホスフェート（ＣＬＰ）１１重量部を、わずかな水分も除去するため、圧力１０ｍｍＨｇ以下の減圧下で６０℃に加温して６０分混合した。これに、爆薬成分としてのシクロテトラメチレンテトラニトラミン（ＨＭＸ）７５重量部と、エネルギー調整剤としての中実ガラスビーズ７重量部とを２回に分けて混合し、同じく圧力１０ｍｍＨｇ以下の減圧下で６０℃に加温して３０分混合した後、バインダー成分の硬化成分としてのトリメチレンジイソシアネート（ＴＤＩ）１．３重量部を添加し、同じく圧力１０ｍｍＨｇ以下の減圧下で６０℃に加温して３０分混合した。
その後、２００ｍｍ×２００ｍｍ×１５ｍｍの金属容器（反応装甲用容器）へ注型し、６０℃の恒温槽で６日間硬化させて反応装甲を製造した。
【００２５】
（実施例２）
爆薬成分の混合量を７７重量部とし、中実ガラスビーズの混合量を５重量部に変更した以外は、実施例１と同様にして反応装甲を製造した。
【００２６】
（実施例３）
爆薬成分の混合量を７２重量部とし、中実ガラスビーズの混合量を１０重量部に変更した以外は、実施例１と同様にして反応装甲を製造した。
【００２７】
（実施例４）
爆薬成分の混合量を６５重量部とし、難燃性可塑剤の混合量を１３重量部とし、バインダー成分の混合量を１２重量部とし、中実ガラスビーズの混合量を１０重量部とした以外は、実施例１と同様にして反応装甲を製造した。
【００２８】
（実施例５）
爆薬成分の混合量を８０重量部とし、バインダー成分の混合量を４重量部とし、中実ガラスビーズの混合量を５重量部とした以外は、実施例１と同様にして反応装甲を製造した。
【００２９】
（実施例６）
難燃性可塑剤の混合量を９重量部とし、バインダー成分の混合量を９重量％とした以外は、実施例１と同様にして反応装甲を製造した。
【００３０】
（実施例７）
難燃性可塑剤の混合量を１３重量部とし、バインダー成分の混合量を５重量％とした以外は、実施例１と同様にして反応装甲を製造した。
【００３１】
（実施例８）
難燃性可塑剤をトリス(ジクロルプロピル)ホスフェート（ＣＲＰ）に変更した以外は、実施例１と同様にして反応装甲を製造した。
【００３２】
（比較例１）
爆薬成分の混合量を７４重量部とし、バインダー成分の混合量を１２重量部とし、中実ガラスビーズの混合量を３重量部とした以外は、実施例１と同様にして反応装甲を製造した。
【００３３】
（比較例２）
爆薬成分の混合量を６５重量部とし、中実ガラスビーズの混合量を１２重量部とし、バインダー成分の混合量を１２重量部とした以外は、実施例１と同様にして反応装甲を製造した。
【００３４】
（比較例３）
爆薬成分の混合量を６２重量部とし、バインダー成分の混合量を１４重量部とし、中実ガラスビーズの混合量を１３重量部とした以外は、実施例１と同様にして反応装甲を製造した。
【００３５】
（比較例４）
爆薬成分の混合量を８２重量部とし、難燃性可塑剤の混合量を９．５重量部とし、バインダー成分の混合量を５重量部とし、中実ガラスビーズの混合量を３．５重量部とした以外は、実施例１と同様にして反応装甲を製造した。
【００３６】
（比較例５）
爆薬成分の混合量を７７重量部とし、難燃性可塑剤の混合量を７重量部とし、バインダー成分の混合量を９重量部とした以外は、実施例１と同様にして反応装甲を製造した。
【００３７】
（比較例６）
爆薬成分の混合量を７３重量部とし、難燃性可塑剤の混合量を１５重量部とし、バインダー成分の混合量を５重量部とした以外は、実施例１と同様にして反応装甲を製造した。
【００３８】
（比較例７）
爆薬成分の混合量を７７重量部とし、難燃性可塑剤をＣＲＰとしてその混合量を７重量部とし、バインダー成分の混合量を９重量部とした以外は、実施例１と同様にして反応装甲を製造した。
【００３９】
（比較例８）
爆薬成分の混合量を７３重量部とし、難燃性可塑剤をＣＲＰとしてその混合量を１５重量部とし、バインダー成分の混合量を５重量部とした以外は、実施例１と同様にして反応装甲を製造した。
【００４０】
（比較例９）
爆薬成分としてシクロトリメチレントリニトラミン（ＲＤＸ）を使用した以外は、実施例１と同様にして反応装甲を製造した。
【００４１】
（比較例１０）
エネルギー調整剤として中実ガラスビーズに替えて中空ガラスビーズを使用した以外は、実施例１と同様にして反応装甲を製造した。
【００４２】
（比較例１１）
エネルギー調整剤として中実ガラスビーズに替えて炭酸カルシウムを使用した以外は、実施例１と同様にして反応装甲を製造した。
【００４３】
（比較例１２）
エネルギー調整剤として中実ガラスビーズに替えてニトログアニジン（ＮＱ）を使用した以外は、実施例１と同様にして反応装甲を製造した。
【００４４】
（比較例１３）
爆薬成分としてＲＤＸを使用してその混合量を８０重量部とし、難燃性可塑剤の混合量を１３重量部とし、中実ガラスビーズを混合しなかった以外は、実施例１と同様にして反応装甲を製造した。
【００４５】
（比較例１４）
爆薬成分としてＨＭＸを使用した以外は、比較例１３と同様にして反応装甲を製造した。
【００４６】
（評価試験）
上記のようにして得られた各実施例及び比較例について、その銃撃感度とプレート速度を比較評価すると共に、製造安全性についても評価した。各実施例及び比較例の組成と共に、各評価試験の結果を表１に示す。なお、これらの評価は、以下のようにして行った。
＜銃撃感度＞
防衛省規格ＮＤＳ Ｋ ４８２６に記載の銃撃感度試験に基づいて評価した。弾丸には１２．７ｍｍ弾を使用し、弾丸速度８３０ｍ／ｓにて衝突させたとき、不爆のものを○、起爆したものを×とした。
＜プレート速度＞
各実施例及び比較例の反応装甲から３００ｍｍ離した位置にてφ５０ｍｍ、薬量１００ｇのＨＥＡＴ弾を起爆させ、フラッシュＸ線撮影から反応装甲起爆時のプレート速度を算出した。
＜製造安全製＞
日本工業規格ＪＩＳ Ｋ ４８１０に記載の摩擦感度試験に基づいて評価した。混合終了後のスラリー状炸薬組成物を試料としてＢＡＭ式摩擦感度試験機により実施し、７級以上（発火しない）を○、６級以下を×とした。
【００４７】
【表１】
2014019638.tif 000002
【００４８】
表１の結果から明らかなように、実施例１〜８では銃撃感度（耐銃撃性）に優れ、プレート速度が好適で周囲への安全性が高く、且つ製造安全性も担保できていることがわかる。一方、比較例１は中実ガラスビーズの含有量が少なすぎるため、銃撃感度が悪かった。なお、比較例１のプレート速度が実施例１より低いのは、バインダー樹脂の含有量が実施例１よりも多いことに起因する。一方、比較例２は、中実ガラスビーズの含有量が過多のため摩擦感度が５級であり、製造安全性が悪かった。そのため、銃撃感度試験及びプレート速度測定試験は行っていない。比較例３は、爆薬成分の含有量が少なすぎるため、反応装甲として最低限必要なプレート速度を確保できなかった。一方、比較例４は、爆薬成分の含有量が過多のため、銃撃感度が悪く、プレート速度も極めて高かった。比較例５及び比較例７は、難燃性可塑剤の含有量が少なすぎるため、銃撃感度が悪かった。一方、比較例６及び比較例８は、難燃性可塑剤の含有量が過多のため、ＨＥＡＴ弾に対して反応せず起爆しなかった。比較例９は、爆薬成分としてＲＸＤを使用しているため、摩擦感度が４級であり、製造安全性が極めて悪かった。そのため、銃撃感度試験及びプレート速度測定試験は行っていない。比較例１０〜１２は、エネルギー調整剤としてそれぞれ中空ガラスビーズ、炭酸カルシウム、ＮＱを使用しているため、銃撃感度が悪いと共に、プレート速度が好適な範囲になかった。比較例１３は、爆薬成分がＲＤＸであると共に、中実ガラスビーズを含有していないので、銃撃感度が悪かった。一方、比較例１４は爆薬成分はＨＭＸであるが、中実ガラスビーズを含有していないので、プレート速度が極めて高かった。