(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シクロトリメチレントリニトラミン及び／又はシクロテトラメチレンテトラニトラミンの爆発性化合物から成る主成分と、（Ａ）アジ化ポリマー、（Ｂ）ビス（２,2−ジニトロプロピル）アセタール／フォルマール、トリメチロールエタントリナイトレート及びジエチレングリコールジナイトレートから成る群から選ばれる１種又は２種以上、（Ｃ）架橋剤及び（Ｄ）硬化剤から成るバインダー成分とを含有し、バインダー成分中の（Ａ）成分の含有量が50〜60重量％で、（Ｂ）成分の含有量が（Ａ）成分100重量部に対して35〜60重量部であり、該バインダー量が組成物全体の15〜30重量％である爆薬組成物。
【請求項２】
アジ化ポリマーが、末端水酸基を有する３,3−ビスアジドメチルオキセタン／テトラヒドロフランコポリマー、又は末端水酸基を有する３,3−ビスアジドメチルオキセタン／３−アジドメチル−３−メチルオキセタンコポリマーである請求項１記載の爆薬組成物。
【請求項３】
架橋剤がトリメチロールプロパン、又は３つの末端水酸基を持つ３,3−ビスアジドメチルオキセタン／テトラヒドロフランコポリマーである請求項１記載の爆薬組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１記載の爆薬組成物を注型し、硬化させて得られる、7900ｍ／ｓを超える爆速を有する爆薬。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は爆薬組成物に関する。更に詳しくは、高エネルギーバインダーを含む爆薬、特に、弾頭の炸薬等に利用されるプラスチックボンデッドエクスプロシブ（ＰＢＸ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の爆薬組成物として、トリニトロトルエンを基剤とし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）をワックスで固めたものや、ＲＤＸ又はＨＭＸを主成分としポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、又はヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）及びジオクチルアジペート（ＤＯＡ）をバインダーとするいわゆるプラスチックボンデッドエクスプロシブ（ＰＢＸ）が知られている。
【０００３】
更に近年になって後者のＰＢＸには、バインダー成分中に、グリシジルアジドポリマー（ＧＡＰ）を含むものが公知である（米国特許第5,061,330号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような公知の爆薬組成物の中で、ワックス等で固めるものは、温度を上げて、ワックスを溶解し、これにＲＤＸ又はＨＭＸ粉体を混合し、冷却して作るため、冷却時の体積減少により、鋳巣と呼ばれる空隙が形成されやすい。そのため組成物の填薬密度を高めることが困難となり、爆薬としての性能、特に爆速の高いものが得られなかった。
又、バインダーで固めるＰＢＸは注型可能で、製造中の安全性は高いが、バインダーの混合比率を高める必要があり、その結果爆薬性能としての爆速に限界があった。
従って、より爆発性能の高いＰＢＸが強く求められていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者はこのような要求を満足させるような爆薬組成物について鋭意検討した結果、ＧＡＰよりもよりエネルギーの高いアジ化ポリマーに注目し、これをバインダーに含有させることにより、高爆速を達成し得ることを見出し本発明を完成するに至った。
【０００６】
即ち、本発明はＲＤＸ及び／又はＨＭＸの爆発性化合物から成る主成分と、（Ａ）アジ化ポリマー、（Ｂ）ビス（２,2−ジニトロプロピル）アセタール／フォルマール（ＢＤＮＰＡ／Ｆ）、トリメチロールエタントリナイトレート（ＴＭＥＴＮ）及びジエチレングリコールジナイトレート（ＤＥＧＤＮ）から成る群から選ばれる１種又は２種以上、（Ｃ）架橋剤及び（Ｄ）硬化剤から成るバインダー成分とを含有し、バインダー成分中の（Ａ）成分の含有量が50〜60重量％で、（Ｂ）成分の含有量が（Ａ）成分100重量部に対して35〜60重量部であり、該バインダー量が組成物全体の15〜30重量％である爆薬組成物に関する。
【０００７】
本発明の爆薬組成物に用いる主成分としてのＲＤＸ、ＨＭＸはそれぞれ単独で使用しても良いし、混合しても良い。
【０００８】
又、ＲＤＸ、ＨＭＸの粒径は適宜選択出来るが、爆発性能に影響するのみならず、製造性も左右する。つまり、200μmを超える粒径のものの単独使用は、爆発性能が劣り、20μmや３μm等の小粒径のものの単独使用は、高爆速が期待出来るが製造に困難をきたす。従って、粒径200μmのものと20μmのものとの混合、あるいは粒径200μmのもの、20μmのものと３μmのものとの混合が望ましい。又、その混合比は、例えば200μm／20μmでは65／35（重量比、以下同じ）〜80／20、好ましくは、70／30〜77／23である。200μm／20μm／３μmでは、70／22／８〜77／20／３である。
【０００９】
更に、ＲＤＸ及び／又はＨＭＸの組成物全体に占める割合は、70〜85重量％が適当である。
【００１０】
本発明の爆薬組成物に用いるバインダー成分は（Ａ）アジ化ポリマーと（Ｂ）特定の化合物群から選ばれるニトロ可塑剤と（Ｃ）架橋剤及び（Ｄ）硬化剤から成り、更に必要に応じて少量の安定剤、硬化触媒とから成る。
【００１１】
アジ化ポリマーの適当なものとしては、末端水酸基を有する３,3−ビスアジドメチルオキセタン／テトラヒドロフランコポリマー（ＢＡＭＯ／ＴＨＦコポリマー）、又は末端水酸基を有する３,3−ビスアジドメチルオキセタン／３−アジドメチル−３−メチルオキセタンコポリマー（ＢＡＭＯ／ＡＭＭＯコポリマー）等が挙げられる。
【００１２】
ＢＡＭＯ／ＴＨＦコポリマーについては、ＢＡＭＯ／ＴＨＦのモル比は任意のものが選べるがＰＢＸつまり注型方式での爆薬としては、７／３〜４／６（モル比、以下同じ）、好ましくは７／３〜６／４である。７／３を超えるものは粘度が高く、バインダーの組成物全体に対する比率が高くなり、高性能化が期待できない。又、４／６未満のものも、不活性なＴＨＦ成分が多くなるため、高性能化が図れない。更に、分子量は1000〜3000のものが好ましい。
【００１３】
次に、ＢＡＭＯ／ＡＭＭＯコポリマーについても、ＢＡＭＯ／ＡＭＭＯのモル比は、製造時の粘度、組成物としてのエネルギーレベルの点から７／３〜４／６が好ましい。又、分子量も1000〜3000の範囲のものが選ばれる。
【００１４】
これらのポリマーはいずれも末端は硬化剤とウレタン結合するため、水酸基であることが必要である。
【００１５】
又、これらのアジ化ポリマー（Ａ）の使用量は、バインダー成分全体に対して50〜60重量％である。50重量％未満では主成分であるＲＤＸ、ＨＭＸの結合性に支障をきたし、60重量％を超えると可塑剤量が減ることになり、バインダーとしての粘度が高くなり、製造性に問題が生じ、何れも好ましくない。
【００１６】
本発明のバインダー成分に使用されるニトロ可塑剤（Ｂ）とは、前述のＢＤＮＰＡ／Ｆ、ＴＭＥＴＮ及びＤＥＧＤＮから成る群から選ばれる特定の化合物である。これらは１種又は２種以上混合して用いる。その量は、アジ化ポリマー（Ａ）100重量部に対して35〜60重量部である。35重量部未満であるとバインダーとしての粘度が高くなり、注型に支障をきたす。又、60重量部を超えると組成物から分離してくる。
【００１７】
架橋剤（Ｃ）としては、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）及び３つの末端水酸基を持つ３,3−ビスアジドメチルオキセタン／テトラヒドロフランコポリマー（ＢＴＴ）が適当である。爆薬組成物の物性を考慮すると、後者の方がより好ましい。
【００１８】
又、これらの架橋剤（Ｃ）の使用量は、通常、アジ化ポリマー（Ａ）との比で表示される。つまり、（Ｃ）の水酸基モル数／｛（Ｃ）＋（Ａ）｝の水酸基モル数である。この表示で0.05〜0.5望ましくは0.1〜0.3の範囲である。0.05未満では、所謂、架橋度が小さく組成物の物性の経時的劣化を引き起こす。又、0.5を超えると架橋度が大きく、硬く、柔軟性に欠ける組成物となり、何れも適用出来ない。
【００１９】
硬化剤（Ｄ）としては、例えばヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）等のイソシアネート化合物が用いられる。又、硬化剤（Ｄ）とアジ化ポリマー（Ａ）との比は、それぞれのイソシアネート基及び水酸基のモル比で通常イソシアネート／水酸基＝0.8〜1.2である。0.8未満では硬化後の爆薬が軟らかすぎ、任意の形状に成形することが困難であり、一方、1.2を超えると未反応イソシアネートが残留し、組成物の爆発性能及び物性に低下をきたす。
【００２０】
又、本発明に於いて任意成分として用いられる安定剤としては、例えばエチルセントラリット、硬化触媒としては、例えばジブチルチンジラウレート（ＤＢＴＤＬ）、トリフェニルビスマス（ＴＰＢ）等が挙げられる。それらの組成物中の含有量は外割で0.5重量％以下である。
【００２１】
本発明に於いて、前記バインダー量は組成物全体の15〜30重量％である。15重量％未満では、注型が不可能であり、30重量％を超えると高爆速の爆薬が得られない。
【００２２】
本発明の爆薬組成物からは公知の方法で、例えば混和、注型、硬化の３工程により爆薬が製造できる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の爆薬組成物は安全な注型が可能であり、得られた爆薬は7900ｍ／ｓを超える高爆速を有する。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明を実施例、比較例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２５】
実施例１
表１に示す配合組成の爆薬を次の様に製造した。（Ａ）ＢＡＭＯ／ＴＨＦコポリマー16.5重量％、（Ｂ）ＴＭＥＴＮ9.7重量％、（Ｃ）ＴＭＰ1.1重量％を圧力８Torr下、温度57℃で25分間混合した。
次いで、ＨＭＸ70.0重量％（粒径200μm／粒径20μm＝77／23重量比）を加え、同圧力、同温度で46分間混合した。
次いで、（Ｄ）ＩＰＤＩ2.7重量％を添加し、同圧力、同温度で更に、25分間混合した。
次いで、混合物を予め57℃に温められた注型用ホッパーに移し、圧力10Torr、温度25℃にて注型容器に注型した。
その後、注型容器をキュア槽に移し、57℃で７日間で硬化させた。
この様にして得られた爆薬について試験を行った。結果を表１に示す。尚、表１中の試験内容を下記に示した。
【００２６】
・製造性
安全に、且つ気泡を含有せず、又、バインダーと粉体とが分離しない爆薬が製造できるかどうかで判定した。
・爆速試験
長さ200mmの32Ａ炭素鋼管に試料を注填し、イオンギャップ法を用いて、爆速を計測した。
・落つい感度試験
JIS K 4810に従い、１／６爆点を求め、その落高より等級で表示した。
・摩擦感度試験
JIS K 4810に従い、１／６爆点を求め、その時の荷重(kgf)より等級で表示した。
【００２７】
実施例２、３
表１に示す配合組成で実施例１と同様に爆薬を製造した。それぞれの爆薬について実施例１と同様の試験を行い、その結果を表１に示した。
尚、実施例３のＲＤＸは200μm／20μm＝70／30重量比の混合物を使った。
【００２８】
【表１】
0003548585.tif 000002
【００２９】
比較例1
本発明で用いるアジ化ポリマーの代わりに、ＰＥＧ（分子量：1500）を用い、表２に示す配合組成で、実施例１に準じて爆薬を製造した。又、その爆薬について実施例１と同様の試験を行い、その結果を表２に示した。
【００３０】
比較例２
本発明で用いるアジ化ポリマーの代わりに、ＧＡＰ（分子量：2100、水酸基数：２）を用い、表２に示す配合組成で、実施例１に準じて爆薬を製造した。又、その爆薬について実施例１と同様の試験を行い、その結果を表２に示した。
【００３１】
【表２】
0003548585.tif 000003