(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が塞がれ火薬が充填される筒状の容器本体と、その他端を嵌合して塞ぐ蓋と、前記一端及び前記蓋の中央を貫通する中孔を形成する薬筒とが、中間層の両面をそれよりも低燃焼性の外層及び内層で夫々覆う積層構造を有する積層体で成型され、前記外層が最外表層であることを特徴とする焼尽性容器。
【請求項２】
前記内層が最内表層であることを特徴とする請求項１に記載の焼尽性容器。
【請求項３】
前記積層体が、前記積層構造の内側に、前記内層よりも高燃焼性の層からなる単層構造、又は前記高燃焼性の層とそれよりも低燃焼性の層とが順次積層された多層構造を有することを特徴とする請求項１に記載の焼尽性容器。
【請求項４】
前記中間層が、火薬及び爆薬から選ばれる少なくとも何れかの高エネルギー物質を含有することを特徴とする請求項１に記載の焼尽性容器。
【請求項５】
前記中間層がニトロセルロース成分１重量部に対し繊維成分を多くとも０．５重量部とし、前記外層及び／又は前記内層がニトロセルロース成分１重量部に対し繊維成分を少なくとも１重量部の重量比とすることを特徴とする請求項１に記載の焼尽性容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火砲を用いて、弾丸などを砲弾射撃したり礼砲・訓練で空包射撃したりする際、発射薬や点火薬などを収容しつつ、火砲砲身の薬室に装填するために使用される焼尽性容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大砲のような火砲の砲弾射撃の際には、発射薬や点火薬のような火薬を薄層の焼尽性容器に封入した発射装薬が火砲砲身の薬室に装填され、その上に弾丸が載置される。火薬が点火されると爆発的な燃焼を引き起こし、その燃焼ガス圧力により弾丸が発射される。空包射撃の際には、弾丸が用いられないが、同様に爆発的な燃焼を引き起こし、砲撃音が発せられる。
【０００３】
この様な発射装薬で弾丸を発射する際、弾丸に旋転運動を与えて飛翔姿勢を安定させ命中精度の向上を図るため、外周に軟金属製の弾帯を有する旋転弾と砲腔内の内周面に螺旋状の浅い溝である腔線を有する砲身とが、用いられる。発射薬や焼尽性容器の燃焼により発生した燃焼ガス圧力によって加圧され射出された旋転弾は、その弾帯を腔線に食込ませそれに沿って砲腔内を加速して前進することで旋転運動が与えられ、発射される。
【０００４】
この弾帯が腔線に食込み切開される際に燃焼ガス圧力が低い場合には、弾帯の切開速度が不均一となり、射撃ごとに弾丸の射出速度が変動してしまうため、命中精度の低下が懸念されている。また、砲腔内における弾丸速度は、発射薬が点火された直後では加速し、弾帯が腔線の起端部に食込み切開される際に減速し、弾帯に溝が切開された後に再度加速するように、大きく変動する。特に榴弾のような旋転弾では、短射程の射撃で発射薬の量を少なくすると発射薬により燃焼ガス圧力が過度に減少するため、旋転弾が砲腔内において一時的に停止するスティッキング現象（停弾現象）が発生し、弾丸の射出速度が大きく変動する。
【０００５】
このスティッキング現象を解消するものとして、例えば特許文献１に、点火薬筒の外側に主発射薬とは分離して主発射薬よりもガス発生速度の速い初速安定化用発射薬を配置する発射装薬が開示されている。この発射装薬は、主発射薬と初速安定化用発射薬とが同時に点火され主発射薬よりも初速安定化用発射薬が先行して燃焼することで、燃焼初期のガス発生速度を高めることができ、弾丸である飛翔体の初速安定化及びスティッキング防止を図っている。しかし、点火直後に燃焼ガス圧力を増加させるものであり、燃焼過程の途中、具体的には弾帯が腔線の起端部に食込み始動する際に燃焼ガス圧力を増加させるものではないので、前記のような射出速度の変動を防ぐことはできない。また、２種類以上の燃焼性が異なる発射薬を用いるため薬室内の圧力がばらつき、薬室の歪み、劣化、破損の原因となる負差圧が発生し易くなる。
【０００６】
一方、高い燃焼熱及び燃焼ガスを発生させ発射装薬のエネルギーの一部を担う焼尽性容器は、従来、単一組成で構成されていたため、燃焼性能や燃焼速度などの燃焼性が一定であり、燃焼過程の途中からそれらを変化させることが難しい。また、それらに変化を与えるために従来の組成を変更するとそのエネルギー量が変化してしまうので、その影響は発射装薬全体に波及する。また発射装薬システムに対して組成変更の影響のせいで、既存システムの設計や設備の大掛かりな変更が必要となるため、安易に組成を変更することができない。特に焼尽性容器の燃焼性を向上させ過ぎると、射撃時に砲内で負差圧が発生し易いため、過度な燃焼性の向上は敬遠される。さらに、燃焼抑制のために表面に不活性な材料をコーティングするとそれが燃焼残渣に成り得るため、焼尽性容器の表面に燃焼性や燃焼特性を変化させるコーティング部材を付し均一に燃焼制御をすることは難しい。
【０００７】
この様な組成の変更や別部材の付すことなく、従来の発射装薬システムを流用し既存設備のまま利用することが可能で、負差圧を生じることなくスティッキング現象を解消できるような焼尽性容器が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−２１６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、燃焼性能、燃焼速度、燃焼時間などを調整することができ、燃焼過程の途中で燃焼性や燃焼特性を変化し燃焼ガス圧力を変化させることで、任意の時間で所定の燃焼性を発揮させ負差圧を発生させることなくスティッキング現象を解消することができ、燃焼残渣を発生させることなく焼尽し、既存の発射装薬システムの流用及び既存設備の利用が可能な焼尽性容器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】
【００１０】
前記の目的を達成するためになされた、焼尽性容器は、一端が塞がれ火薬が充填される筒状の容器本体と、その他端を嵌合して塞ぐ蓋と、前記一端及び前記蓋の中央を貫通する中孔を形成する薬筒とが、中間層の両面をそれよりも低燃焼性の外層及び内層で夫々覆う積層構造を有する積層体で成型され、前記外層が最外表層であることを特徴とする。
【００１１】
前記焼尽性容器は、前記内層が最内表層であると好ましい。
【００１２】
前記焼尽性容器は、前記積層体が、前記積層構造の内側に、前記内層よりも高燃焼性の層からなる単層構造、又は前記高燃焼性の層とそれよりも低燃焼性の層とが順次積層された多層構造を有するものであってもよい。
【００１３】
前記焼尽性容器は、前記中間層が、火薬及び爆薬から選ばれる少なくとも何れかの高エネルギー物質を含有することが好ましい。
【００１４】
前記焼尽性容器は、前記中間層がニトロセルロース成分１重量部に対し繊維成分を多くとも０．５重量部とし、前記外層及び／又は前記内層がニトロセルロース成分１重量部に対し繊維成分を少なくとも１重量部の重量比とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の焼尽性容器は、低燃焼性の層と高燃焼性の層とを有する積層体で成型されており、燃焼性能や燃焼速度や燃焼時間を調整することができ、着火して燃焼し始めてから焼尽するまでの間で燃焼性を変化させ燃焼ガス圧力を変化させることができるため、任意の時間で所定の燃焼性を発揮させることができる。
【００１６】
この焼尽性容器は、各層ごとに異なる燃焼特性を有し燃焼過程の途中で燃焼性を変化できるので、弾丸の弾帯が腔線の起端部に食込み切開されることで砲腔内において弾丸速度が減速するようなタイミングに合わせ、燃焼ガス圧力を急激に上昇させることができる。そのため、スティッキング現象の発生を回避することができる。また、弾丸速度を減速させることなく加速させることができるので、弾丸速度の変動を抑制し、弾丸の射出速度の変動を防ぐことができる。
【００１７】
この際、焼尽性容器を成型する積層体の最外表層が低燃焼性の層であるため火の回りがよく、火炎が全体に亘り徐々に燃焼が進み薬室内に圧力が均一に掛かるように燃焼させることができるため、薬室内の圧力偏差や負差圧を生じさせることなく、燃焼し焼尽することができる。さらに、焼尽性容器を成型する積層体の各層は、その組成、配合比、厚さ、密度などを変更することで、各層ごとに燃焼性を調整することができる。
【００１８】
また、本発明の焼尽性容器は、これまで用いられてきた焼尽性容器の組成や製造方法から著しく変更されたものでなく生産性維持に資することができ、また従来の発射装薬システムを流用し既存設備を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を適用する焼尽性容器の使用時での模式断面図である。
【図２】本発明を適用する焼尽性容器の容器本体の部分模式断面図である。
【図３】本発明を適用する焼尽性容器の蓋及び薬筒の部分模式断面図である。
【図４】本発明を適用する別な焼尽性容器の容器本体の部分模式断面図である。
【図５】本発明を適用する別な焼尽性容器の容器本体の部分模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。
【００２１】
本発明の焼尽性容器は、低燃焼性の内層、高燃焼性の中間層、及び低燃焼性の外層が順次積層している構造を有する積層体で成型されたものである。その外層が外界側にある最外表層となるものである。
【００２２】
この焼尽性容器の一実施形態について、図１を参照しながら詳細に説明する。図１は火薬が充填された焼尽性容器を示す模式断面図である。
【００２３】
焼尽性容器１は、一端が塞がれ火薬５０が充填される筒状の容器本体２０と、容器本体２０の他端を嵌合して塞ぐ蓋３０と、容器本体２０及び蓋３０の中央を貫通する中孔を有する薬筒４０とで構成されるものである。
【００２４】
容器本体２０は、その一端が薬筒４０と連結して中孔を形成する中央部分の開口部を除き塞がれており、他端が蓋３０を差し込み嵌合できるように開口しているものである。容器本体２０の他端に嵌合する蓋３０は、中央部分に薬筒４０と連結して中孔を形成する開口部を有し、さらに別な焼尽性容器の容器本体の一端を入れ込み嵌合することができるように凹んだ形状を有するものである。薬筒４０は、その一端を容器本体２０の中央部分の開口部に差し込み連結し、その他端を蓋３０の開口部に差し込み連結して、中孔を形成している。この中孔を通じて、射撃の際の点火による燃焼の伝搬や火炎の吹き出しが生じる。
【００２５】
焼尽性容器１は、これらの各部材が組み合わされ、容器本体２０と蓋３０と薬筒４０とに囲まれた領域に発射薬５０が充填されている。容器本体２０、蓋３０、及び薬筒４０の各部材のそれぞれにおいて、充填された発射薬５０に向いた側を内側とし、その外界に向いた側を外側とする。このとき発射薬５０に接触する面が最内表層表面６となり、外気に接触する面が最外表層表面５となる。
【００２６】
図２及び３に、容器本体２０、蓋３０、及び薬筒４０の各部材の下向き部位での模式断面図をそれぞれ示す。図２は容器本体２０の一部を拡大した模式断面図であり、図３は蓋３０及び薬筒４０の一部を拡大した模式断面図である。
【００２７】
図２に示すように、容器本体２０は、中間層２の外界側にある一方の表面をそれよりも低い燃焼性である外層３で覆い、同様に中間層２の内側にある他方の表面をそれより低い燃焼性である内層４で覆うような積層構造を有する積層体で成型されたものである。外層３は中間層２よりも低い燃焼性を有する層であり、中間層２よりも外界側に位置し最外表層である。内層４は中間層２よりも低い燃焼性を有する層であり、中間層２よりも内側に位置し最内表層である。中間層２は、高い燃焼性を有する層であり、低燃焼性の外層３と低燃焼性の内層４とに挟まれ覆われているものである。外層３及び内層４は、中間層２よりも低い燃焼性を有する層であればよく、それぞれ同等の燃焼性であってもよく、異なる燃焼性であってもよい。
【００２８】
図３に示すように、蓋３０及び薬筒４０は、それぞれ中間層２の外界側にある一方の表面をそれよりも低い燃焼性である外層３で覆い、中間層２の内側にある他方の表面をそれより低い燃焼性である内層４で覆うような積層構造を有する積層体で成型されたものである。外層３は中間層２よりも低い燃焼性を有する層であり、中間層２よりも外界側に位置し最外表層表面５となる。内層４は中間層２よりも低い燃焼性を有する層であり、中間層２よりも内側に位置し最内表層である。中間層２は、高い燃焼性を有する層であり、低燃焼性の外層３と低燃焼性の内層４とに挟まれ覆われているものである。外層３及び内層４は、中間層２よりも低い燃焼性を有する層であればよく、それぞれ同等の燃焼性であってもよく、異なる燃焼性であってもよい。
【００２９】
本発明の焼尽性容器１の容器本体２０と蓋３０と薬筒４０とで仕切られた領域に発射薬５０を封入し薬筒４０内に点火薬５１を封止した発射装薬システムは、以下の通りである。
【００３０】
図１に示すように、点火薬筒である薬筒４０の中孔に配置された点火薬５１の着火によって、焼尽性容器１の薬筒４０へ火炎が進出し、その後、容器本体２０と点火薬筒４０と蓋３０とで囲まれた発射薬５０の点火・燃焼に至る。発射薬５０は、点火薬５１による火炎により着火される。薬筒４０が複数の孔（不図示）を有していてもよい。容器本体２０は、点火薬５１によって着火された発射薬５０の火炎による内部からの着火、及び点火薬５１により薬筒４０よりも外側に進出した火炎による容器本体２０外側からの着火により、内部及び外部から燃焼が進行する。
【００３１】
このとき、焼尽性容器１の最外表層が低燃焼性の外層３であるため、外側に進出した火炎が最外表層表面５に着火し火炎が全体に亘り内側に向けて徐々に燃焼が進む。この際、燃焼速度は遅く、燃焼ガスの発生が抑制されおり、それによる燃焼ガス圧力も抑制されている。同時に、点火薬５１から着火された発射薬５０からの燃焼に伴い焼尽性容器１の内部からも燃焼が進行する。焼尽性容器１の最内表層が低燃焼性の内層４であるため、同様に火炎が全体に亘り外側に向けて徐々に燃焼が進む。また、この際、燃焼速度は遅く、燃焼ガスの発生が抑制されており、それによる燃焼ガス圧力も抑制されている。
【００３２】
外層３及び内層４の燃焼が進み中間層２まで達すると、高燃焼性であるため燃焼速度が速くなり、燃焼ガスの発生が増加することで燃焼ガス圧力が急激に上昇する。この際に、外層３から中間層２へ到達する燃焼時間と、内層４から中間層２へ到達する燃焼時間とが、同一であると好ましい。発射薬５０や焼尽性容器１の燃焼により、膨大な燃焼ガスが発生するため、そのエネルギーによって弾丸（不図示）が射出される。焼尽性容器１は、内部及び外部から燃焼が進み、発射装薬の燃焼終了後には燃焼残渣を発生させることなく焼尽する。
【００３３】
この様な焼尽性容器１を成型する積層体は、高燃焼性の層が低燃焼性の層に挟まれているため、燃焼過程の途中から、急激にガス発生速度を向上させることが可能であり、スティッキング現象が起こりうる燃焼過程付近でこの高燃焼性の層を着火及び燃焼させることで、弾丸を加速させることができ、スティッキングを防止することができる。
【００３４】
積層体は、最外表層が低燃焼性の外層３となるものであればよく、前記のように低燃焼性の内層４、高燃焼性の中間層２、及び低燃焼性の外層３の三層が順次積層した構造に限られず、さらに別な層が積層されたものであってもよい。
【００３５】
具体的には、容器本体２０は、図４に示すように、外層３と中間層２と内層４とからなる積層構造と、その積層構造の内側で内層４よりも高い燃焼性の高燃焼性層７からなる単層構造とが、最外表層表面５から最内表層表面６への向きにその順で積層された積層体で成型されたものであってもよい。この様な４層構造の積層体である場合、最内表層が高燃焼性層７となり着火性を向上させることができる。また、外側からの燃焼が最外表層である外層３から中間層２へ到達する燃焼時間と、内側からの燃焼が高燃焼性層７から内層４へ進み中間層２へ到達する燃焼時間とが、同一となるように各層の燃焼速度や厚みを調整することが好ましい。内外からの燃焼が同時に中間層２に達することで、弾丸速度が減速するようなタイミングに合わせ、急激に燃焼ガス圧力を増加させ、弾丸速度を加速させることができる。
【００３６】
また、容器本体２０は、図５に示すように、外層３と中間層２と内層４とからなる積層構造と、その積層構造の内側で内層４よりも高い燃焼性の高燃焼性層７と高燃焼性層７よりも低い燃焼性の低燃焼性層８とからなる多層構造とが、最外表層表面５から最内表層表面６への向きにその順で積層された積層体で成型されたものであってもよい。この様な５層構造の積層体である場合、最内表層が低燃焼性層８となり、最内層と最外層とがともに低燃焼性であるため、全体への火の回りが均等になって良くなる。また、低燃焼性の層と高燃焼性の層とが交互に積層されているため、その積層数に合わせて燃焼特性を変化して薬室内の挙動を調節することができる。外側からの燃焼が最外表層である外層３から中間層２へ到達する燃焼時間と、内側からの燃焼が低燃焼性層８から高燃焼性層７へ進みさらに内層４へ進むことで中間層２へ到達する燃焼時間とが、同一となるように各層の燃焼速度や厚みを調整することが好ましい。
【００３７】
焼尽性容器１は、容器本体２０だけでなく、蓋３０及び薬筒４０が図４や図５に示された積層体と同種の積層体で成型されたものであってもよい。このとき蓋３０及び薬筒４０は、外層３と中間層２と内層４とならなる積層構造と、その積層構造の内側で内層４よりも高い燃焼性の高燃焼性層７と必要に応じ高燃焼性層７よりも低い燃焼性の低燃焼性層８との単層構造又は多層構造とが、最外表層表面５から最内表層表面６への向きにその順で積層された積層体で成型されたものである。この様な積層体とすることで、容器本体２０と同様な高燃焼効果が得られる。
【００３８】
積層体は、燃焼性や燃焼特性の異なる複数の層が積層されている多層構造であるため、複数回変化及び調整することができる。中間層２において燃焼ガス圧力を増加させる例を示したが、これに限られず、例えば、高燃焼性層７が燃焼ガス圧力を増加させるものであってもよい。この際、燃焼ガス圧力を急激に増加させることができる高燃焼性の層に対して内外からの到達する燃焼時間が同一であると好ましい。
【００３９】
積層体の各層における低燃焼性又は高燃焼性とは、隣接する層に対しての燃焼性の高低を示すものである。隣接する層に対して燃焼性能が低く燃焼速度が遅い層を低燃焼性の層と称し、隣接する層に対して燃焼性能が高く燃焼速度が速い層を高燃焼性の層と称する。
【００４０】
これらの各層の燃焼性については、ニトロセルロースの等級や樹脂成分の種類や繊維成分の種類のような組成の選択、成分の増減による配合比の変更、層の厚みの変更、層の密度の変更により、調整が可能である。
【００４１】
積層体の各層は、ニトロセルロース成分及び繊維成分を主成分とする焼尽性素材を含むスラリーから、抄造・圧搾されて、成型されることで形成されるものである。
【００４２】
ニトロセルロース成分としては、ＪＩＳ規格に無いものを各省庁で要求事項や試験方法について標準化して定めたものである防衛省規格（ＮＤＳ）Ｋ−４０１３Ｃ（ニトロセルロース砲弾用）で定められた等級Ｉ（窒素含有量１２．４５〜１２．７５％）や等級II（窒素含有量１３．３５重量％以上）や等級III（窒素含有量１３．１０〜１３．３０重量％）であるニトロセルロースを用いることができる。
【００４３】
繊維成分としては、天然繊維や合成繊維であり、例えば、クラフトパルプのようなケミカルパルプ；セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチル、エチルセルロースのようなセルロースからなる繊維；微細化セルロース繊維；草本植物、灌木植物、喬木植物の少なくとも何れかに由来する繊維；古紙；アクリル繊維が挙げられる。繊維成分は、これらのうち一種からなるものであってもよく、複数種を含むものであってもよい。
【００４４】
微細化セルロース繊維は、平均繊維径を最大でも１．５μｍとしつつ平均繊維長を平均繊維径で除したアスペクト比（平均繊維長／平均繊維径）を１０以上とするものである。好ましくは、平均繊維径が４ｎｍ〜１．５μｍで、平均繊維長が４０ｎｍ〜１０００μｍ、アスペクト比が１０〜１０００である。
【００４５】
この微細化セルロース繊維は、木材、非木材、木材や非木材を主原料とするパルプ、コットンや麻などの天然繊維、穀物や果実由来の食物繊維などの植物、海藻類のバロニア、脊索動物のホヤ、及び／またはセルロースを生成するバクテリアなどから選ばれる何れかの原料を由来として得られる。
【００４６】
微細化セルロース繊維は、その製造方法や解繊方法に限定されず、公知の方法を用いることができ、前記原料を元に化学的解繊、物理的解繊、またはこれらを組み合わせた複合的解繊により得られるものである。例えば、一般的に公知の方法であって、セルロースをリファイナー、高圧ホモジナイザー、媒体撹拌ミル、石臼、グラインダーなどにより磨砕したり、叩解したりすることによって解繊や微細化して製造する方法で得ることができる。化学的解繊としては、例えば、特開２００９−２４３０１４号公報に記載されており、酸処理後洗浄したセルロース系原料をＮ−オキシル化合物で酸化することで、酸化されたセルロースを解繊処理してナノファイバー化する方法が挙げられる。物理的解繊としては、例えば、特開２００８−０２４７８８号公報に記載されており、ナノファイバー前駆体を機械的に解繊することにより製造する方法が挙げられる。複合的解繊としては、例えば、特開２００９−２６３６５２号公報に記載されており、Ｎ−オキシル化合物、及び臭化物、ヨウ化物又はこれらの混合物の存在下で、酸化剤を用いて粉末セルロースを酸化し、超高圧ホモジナイザーを用いて圧力で湿式微粒化処理することによりナノファイバー化させる方法が挙げられる。また、微細化セルロース繊維は、一般に市販されているものであってもよい。
【００４７】
微細化セルロース繊維は、平均繊維径が１．５μｍ以下で、そのアスペクト比が１０以上であればよく、例えば、セルロースナノファイバー、微小セルロース繊維、セルロースナノ繊維、ミクロフィブリル化セルロース、微細セルロース、セルロース繊維、微細セルロース繊維、微細繊維状セルロースと指称されるものであってもよい。
【００４８】
微細化セルロース繊維として、具体的に、セリッシュ：ＫＹ−１００Ｇ、ＫＹ−１００Ｓ、ＦＤ−１００Ｆ、ＦＤ−１００Ｇ、ＦＤ−１００Ｓ、ＦＤ−１００Ｍ、ＦＤ−２００Ｌ、ＰＣ−１１０Ｓ（何れもダイセルファインケム株式会社製；商品名）が挙げられる。
【００４９】
繊維成分は、繊維成分の１００重量部において、微細化セルロース繊維を０．１〜１００重量部含むことが好ましい。
【００５０】
繊維成分に微細化セルロース繊維を含有することで、燃焼性及び焼尽性を損なうことなく、焼尽性容器の強度を向上させることができる。焼尽性素材に含まれる微細化セルロース繊維は、その比表面積がパルプ繊維に比べて、極めて大きいため、乾燥成型時の繊維同士の水素結合が極めて多くなり、強度を大きく向上することができる。また、微細化セルロース繊維は天然素材であるパルプ繊維に比べ、繊維自体に現れる構造欠陥が少ないことから、強度の向上に影響を与えている。微細化セルロース繊維は、天然繊維を構成する同素材を主成分とするため、この焼尽性容器の燃焼性及び焼尽性は、微細化セルロース繊維を含まずパルプ繊維を含む焼尽性容器のものとほぼ同等となる。
【００５１】
また、微細化セルロース繊維の熱膨張率が石英ガラス並みに低いため、温度に対する寸法安定性を向上させることができる。さらに、パルプ繊維に比べ、乾燥状態の微細化セルロース繊維は微細な繊維同士が強力に凝集し、より緻密な構造を形成するため、水分に対する寸法安定性の抵抗力も向上する。そのため、焼尽性容器の湿度に対する寸法安定性も向上させることができる。
【００５２】
さらに、焼尽性素材を含むスラリーとした際に、常にタンク内を撹拌し続けなければスラリー中の固形分が沈殿してしまい濃度を均一に保てなくなるようなパルプ繊維のみを含むスラリーに対し、微細化セルロース繊維を含むスラリーは、さほど撹拌力を有することなく、容易にタンク内のスラリーを均一に分散させ続けることができる。このため、原材料スラリーの分散性の向上により、製造安定性を向上させることができる。これは、水中にて微細化セルロース繊維が極めて高い分散性を有することが要因と考えられ、焼尽性容器の製造安定性に寄与する。
【００５３】
焼尽性素材として、微細化セルロース繊維以外の原材料である合成樹脂及び安定剤を含んでいると、それら合成樹脂や安定剤がそれぞれ繊維に定着、捕集される。微細化セルロース繊維の比表面積が極めて大きいため、合成樹脂の定着率が向上し、微細化セルロース繊維の繊維間がより緻密な構造をとるため、安定剤の捕集率も向上する。微細化セルロース繊維を含まず、パルプ繊維を繊維成分として使用した焼尽性素材に比べ、それの製造時での原材料スラリーのロス分を減らすことができ、焼尽性容器の歩留まりを向上させることができる。
【００５４】
草本植物としては、例えば、ケナフ、アサ、アマ、アバカ、タケ、ワタ、イネ、ムギ、バショウ、及びジュートが挙げられる。
【００５５】
灌木植物としては、例えば、コウゾ、ミツマタ、及びガンピが挙げられる。
【００５６】
喬木植物としては、例えば、パルプの原木となる針葉樹、広葉樹が挙げられる。
【００５７】
草本植物の内、ケナフはアオイ科植物、アサは麻とも称されるアサ科植物、アマは亜麻とも称されるアマ科植物、アバカはマニラ麻とも称されるバナナ科植物であって、いずれの乾燥した茎の靭皮部からも、繊維を含有した組織が採取される。またタケは竹とも称されるイネ科植物であって、乾燥した中空木本状茎から、繊維を含有した組織が採取される。ワタは綿とも称されるアオイ科植物で、綿花から繊維を含有した組織が採取される。イネはイネ科イネ属植物であり、ムギは、小麦、大麦、ライ麦、燕麦などのイネ科植物であり、その茎を乾燥して、繊維を含有した組織である藁が採取される。バショウは、バショウ科植物であり、仮茎・葉鞘から、繊維を含有した組織が採取される。ジュートは、黄麻、インド麻、綱麻とも称されるシナノキ科植物で、靱皮から、繊維を含有した組織が採取される。
【００５８】
灌木植物の内、コウゾは楮とも称されるクワ科低木植物、ミツマタは三椏とも称されるジンチョウゲ科低木植物、ガンピは雁皮とも称されるジンチョウゲ科低木植物で、いずれの乾燥した樹皮から、繊維を含有した組織が採取される。
【００５９】
喬木植物は、針葉樹であっても広葉樹であってもよいが、クラフトパルプの原材であることが好ましい。得られた繊維は、晒し品でも未晒し品でもよく、未晒し品であることが好ましい。
【００６０】
古紙は、段ボール古紙や新聞古紙や裁落紙が挙げられ、繊維に解し必要に応じインキ抜きなどの処理を経て抄紙されるものである。
【００６１】
アクリル繊維は、アクリロニトリルを主成分とする合成高分子からなる繊維であることが好ましい。
【００６２】
植物から採取されたり古紙から回収されたりした組織は、乾燥されてから、裂かれたり解されたり必要に応じ切断されたり、化学的パルプ化処理されたりした後、またアクリル繊維は、適宜裁断された後、平均径５〜４０μｍで平均長０．５〜２１ｍｍの繊維となる。脱脂綿のように脱脂されてもよい。特に、このような植物に由来するパルプは、水酸基を有し、同じく水酸基を有するニトロセルロースとの相性が良い。そのため、これらが混在しても、互いの馴染みが良く、乾燥時に水酸基同士が脱水し結合するため、その成型品が強い強度を有することができる。一方、水酸基を有しない化学繊維においては、ニトロセルロースと馴染まず、乾燥時に脱水結合せず、強度が見込めない。
【００６３】
焼尽性素材は、前記主成分の他に、必要に応じて汎用の添加剤、例えば、樹脂成分や安定剤や定着剤を含んでいてもよい。
【００６４】
樹脂成分としては、バインダー樹脂であり、例えば、乳化重合スチレンブタジエンゴムや溶液重合スチレンブタジエンゴムのような合成樹脂が挙げられる。
【００６５】
安定剤としては、例えば、エチルセントラリット（ＥＣＬ）、アカルダイト（ＡＫII）、ジフェミルアミン（ＤＰＡ）、２−ニトロジメニルアミン（２ＮＯ２ＤＰＡ）、フェノール系酸化防止剤アデカスタブＡＯ−８０、ＡＯ−５０（何れも旭電化工業株式会社製；商品名）、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール（ＢＨＴ）、ヒドロキノン（ＨＱ）などが挙げられる。
【００６６】
定着剤としては、例えば、硫酸バンドのような無機系凝集剤、高分子凝集剤のような有機系凝集剤が挙げられる。
【００６７】
焼尽性素材の各成分の含有量は、それぞれ、繊維成分を９〜７０重量％及びニトロセルロース成分を２０〜９０重量％としてもよく、繊維成分を１５〜５０重量％及びニトロセルロース成分を４５〜８２重量％としてもよい。また、焼尽性素材が添加剤を含有する場合は、その含有量を０〜１０重量％としてもよい。例えば、樹脂成分であるバインダー樹脂や安定剤や定着剤を、重量比率で（６〜１２）：（０．５〜２．０）：（０．１〜１．０）とすることが好ましい。
【００６８】
外層３や内層４のような低燃焼性の層とは、焼尽性を有する可能な限り燃焼性を低下させること、また厚さを持たせることで燃焼性を低下させることができる。低燃焼性の層は、ニトロセルロース成分の１重量部に対する繊維成分の重量比が０．５重量部以上の重量比であることが好ましい。低燃焼性の層の厚みとしては、０．１〜１．５ｍｍであること好ましい。低燃焼性の層の密度としては、０．５〜１．５ｇ/ｃｃであることが好ましい。
【００６９】
中間層２のような高燃焼性の層は、希望のガス発生速度や総燃焼ガス量に応じて、所望の燃焼性を選択することが可能である。高燃焼性の層は、ニトロセルロース成分の１重量部に対する繊維成分の重量比が１重量部未満であると好ましく０．５重量部以下であるとより好ましい。高燃焼性の層の厚みとしては、０．１〜１．５ｍｍであると好ましい。高燃焼性の層の密度としては、０．５〜１．５ｇ/ｃｃであることが好ましい。
【００７０】
中間層２のような高燃焼性の層は、必要に応じて火薬や爆薬のような高エネルギー物質を含有していてもよい。
【００７１】
焼尽性容器１は、各部材をそれぞれ組合せて形成する例を示したが、蓋３０及び薬筒４０が一体に形成されていたり、容器本体２０及び薬筒４０が一体に形成されていたりするような部材の一部が一体に形成されたものであってもよい。また、焼尽性容器１の形状はこれに限定されず、公知の形状を用いることができる。
【００７２】
焼尽性容器１の製造方法としては、各層の燃焼特性に適した焼尽性素材を含むスラリーを夫々調製し、それらを任意の順で連続して抄造し、圧搾して、積層体を形成した後、任意の形状に成型することで焼尽性容器１を得ることができる。
【実施例】
【００７３】
以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００７４】
（製造例）
焼尽性素材として、ニトロセルロース（ＮＣ）、クラフトパルプ（ＫＰ）、樹脂成分、安定剤、定着剤を使用し、下記表１及び２に示す配合比（重量％）で、本発明である積層構造の焼尽性容器と単層構造の焼尽性容器とを試作した。ニトロセルロースは、従来品でも使用されているＮＤＳ−Ｋ−４０１３Ｃ等級I又は等級IIを使用した。製造方法としては、特開平０１−１８８４８４号公報に記載されている方法を流用し、焼尽性素材を混和させたスラリーを調製し、複数回連続に抄造し圧搾することで、焼尽性容器を得た。実施例１である積層構造の焼尽性容器（実施例１）の厚さは３ｍｍで、外層及び内層が０．７５ｍｍ、中間層が１．５ｍｍであり、外層：中間層：内層＝１：２：１であった。比較例１〜３である単層構造の焼尽性容器の厚さは、それぞれで３ｍｍあった。
【００７５】
【表１】
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【００７６】
【表２】
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【００７７】
（密閉ボンブ試験）
試作した実施例１及び比較例１〜３の焼尽性容器における燃焼特性評価を行った。これらのサンプルの側面には不燃材を施し、外側表面及び内側表面に当たる両端面から燃焼されるようにした。１００ｃｃのボンブに２０ｇのサンプルを投入して装填密度０．２ｇ／ｃｍ３とし、密閉ボンブ試験を実施して、経過時間における燃焼ガス圧力の変化を測定し、分析結果を得た。その結果として最大圧力値及びその時間を表３に示す。また、燃焼特性評価は、圧力上昇割合として、最大圧力の２０％から８０％を結んだ直線の傾きで表し、その結果を表４に示す。
【００７８】
【表３】
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【００７９】
【表４】
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【００８０】
前記測定結果により、実施例１の焼尽性容器１は、燃焼初期において低燃焼性の外層３及び内層４が燃焼するため燃焼性が低く燃焼ガスの発生が少ないため圧力が低いが、燃焼中期以降において高燃焼性の中間層２が燃焼することで燃焼性が向上し多量な燃焼ガスを発生させるため急激な圧力の上昇を生じた。これにより、燃焼過程において途中から燃焼特性を変化させ燃焼性を変更できることが確認された。また、実施例１の焼尽性容器１は、単層構造で従来品である比較例１の焼尽性容器と比べて燃焼初期の燃焼速度が遅いため圧力の上昇が遅く、高燃焼性の中間層２に達する燃焼中期では燃焼性が変化することで燃焼速度が加速し圧力が急激に上昇し、スティッキング現象を解決しうる性能を有していることが明らかとなった。
【００８１】
さらに、比較例２は実施例１の中間層２と同様なものであり、比較例３は実施例１の外層３及び内層４と同様なものであるため、前記測定結果により、それらの燃焼特性により圧力が急激に上昇するタイミング及びその圧力上昇割合が異なることから、これらの各層の組成や厚さを調整することで圧力の上昇するタイミング及びその圧力上昇割合を調整することができ、任意の時間で所定の燃焼性を発揮できることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の焼尽性容器は、砲弾射撃や儀礼用又は訓練用の空包射撃の際に、発射薬や点火薬などを収容しつつ、火砲砲身の薬室に装填される容器として有用である。
【符号の説明】
【００８３】
１は焼尽性容器、２は中間層、３は外層、４は内層、５は最外表層表面、６は最内表層表面、７は高燃焼性層、８は低燃焼性層、２０は容器本体、３０は蓋、４０は薬筒、５０は発射薬、５１は点火薬である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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