(57)【要約】      （修正有）【課題】非毒性、非腐食性及び非吸湿性で増感剤上に沈殿させた火薬を含む増感した火薬、撃発起爆薬及びそれらを形成する方法と本撃発起爆薬を用いた銃の薬莢及びその他の起爆薬を含む武器集成体の提供。【解決手段】ＣＬ−２０、ＰＥＴＮ、ＲＤＸ、ＨＭＸ又はそれらの混合物であり、増感剤はアルミニウム、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、メラミン、スチレン、水素化リチウムアルミニウム又はそれらの混合物である。増感した火薬はビスマス化合物及び溶融結合剤を含む撃発起爆薬として用いられる。ビスマス化合物は酸化ビスマス、次硝酸ビスマス、四酸化ビスマス、硫化ビスマス又はそれらの混合物であり、溶融結合剤は周囲温度より高い融点を有するワックス、トリニトロトルエン、ポリ（３，３−ビス（アジドメチル）オキセタン）、ポリ（３−アジドメチル−３−メチルオキセタン）、エチル−３，５−ジニトロベンゾアート又はそれらの混合物である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
２，４，６，８，１０，１２−ヘキサニトロ−２，４，６，８，１０，１２−ヘキサアザテトラシクロ［５．５．０．０５，９０３，１１］−ドデカン（「ＣＬ−２０」）、四硝酸ペンタエリスリトール（「ＰＥＴＮ」）、シクロ−１，３，５−トリメチレン−２，４，６−トリニトロアミン（「ＲＤＸ」）、シクロテトラメチレンテトラニトロアミン（「ＨＭＸ」）、および、それらの混合物からなる群より選択される火薬、ならびに、アルミニウム、酸化アルミニウム、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、ホウ素、ケイ素、メラミン、スチレン、水素化リチウムアルミニウム、珪化カルシウム、および、それらの混合物からなる群より選択される増感剤を含み、該増感剤上に火薬が沈殿している、増感した火薬。
【請求項２】
前記増感した火薬は、約１μｍ〜約１００μｍの範囲の平均粒度を有する、請求項１に記載の増感した火薬。
【請求項３】
前記火薬は、増感した火薬の総重量の約７０重量％〜約９９．５重量％で含まれ、前記増感剤は、増感した火薬の総重量の約０．５重量％〜約３０重量％で含まれる、請求項１に記載の増感した火薬。
【請求項４】
増感した火薬、ビスマス化合物および溶融結合剤を含む撃発起爆薬であって、該増感した火薬は、増感剤上に沈殿させた火薬を含む、上記撃発起爆薬。
【請求項５】
前記火薬は、約０．３ｋｐｍ〜約０．７５ｋｐｍの範囲の衝撃感度を有する、請求項４に記載の撃発起爆薬。
【請求項６】
前記火薬は、２，４，６，８，１０，１２−ヘキサニトロ−２，４，６，８，１０，１２−ヘキサアザテトラシクロ［５．５．０．０５，９０３，１１］−ドデカン（「ＣＬ−２０」）、四硝酸ペンタエリスリトール（「ＰＥＴＮ」）、シクロ−１，３，５−トリメチレン−２，４，６−トリニトロアミン（「ＲＤＸ」）、シクロテトラメチレンテトラニトロアミン（「ＨＭＸ」）、および、それらの混合物からなる群より選択される、請求項４に記載の撃発起爆薬。
【請求項７】
前記増感剤は、アルミニウム、酸化アルミニウム、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、ホウ素、ケイ素、メラミン、スチレン、水素化リチウムアルミニウム、珪化カルシウム、および、それらの混合物からなる群より選択される、請求項４に記載の撃発起爆薬。
【請求項８】
前記増感剤は、約０．１μｍ〜約１００μｍの範囲の粒度を有する、請求項４に記載の撃発起爆薬。
【請求項９】
前記増感剤は、約１００ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲の粒度を有する、請求項４に記載の撃発起爆薬。
【請求項１０】
前記増感剤は、約２μｍ〜約５μｍの範囲の粒度を有する、請求項４に記載の撃発起爆薬。
【請求項１１】
前記火薬は、増感した火薬の総重量の約７０重量％〜約９９．５重量％で含まれ、前記増感剤は、増感した火薬の総重量の約０．５重量％〜約３０重量％で含まれる、請求項４に記載の撃発起爆薬。
【請求項１２】
前記ビスマス化合物は、酸化ビスマス、次硝酸ビスマス、四酸化ビスマス、硫化ビスマス、または、それらの混合物を含む、請求項４に記載の撃発起爆薬。
【請求項１３】
前記溶融接着剤は、周囲温度より高い融点を有するワックス、トリニトロトルエン、ポリ（３，３−ビス（アジドメチル）オキセタン）、ポリ（３−アジドメチル−３−メチルオキセタン）、エチル−３，５−ジニトロベンゾアート、１，３，３−トリニトロアゼチン、天然ゴム、または、それらの混合物を含む、請求項４に記載の撃発起爆薬。
【請求項１４】
前記増感した火薬は、撃発起爆薬の総重量の約３５重量％〜約５５重量％で含まれ、前記ビスマス化合物は、撃発起爆薬の総重量の約２０重量％〜約７５重量％で含まれ、および、前記溶融結合剤は、撃発起爆薬の総重量の約０．５重量％以上、約２０重量％未満で含まれる、請求項４に記載の撃発起爆薬。
【請求項１５】
粉砕ガラス、ニトロセルロース、および、テトラセンの少なくとも一種をさらに含む、請求項４に記載の撃発起爆薬。
【請求項１６】
２，４，６，８，１０，１２−ヘキサニトロ−２，４，６，８，１０，１２−ヘキサアザテトラシクロ［５．５．０．０５，９０３，１１］−ドデカン（「ＣＬ−２０」）、四硝酸ペンタエリスリトール（「ＰＥＴＮ」）、シクロ−１，３，５−トリメチレン−２，４，６−トリニトロアミン（「ＲＤＸ」）、および、シクロテトラメチレンテトラニトロアミン（「ＨＭＸ」）からなる群より選択される火薬、および、アルミニウムおよびメラミンからなる群より選択される増感剤を含む増感した火薬；
酸化ビスマス、次硝酸ビスマス、四酸化ビスマス、硫化ビスマス、および、それらの混合物からなる群より選択されるビスマス化合物；および、
周囲温度より高い融点を有するワックス、トリニトロトルエン、ポリ（３，３−ビス（アジドメチル）オキセタン）、ポリ（３−アジドメチル−３−メチルオキセタン）、エチル−３，５−ジニトロベンゾアート、１，３，３−トリニトロアゼチン、天然ゴム、および、それらの混合物からなる群より選択される溶融結合剤、
を含む、撃発起爆薬。
【請求項１７】
前記増感した火薬は、撃発起爆薬の総重量の約３５重量％〜約５５重量％で含まれ、前記ビスマス化合物は、撃発起爆薬の総重量の約２０重量％〜約７５重量％で含まれ、および、前記溶融結合剤は、撃発起爆薬の総重量の約０．５重量％以上、約２０重量％未満で含まれる、請求項１６に記載の撃発起爆薬。
【請求項１８】
粉砕ガラス、ニトロセルロース、および、テトラセンの少なくとも一種をさらに含む、請求項１６に記載の撃発起爆薬。
【請求項１９】
増感した火薬の製造方法であって、増感剤上に火薬を沈殿させることを含み、ここで、該火薬は、２，４，６，８，１０，１２−ヘキサニトロ−２，４，６，８，１０，１２−ヘキサアザテトラシクロ［５．５．０．０５，９０３，１１］−ドデカン（「ＣＬ−２０」）、四硝酸ペンタエリスリトール（「ＰＥＴＮ」）、シクロ−１，３，５−トリメチレン−２，４，６−トリニトロアミン（「ＲＤＸ」）、および、シクロテトラメチレンテトラニトロアミン（「ＨＭＸ」）からなる群より選択され、該増感剤は、アルミニウム、酸化アルミニウム、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、ホウ素、ケイ素、メラミン、スチレン、水素化リチウムアルミニウム、珪化カルシウム、および、それらの混合物からなる群より選択される、上記方法。
【請求項２０】
前記増感剤上に火薬を沈殿させることが、溶媒に火薬を溶解させること、該溶媒に増感剤を添加すること、および、該溶媒を除去することを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記溶媒に火薬を溶解させることが、酢酸エチル、アセトン、および、それらの混合物からなる群より選択される極性有機溶媒に火薬を溶解させることを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記溶媒を除去することが、増感した火薬の結晶を形成することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記増感した火薬の結晶を形成することが、約１．０μｍ％〜約１００μｍの範囲の平均粒度を有する増感した火薬の結晶を形成することを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
増感剤上に沈殿させた火薬を含む増感した火薬を提供すること；および、
該増感した火薬を、ビスマス化合物および溶融結合剤と混合すること、
を含む、撃発起爆薬の形成方法。
【請求項２５】
前記増感剤上に沈殿させた火薬を含む増感した火薬を提供することが、溶媒に火薬を溶解させること、該溶媒に増感剤を添加すること、および、該溶媒を除去することを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記溶媒に火薬を溶解させることが、酢酸エチル、アセトン、および、それらの混合物からなる群より選択される非極性有機溶媒に火薬を溶解させることを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記溶媒を除去することが、増感した火薬の結晶を形成することを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記増感した火薬を、ビスマス化合物および溶融結合剤と混合することが、前記増感した火薬を、酸化ビスマス、次硝酸ビスマス、四酸化ビスマス、硫化ビスマス、および、それらの混合物からなる群より選択されるビスマス化合物と混合することを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記増感した火薬を、ビスマス化合物および溶融結合剤と混合することが、前記増感した火薬を、周囲温度より高い融点を有するワックス、トリニトロトルエン、ポリ（３，３−ビス（アジドメチル）オキセタン）、ポリ（３−アジドメチル−３−メチルオキセタン）、エチル−３，５−ジニトロベンゾアート、１，３，３−トリニトロアゼチン、天然ゴム、および、それらの混合物からなる群より選択される溶融結合剤と混合することを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
撃発起爆薬、および、第二の火薬組成物収容するケーシング、ここで、該撃発起爆薬は、増感した火薬、ビスマス化合物および溶融結合剤、増感剤上に沈殿させた火薬を含む増感した火薬を含む；および、
該ケーシングの開口部に配置された発射体、
を含む、銃の薬莢。
【請求項３１】
前記火薬は、２，４，６，８，１０，１２−ヘキサニトロ−２，４，６，８，１０，１２−ヘキサアザテトラシクロ［５．５．０．０５，９０３，１１］−ドデカン（「ＣＬ−２０」）、四硝酸ペンタエリスリトール（「ＰＥＴＮ」）、シクロ−１，３，５−トリメチレン−２，４，６−トリニトロアミン（「ＲＤＸ」）、シクロテトラメチレンテトラニトロアミン（「ＨＭＸ」）、および、それらの混合物からなる群より選択され、前記増感剤は、アルミニウム、酸化アルミニウム、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、ホウ素、ケイ素、メラミン、スチレン、水素化リチウムアルミニウム、珪化カルシウム、および、それらの混合物からなる群より選択される、請求項３０に記載の銃の薬莢。
【請求項３２】
前記ビスマス化合物は、酸化ビスマス、次硝酸ビスマス、四酸化ビスマス、または、それらの混合物を含み、前記溶融結合剤は、周囲温度より高い融点を有するワックス、トリニトロトルエン、ポリ（３，３−ビス（アジドメチル）オキセタン）、ポリ（３−アジドメチル〜３−メチルオキセタン）、エチル−３，５−ジニトロベンゾアート、１，３，３−トリニトロアゼチン、天然ゴム、または、それらの混合物を含む、請求項３０に記載の銃の薬莢。
【請求項３３】
前記銃の薬莢は、センターファイヤー式の銃の薬莢を含む、請求項３０に記載の銃の薬莢。
【請求項３４】
前記銃の薬莢は、リムファイヤー式の銃の薬莢を含む、請求項３０に記載の銃の薬莢。
【請求項３５】
撃発起爆薬、および、少なくとも第二の火薬組成物を含むハウジングを含み、ここで、該撃発起爆薬は、増感した火薬、ビスマス化合物および溶融結合剤、増感剤上に沈殿させた火薬を含む増感した火薬を含む、起爆薬を含む武器集成体。
【請求項３６】
前記火薬は、２，４，６，８，１０，１２−ヘキサニトロ−２，４，６，８，１０，１２−ヘキサアザテトラシクロ［５．５．０．０５，９０３，１１］−ドデカン（「ＣＬ−２０」）、四硝酸ペンタエリスリトール（「ＰＥＴＮ」）、シクロ−１，３，５−トリメチレン−２，４，６−トリニトロアミン（「ＲＤＸ」）、シクロテトラメチレンテトラニトロアミン（「ＨＭＸ」）、および、それらの混合物からなる群より選択され、前記増感剤は、アルミニウム、酸化アルミニウム、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、ホウ素、ケイ素、メラミン、スチレン、水素化リチウムアルミニウム、珪化カルシウム、および、それらの混合物からなる群より選択される、請求項３５に記載の武器。
【請求項３７】
前記ビスマス化合物は、酸化ビスマス、次硝酸ビスマス、四酸化ビスマス、硫化ビスマス、または、それらの混合物を含み、前記溶融結合剤は、周囲温度より高い融点を有するワックス、トリニトロトルエン、ポリ（３，３−ビス（アジドメチル）オキセタン）、ポリ（３−アジドメチル−３−メチルオキセタン）、エチル−３，５−ジニトロベンゾアート、１，３，３−トリニトロアゼチン、天然ゴム、または、それらの混合物を含む、請求項３５に記載の武器。
【請求項３８】
前記武器は、擲弾、迫撃砲、導爆コード起爆装置、迫撃砲の弾、または、ロケットのモーターを含む、請求項３５に記載の武器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、非毒性、非腐食性および非吸湿性の撃発起爆薬に関する。より具体的には、本発明は、増感した火薬、酸化剤および溶融結合剤を含む撃発起爆薬、同様に、このような撃発起爆薬を含む武器およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
撃発起爆薬は、第二の火薬組成物または装薬に点火するために一般的に使用されている一次的な火薬組成物である。一次的な火薬組成物は、第二の火薬組成物より衝撃に対して敏感であり、爆発の前に短時間で燃焼または急激に起爆する。撃発起爆薬として有効にするために、一次的な火薬組成物は、所定の出力エネルギーに応じた比較的低い活性化エネルギーを有していなければならない。それに対して、同様の出力エネルギーを有する従来の火薬や感度の低い火薬は、より高い活性化エネルギーを有する。一次的な火薬組成物は衝撃に対してより敏感であるため、一次的な火薬組成物は、第二の火薬組成物より前に点火し爆発する。それに対して、第二の火薬組成物は比較的安定であり、一次的な火薬組成物によって点火されない限り爆発しない。
【０００３】
従来の撃発起爆薬の成分の多くは毒性であり、それらの使用は環境保護庁（Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ａｇｅｎｃｙ）によって制限されている。これらの成分としては、スチフニン酸塩およびピクリン酸塩、重金属化合物、または、ジアゾニトロフェノール（「ＤＤＮＰ」すなわちジノール（ｄｉｎｏｌ））が挙げられる。重金属化合物としては、水銀、鉛、バリウム、アンチモン、ベリリウム、セシウム、カドミウム、ヒ素、クロム、セレニウム、ストロンチウム、スズ、または、タリウムの化合物、例えばスチフニン酸鉛またはスチフニン酸バリウム、または、雷酸水銀が挙げられる。点火の際に、これらの成分の一種を含む撃発起爆薬は、毒性の酸化鉛、またはその他の重金属の毒性化合物、例えばセシウム、バリウム、アンチモン、または、ストロンチウムの酸化物を放出する。また、ＤＤＮＰも、アレルギー反応を引き起こすことがわかっており、さらに場合によっては発ガン性であるために、毒性である。
【０００４】
また、従来の撃発起爆薬は、一般的に、硝酸カリウム、過塩素酸カリウムまたは塩素酸カリウムのような酸化剤も含むが、これらもまた毒性である。また、硝酸カリウムおよび塩素酸カリウムは吸湿性も有しており、これらはオーブン中で保存しなければならず、湿度のある日に用いることができないため、撃発起爆薬を加工する複雑さも増加する。特殊な貯蔵を必要とすることに加えて、吸湿性材料は、粘着性の粘稠度を与える原因となり、これが、撃発起爆薬の装填および加工に影響を与える。また、従来の撃発起爆薬において、その他の吸湿性成分（例えばゴム類）も用いられている。ゴム類は、湿気のある状態に晒されると、典型的には湿気がゴム重量の約３０％に達する。吸湿性であることに加えて、ゴム類は、自然源から得られるため、バッチ間でばらつきが生じる可能性があるという特徴を示す。また、従来の撃発起爆薬の成分のうちいくつか（例えば塩素酸カリウム）は腐蝕性も有しており、これは、鋼に対して腐蝕性であるため、撃発起爆薬が小火器の弾薬で用いられる場合に砲身を腐食する。
【０００５】
健康状態と環境上の危険を減少させるため、鉛非含有の撃発起爆薬が開発されてきた。Ｙａｔｅｓ，Ｊｒ．等の米国特許第４，５２２，６６５号は、チタンおよび過塩素酸カリウムを含む撃発起爆薬を開示している。Ｍｅｉ等の米国特許第５，４１７，１６０号は、珪化カルシウム、ＤＤＮＰ、および、アルカリ性またはアルカリ土類の硝酸塩を含む撃発起爆薬を開示している。Ｍｅｉ等の米国特許第５，１６７，７３６号は、ＤＤＮＰおよびホウ素を含む撃発起爆薬を開示しており、Ｍｅｉ等の米国特許第５，５６７，２５２号は、ＤＤＮＰ、ホウ素および酸化鉄を含む撃発起爆薬を開示している。Ｂｊｅｒｋｅ等の米国特許第４，９６３，２０１号および第５，２１６，１９９号は、ＤＤＮＰ、硝酸ストロンチウム、テトラセン、および、硝酸エステル燃料を含む撃発起爆薬を開示している。Ｊｏｈｎ，Ｊｒ．等の米国特許第６，４７８，９０３号は、硫化ビスマス、および、硝酸カリウムまたは硫化亜鉛、および、硝酸アルミニウムを含む撃発起爆薬を開示している。Ｈａｇｅｌ等の米国特許第４，５８１，０８２号は、過酸化亜鉛、ＤＤＮＰ、および／または、モノおよび／またはジニトロジヒドロキシジアゾベンゼンのストロンチウム塩を含む、起爆薬の装填を開示している。
【０００６】
Ｎｅｓｖｅｄａ等の国際特許出願ＷＯ０１／２１５５８は、高性能火薬および増感剤（ｓｅｎｓｉｂｉｌｉｚｅｒ）、例えばテトラセン、テトラゾール、テトラゾール誘導体またはテトラゾール塩を含む点火混合物を開示している。この高性能火薬は、ニトロエステル、例えばペントリット、ニトロセルロース、もしくは六硝酸マンニトール、または、ニトロアミン、例えばヘキソーゲン（「ＲＤＸ」）、オクトーゲン（「ＨＭＸ」）、もしくはテトリルである。また、上記点火混合物は、燃料として、粉末化したホウ素、および、酸化剤（例えば銅、ビスマス、亜鉛、鉄、マンガン、バナジウム、スズ、モリブデンまたはカルシウムの酸化物）も含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記で従来の撃発起爆薬を用いて述べられた問題の観点から、非毒性、非腐食性および非吸湿性の成分を用いた撃発起爆薬を製造することが望ましいといえる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の開示
本発明は、増感剤上に沈殿させた火薬を含む増感した火薬に関する。火薬は、２，４，６，８，１０，１２−ヘキサニトロ−２，４，６，８，１０，１２−ヘキサアザテトラシクロ［５．５．０．０５，９０３，１１］−ドデカン（「ＣＬ−２０」）、四硝酸ペンタエリスリトール（「ＰＥＴＮ」）、シクロ−１，３，５−トリメチレン−２，４，６−トリニトロアミン（「ＲＤＸ」）、シクロテトラメチレンテトラニトロアミン（「ＨＭＸ」）、および、それらの混合物からなる群より選択される。増感剤は、アルミニウム、酸化アルミニウム、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、ホウ素、ケイ素、メラミン、スチレン、水素化リチウムアルミニウム、珪化カルシウム、および、それらの混合物からなる群より選択される。火薬は、増感した火薬の総重量の約７０重量％〜約９９．５重量％で含まれていてもよく、増感剤は、増感した火薬の総重量の約０．５重量％〜約３０重量％で含まれていてもよい。増感した火薬は、約１μｍ〜約１００μｍの範囲の粒度を有していてもよい。
【０００９】
本発明はまた、増感した火薬、ビスマス化合物および溶融結合剤を含む撃発起爆薬に関し、ここで、増感した火薬は、増感剤上に沈殿させた火薬を含む。火薬は、約０．３ｋｐｍ〜約０．７５ｋｐｍの範囲の衝撃感度を有していてもよい。火薬および増感剤は、これまで説明されている化合物のいずれか一種であってもよく、上記で示した量で存在していてもよい。ビスマス化合物は、酸化ビスマス、次硝酸ビスマス、四酸化ビスマス、硫化ビスマス、または、それらの混合物であり得る。溶融結合剤は、周囲温度より高い融点を有するワックス、トリニトロトルエン、ポリ（３，３−ビス（アジドメチル）オキセタン）、ポリ（３−アジドメチル−３−メチルオキセタン）、エチル−３，５−ジニトロベンゾアート、１，３，３−トリニトロアゼチン、天然ゴム、または、それらの混合物であってもよい。
【００１０】
増感した火薬は、撃発起爆薬の総重量の約３５重量％〜約５５重量％で含まれていてもよく、ビスマス化合物は、撃発起爆薬の総重量の約２０重量％〜約７５重量％で含まれていてもよく、溶融結合剤は、撃発起爆薬の総重量の約０．５重量％以上、約２０重量％未満で含まれていてもよい。撃発起爆薬は、粉砕ガラス、ニトロセルロース、および、テトラセンの少なくとも一種をさらに含んでいてもよい。
【００１１】
本発明はまた、上記増感した火薬の製造方法に関し、本方法は、増感剤上に火薬を沈殿させることを含む。火薬は、ＣＬ−２０、ＰＥＴＮ、ＲＤＸ、および、ＨＭＸからなる群より選択され、増感剤は、アルミニウム、酸化アルミニウム、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、ホウ素、ケイ素、メラミン、スチレン、水素化リチウムアルミニウム、珪化カルシウム、および、それらの混合物からなる群より選択される。火薬を沈殿させるために、溶媒に火薬を溶解させ、この溶媒に増感剤を添加し、および、この溶媒を除去し、増感した火薬の結晶を形成してもよい。この結晶は、約１．０μｍ〜約１００μｍの範囲の粒度を有していてもよい。
【００１２】
本発明はまた、撃発起爆薬の製造方法に関し、本方法は、増感した火薬を提供すること、および、増感した火薬を、ビスマス化合物および溶融結合剤と混合することを含む。増感した火薬は、上述のようにして製造される。ビスマス化合物および溶融結合剤は、上述の通りである。
【００１３】
本発明はまた、撃発起爆薬と第二の火薬組成物とが配置されたケーシングを含む銃の薬莢に関する。撃発起爆薬は、上述の通りである。銃の薬莢は、センターファイヤー式の銃の薬莢でもよいし、または、リムファイヤー式の銃の薬莢でもよい。
【００１４】
本発明はまた、撃発起爆薬と第二の火薬組成物とが配置されたハウジングを含む、起爆薬を含む武器集成体に関する。撃発起爆薬は、上述の通りである。起爆薬を含む武器集成体は、擲弾、迫撃砲、導爆コード起爆装置、迫撃砲の弾、ロケットのモーター、またはその他のシステムが考えられ（これらに限定されない）、これらは、撃発起爆薬と第二の火薬組成物を、単独で、または噴射剤と組み合わせて含む。
【００１５】
図面の簡単な説明
本明細書は、本発明とみなされるものを特に示し明白に特許請求する請求項をもって完結しているが、本発明の利点は、添付の図面と併せて読めば、以下の本発明の説明からさらに容易に確認することができる：
図１は、アルミニウムで増感したＣＬ−２０の結晶の走査電子顕微鏡写真であり；
図２Ａおよび２Ｂは、リムファイヤー式の銃の薬莢の断面図であり；
図３Ａおよび３Ｂは、センターファイヤー式の銃の薬莢の断面図であり；
図４は、本発明の撃発起爆薬が用いられた典型的な武器の図式的な説明であり；および、
図５および６は、アレゲーニー弾道学研究所（Ａｌｌｅｇｈｅｎｙ  Ｂａｌｌｉｓｔｉｃｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，「ＡＢＬ」）の、増感した火薬で行われた衝撃試験の結果を示す。
【００１６】
発明の詳細な説明
撃発起爆薬として使用するための火薬組成物を開示する。本明細書で用いられる用語「撃発起爆薬」は、わずかな撃発で爆発する火薬組成物を意味する。例えば、撃発起爆薬は、熱、衝撃波または熱と衝撃波の組み合わせによって起爆が可能である。点火の際に、撃発起爆薬は、気体をほとんど発生させずに熱を発生させることができ、さらに、第二の火薬組成物または装填に点火するのに十分なエネルギーを有する熱い粒子を濃縮する。本発明の撃発起爆薬は、毒性が低く、重金属非含有であり、エージングに対して安定であり、非吸湿性であり、非腐食性である成分を利用する。燃焼が起こると、本撃発起爆薬は、非毒性の、非吸湿性の、非腐食性の燃焼生成物を生成し得る。また、本撃発起爆薬は、確実に周囲温度の両極端をはずれて第二の火薬組成物に点火するという点で高い信頼性も有し得る。
【００１７】
本撃発起爆薬は、増感した火薬、酸化剤、および、溶融結合剤を含む。増感した火薬は、火薬および増感剤を含んでいてもよい。本明細書で用いられる用語「増感した火薬」は、増感剤と連動することによって、火薬（増感されていない火薬）単独よりも衝撃と摩擦に対して感度を高めた火薬を意味する。本発明の増感した火薬は、従来の撃発起爆薬にスチフニン酸鉛が用いられている場合と実質的に同じ衝撃感度を撃発起爆薬に与えることができる。このような火薬は、衝撃に対して適度に低い感度を有し、溶融の際に分解する固形材料が可能である。例えば、本火薬は、約０．３ｋｐｍ〜約０．７５ｋｐｍの範囲の衝撃感度を有していてもよい。本発明の撃発起爆薬で使用するのに適した火薬の例としては、これらに限定されないが、ＣＬ−２０、ＰＥＴＮ、ＲＤＸ、ＨＭＸ、または、それらの混合物が挙げられる。本火薬は、約０．１μｍ〜約１００μｍの範囲の粒度を、約２０μｍ〜約５０μｍの範囲の平均粒度で有していてもよい。このような火薬は、二峰性または三峰性の粒度分布を有していてもよい。しかしながら、本撃発起爆薬で用いられる火薬は、増感した火薬を製造する際に溶媒に溶解されるため、特定の粒度または粒度範囲に限定されない。衝撃感度が高い火薬は、意外なことに衝撃の事象がないような場合でも起爆を開始させる可能性があるため、本撃発起爆薬に使用するのに望ましくない場合がある。しかしながら、衝撃感度が十分ではない火薬は、増感剤で増感された場合でも衝撃を受けた際に起爆を開始させない可能性があるため、これも望ましくない場合がある。
【００１８】
本撃発起爆薬で用いられる火薬は適度に感度が低いため、増感剤を用いて火薬の感度を高めてもよい。本火薬は、以下で説明するように火薬を増感剤に沈殿させることによって衝撃に対して増感させることができる。増感剤は、熱的に安定であり酸化されない固形材料が可能である。例えば、増感剤は、電子が豊富な化合物、または、還元剤が可能である。増感剤として用いることができる材料の例としては、これらに限定されないが、アルミニウム、酸化アルミニウム、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、ホウ素、ケイ素、メラミン、スチレン、水素化リチウムアルミニウム、珪化カルシウム、または、それらの混合物が挙げられる。増感剤は、火薬の感度、および、撃発起爆薬の目的とする使用に基づき選択することもできる。増感剤は、二峰性の粒度分布を有していてもよく、約０．１μｍ（約１００ｎｍ）〜約１００μｍの範囲の粒度を有していてもよい。
【００１９】
増感剤がアルミニウムの場合、アルミニウムは、約０．１μｍ〜約５μｍの範囲の平均粒度を有していてもよい。一例を挙げれば、約１００ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲の粒度を有し、約２１０ｎｍの平均粒度を有するナノアルミニウム粉末であるＡｌｅｘが挙げられ、これを用いてもよい。Ａｌｅｘ（Ｒ）は、アルゴニド社（Ａｒｇｏｎｉｄｅ  Ｃｏｒｐ．，サンフォード，フロリダ州）より入手可能である。粉末化したアルミニウムのＨ−シリーズ（Ｈ−２、Ｈ−３、または、Ｈ−５）は、バリメット社（Ｖａｌｉｍｅｔ，Ｉｎｃ．，ストックトン，カリフォルニア州）より入手可能であり、これもまた、本撃発起爆薬で用いることができる。粉末化した  Ｈ−２アルミニウムは、約２μｍの平均粒度を有し、粉末化したＨ−３は、約３μｍの平均粒度を有し、粉末化したＨ−５は、約５μｍの平均粒度を有する。また、ナノサイズのアルミニウムを用いることもでき、ナノテック（Ｎａｎｏｔｅｃｈ，オースティン，テキサス州）より入手可能である。本撃発起爆薬で用いられるアルミニウムの粒度は、本撃発起爆薬の意図された目的に基づき選択することもできる。例えば、本撃発起爆薬が小火器の弾薬で用いられる場合、Ａｌｅｘ（Ｒ）のような小さい粒度を有するアルミニウムを用いることができる。小火器の弾薬により大きい粒度のアルミニウムが用いられる場合、その撃発起爆薬は、その意図する目的にとって破壊力が大きすぎる可能性がある。しかしながら、猛度を少なくする、または減らすために、場合により本撃発起爆薬に不活性充填剤が存在していてもよい。不活性充填剤は、その他の点で小火器の弾薬で用いるには破壊力が大きすぎる可能性のある撃発起爆薬を作動させる。その他の用途（例えばより大型の武器）で、約５μｍまでのより大きい粒度を有するアルミニウムを希釈しないで用いてもよい。増感剤がメラミンの場合、メラミンは、約２μｍ〜約１００μｍの範囲の粒度、約１２μｍの平均粒度を有していてもよい。メラミンは、多数の供給元、例えばシグマ−アルドリッチ社（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．，セントルイス，ミズーリ州）から市販されている。
【００２０】
火薬において、増感した火薬が、総重量の約７０重量％（「重量％」）〜約９９．５重量％を占めていてもよい。増感剤が、増感した火薬の総重量の約０．５重量％〜約３０重量％を構成していてもよい。一実施形態において、増感した火薬は、約８５重量％のＣＬ−２０、および、約１５重量％アルミニウムまたは約１５重量％のメラミンを含む。その他の実施形態において、増感した火薬は、約７７．５重量％のＣＬ−２０、および、約２２．５重量％のアルミニウムを含む。その他の実施形態において、増感した火薬は、約７０重量％のＣＬ−２０、および、約３０重量％のアルミニウム、または、約３０重量％のメラミンを含む。その他の実施形態において、増感した火薬は、約７０重量％のＲＤＸ、および、約３０重量％のアルミニウムを含む。その他の実施形態において、増感した火薬は、約７０重量％のＰＥＴＮ、および、約３０重量％のアルミニウム、または、約３０重量％のメラミンを含む。
【００２１】
増感した火薬は、火薬を増感剤に沈殿させることによって形成してもよい。例えば、火薬を溶媒に溶解させ、そこに増感剤も添加することができる。この溶媒は、火薬を溶解させることができるあらゆる揮発性溶媒が可能である。溶媒は、極性有機溶媒が可能であり、例えば、これらに限定されないが、酢酸エチル、アセトン、または、それらの混合物が挙げられる。撃発起爆薬で増感した火薬を用いようとする際に、溶媒を、例えば熱、減圧、またはそれらの組み合わせを用いることによって蒸発させてもよい。溶媒が蒸発するにつれ、火薬が増感剤上に沈殿し、増感した火薬の結晶を生産することができる。この結晶は、増感した火薬として、結晶にダメージを与えることなく、所望の武器に装填されるのに十分に小さいサイズにしてもよい。増感した火薬の結晶は、約１μｍ〜約１００μｍの範囲の平均粒度を有していてもよい。図１に、アルミニウムで増感したＣＬ−２０の結晶を示す。結晶のＣＬ−２０は、フーリエ変換赤外分光光度計で測定したところ、ＣＬ−２０の最も安定な形態のイプシロン多形（「ε多形」）で沈殿した（データ示さず）。
【００２２】
あるいは、火薬を溶媒に溶解させ、増感剤を非溶媒に添加して非溶媒の増感剤のスラリーを形成してもよい。このような非溶媒は、増感剤が溶解しないあらゆる非極性有機溶媒が可能であり、例えばヘキサン、ヘプタン、オクタン、または、それらの混合物である。火薬の溶液と、増感剤のスラリーとを混合してもよい。増感した火薬を撃発起爆薬へと配合しようとする際に、溶媒および非溶媒を、例えば熱、減圧、またはそれらの組み合わせを用いることによって除去して、火薬を増感剤上に沈殿させてもよい。しかしながら、増感した火薬が撃発起爆薬に用いられるまで、増感した火薬を、溶媒、または、溶媒および非溶媒中に保持させたままでもよい。特定の理論にとらわれずにいえば、火薬を増感剤に沈殿させることによって火薬と増感剤とを接触させ、それにより、火薬の活性化エネルギーを減少させると考えられる。このような場合、増感した火薬は、火薬（増感されていない火薬）単独に比べて衝撃に対して敏感になり、増感されていない火薬に必要な起爆エネルギーより少ない起爆エネルギーを利用することができる。
【００２３】
増感した火薬の感度を増加させると同時に、増感した火薬の扱いを安全なままにすることができる。増感した火薬を撃発起爆薬へと配合する用意が整うまで、溶媒、または、溶媒および非溶媒が除去されないため、増感した火薬は、実質的に湿潤した状態で、すなわち実質的に乾燥していない状態で保存される。本明細書で用いられる用語「乾燥」は、溶媒または溶媒および非溶媒を含まない増感した火薬の状態を意味する。それに対して、「湿潤した」状態は、増感した火薬が溶媒または溶媒および非溶媒中に存在する状態を意味する。増感した火薬が溶媒または溶媒および非溶媒によって湿潤した状態のままでいるため、増感した火薬の粒子は、燃焼するには不十分な表面領域しか有し得ない。このような場合、湿潤した増感した火薬は、表面の燃焼しか起こり得ない。増感した火薬を撃発起爆薬で使用しようとする際に、望ましい量の湿潤した増感した火薬を、例えば溶媒または溶媒および非溶媒を除去することによって乾燥させてもよい。湿潤した増感した火薬の大部分または多くの量を乾燥させないため、増感した火薬は、撃発起爆薬で必要とされる量で扱いを安全なままにすることができる。
【００２４】
本撃発起爆薬の意図する使用、および、本撃発起爆薬の望ましい特性に応じて、酸化剤は、ビスマス化合物、または、従来の酸化剤が可能である。ビスマス化合物は、従来の酸化剤よりも効果が低いか、または弱い酸化剤であるとみなされる場合があるが、ビスマス化合物は、増感した火薬と組み合わせて、撃発起爆薬に望ましい特性を提供することが可能である。言い換えれば、増感した火薬の感度の増加は、ビスマス化合物の酸化作用の減少で釣り合いを取ることが可能である。本撃発起爆薬に使用するのに適したビスマス化合物の例としては、これらに限定されないが、酸化ビスマス（「Ｂｉ２Ｏ３」）、次硝酸ビスマス（「ＢｉＯＮＯ３」）、四酸化ビスマス（「Ｂｉ２Ｏ４）、または、それらの混合物が挙げられる。これらのビスマス化合物は、非毒性、非腐食性および非吸湿性である。それゆえに、このようなビスマス化合物を酸化剤として用いて、得られた撃発起爆薬を非腐食性または非吸湿性とすることも可能である。例えば、このようなビスマス化合物は、本撃発起爆薬を、銃の薬莢、例えばセンターファイヤー式の弾薬またはリムファイヤー式の弾薬で用いようとする際に、酸化剤として用いてもよい。このようなビスマス化合物は非腐食性であるため、本撃発起爆薬の燃焼産物は、砲身を腐食させないと考えられる。加えて、このようなビスマス化合物は、燃焼の際に分解して金属のビスマスを形成する可能性があるが、これによって、金属の鉛製の撃発起爆薬において酸化鉛によって生じる作用と類似した潤滑を砲身に付与することができる。硫化ビスマス、または、硫化ビスマスと前述されたビスマス化合物の少なくとも一種との混合物は、擲弾のような腐蝕性が問題ではない状況下でビスマス化合物として用いてもよい。
【００２５】
本撃発起爆薬の吸湿性または腐蝕性が問題ではない場合、硝酸塩、塩素酸塩または過塩素酸塩の塩または金属塩のような従来の酸化剤を用いてもよい。一例を挙げれば、従来の酸化剤としては、硝酸バリウム、硝酸セシウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウム、塩素酸カリウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸アンモニウム、または、それらの混合物が挙げられる。また、従来の酸化剤としては、金属酸化物、金属水酸化物、金属過酸化物、金属酸化物の水和物、金属酸化物の水酸化物、含水金属酸化物、塩基性金属炭酸塩、塩基性金属硝酸塩、または、それらの混合物も可能である。例えば、従来の酸化剤としては、ＣｕＯ、Ｃｏ２Ｏ３、Ｃｏ３Ｏ４、ＣｏＦｅ２Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｏＯ３、Ｂｉ２ＭｏＯ６、または、それらの混合物が挙げられる。
【００２６】
増感した火薬は、約３５重量％〜約５５重量％で本撃発起爆薬に存在していてもよい。本撃発起爆薬を銃弾またはその他の銃の薬莢で用いようとする際に、火薬が、撃発起爆薬の総重量の約２５重量％〜約４０重量％を構成していてもよい。酸化剤は、撃発起爆薬の約２０重量％〜約７５重量％を占めていてもよい。
【００２７】
溶融結合剤は、約１２０℃未満または約１２０℃に等しい融点、例えば約８０℃〜約１２０℃の範囲の融点を有する非吸湿性材料が可能である。溶融結合剤は、溶融すると低い粘度を有する疎水性材料が可能である。使用可能な溶融結合剤の例としては、これらに限定されないが、周囲温度（約２５℃）より高い融点を有するワックス、トリニトロトルエン（「ＴＮＴ」）、ポリ（３，３−ビス（アジドメチル）オキセタン）（「ポリ（ＢＡＭＯ）」）、ポリ（３−アジドメチル−３−メチルオキセタン）（「ポリ（ＡＭＭＯ）」）、エチル−３，５−ジニトロベンゾアート、１，３，３−トリニトロアゼチン（「ＴＮＡＺ」）、天然ゴム、または、それらの混合物が挙げられる。ワックスは、蜜蝋、パラフィンワックス、微晶ろう、合成ワックス、カルナウバワックス、オゾケライトワックス、ポリエチレンワックス、炭化水素ワックス、または、それらの混合物が可能である。溶融結合剤は、溶融すると低い粘度を有するため、溶融結合剤は、増感した火薬の結晶の周囲を流動し、結晶を被覆することが可能である。また、溶融結合剤は、撃発起爆薬の成分、および、撃発起爆薬が収容されている金属表面（例えば銃弾、擲弾など武器の金属表面）に強い親和性を有していてもよい。従って、溶融結合剤は、本撃発起爆薬を一緒に束ね、撃発起爆薬を武器内の位置に固定するのに用いてもよい。少量の溶融結合剤が、本撃発起爆薬に存在していてもよい。例えば、センターファイヤー式の弾薬中に、溶融結合剤は、約０．５重量％以上、約１０重量％未満で、例えば約１．５重量％で本撃発起爆薬に存在していてもよい。リムファイヤー式の弾薬において、溶融結合剤は、本撃発起爆薬に約０．５重量％以上、約１０重量％未満、例えば約３重量％で存在していてもよい。
【００２８】
また、本撃発起爆薬は、不活性充填剤、希釈剤、結合剤、低出力の火薬、または、それらの混合物のような任意の成分を含んでいてもよい。このような任意の成分は、ガラス、ニトロセルロース（「ＮＣ」）、テトラセン、または、それらの混合物が可能である。ガラスは、本撃発起爆薬において、撃発起爆薬のエネルギーまたは猛度を減少させる不活性充填剤または希釈剤として用いることができる。例えば、考えられる撃発起爆薬の配合物のエネルギーが、第二の火薬組成物に点火するのに有効に用いるには大きすぎる場合、ガラス、ＮＣ、または、それらの混合物を撃発起爆薬に添加して、その猛度を減少させることができる。また、Ｂｉ２Ｏ３を撃発起爆薬の猛度を減少させるのに用いてもよい。ガラスが本撃発起爆薬に存在する場合、ガラスは、約＃８０メッシュ〜約＃１２０メッシュの範囲のメッシュサイズまで細粒化してもよい。本撃発起爆薬で用いられるＮＣは、繊維状でもよい。ＮＣは、不活性充填剤として作用することに加えて、結合剤または強化材として作用する可能性もあり、本撃発起爆薬から形成された小弾丸に強度を与えることができる。テトラセンは、感度を有するが、低い出力の火薬であり、これもまた、本撃発起爆薬で用いることができる。テトラセンは、撃発起爆薬の信頼度を改善する（すなわち、本撃発起爆薬の欠陥率を低くする）ことができる。これらの任意の成分が存在する場合、望ましい特性を本撃発起爆薬に与えるが、本撃発起爆薬は、これらの成分を用いることなく、その意図する目的に応じて配合することも可能である。
【００２９】
本撃発起爆薬は、増感した火薬およびその他の成分（例えば酸化剤、溶融結合剤、およびあらゆる  任意の成分）の望ましい量を測定することによって製造してもよい。その他の成分を増感した火薬と例えばミキサーで混合し、撃発起爆薬組成物を製造することができる。増感した火薬は湿潤した状態で保存されるため、増感した火薬を、増感した火薬をその他の成分と混合する前に上述したようにして乾燥させてもよい。本撃発起爆薬の望ましい粘稠度を達成するために、本撃発起爆薬の成分は、水、または、揮発性の非極性有機溶媒で湿潤させてもよい。本撃発起爆薬の成分を湿潤させるのに用いられる有機溶媒は、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、または、それらの混合物が可能である。あるいは、湿潤した増感した火薬は、本撃発起爆薬のその他の成分に連動していてもよい（すなわち最初に溶媒または溶媒および非溶媒を除去しない）。得られた撃発起爆薬は非粘性であるため、本撃発起爆薬を加工するのに用いられた器具から容易に分離することができる。ほとんどの材料が加工器具に残存しないので、撃発起爆薬の高収率を達成することができる。加えて、本撃発起爆薬は、銃の薬莢  またはその他の武器に容易に装填することができる。本撃発起爆薬は、本撃発起爆薬の意図する使用に基づいて選択された望ましい形状、例えば小弾丸に成形することができる。本撃発起爆薬の可能な形状、および、これらの形状を製造する方法は当業界既知であるので、本明細書では詳細に説明しない。その後、全ての溶媒または水を除去し、本撃発起爆薬を製造することができる。しかしながら、アルミニウムを含む撃発起爆薬を加工するのに水が用いられる場合、この水は、撃発起爆薬を高い温度に晒す前に除去してもよく、それによって、アルミニウムが水と反応するのを予防することができる。
【００３０】
本撃発起爆薬の特性は、存在するそれぞれの成分の相対量に依存する可能性がある。例えば、本撃発起爆薬の燃焼特性は、火薬、増感剤、酸化剤、溶融結合剤、およびあらゆる任意の成分の相対量を変化させることによって、本撃発起爆薬の意図する使用に最適な特性が達成されるように適合させることができる。本撃発起爆薬の特性は適合させることが可能であるため、本撃発起爆薬は、多種多様の武器で第二の火薬組成物の起爆を開始させるために用いることが可能である。本撃発起爆薬が使用可能な武器の例としては、これらに限定されないが、小火器の弾薬、擲弾、迫撃砲、または、導爆コード起爆装置が挙げられる。また、本撃発起爆薬は、迫撃砲の弾、ロケットのモーター、照明弾または信号弾の起爆を開始させる、または、信管をつけるのにも用いられる。一例を挙げれば、本撃発起爆薬は、銃の薬莢、例えばセンターファイヤー式の銃の薬莢、または、リムファイヤー式の銃の薬莢で用いてもよい。上記武器で用いられる第二の火薬組成物は、当業者であれば選択可能なので、本明細書では詳細に考察しない。例えば、武器が銃の薬莢の場合、第二の火薬組成物は、無煙の黒色火薬であり得る。擲弾においては、本撃発起爆薬は、延時薬に点火することもできる。多くの場合において、例えば迫撃砲の弾または中口径砲の薬莢において、本撃発起爆薬は、黒色火薬またはホウ素／硝酸カリウムを有機性結合剤と共に含む伝爆薬に点火することが可能である。
【００３１】
一実施形態において、本撃発起爆薬は、センターファイヤー式の銃の薬莢、または、リムファイヤー式の銃の薬莢で用いられる。リムファイヤーの点火は、センターファイヤーの点火と著しく異なるため、センターファイヤー式の銃の薬莢での使用に適した撃発起爆薬は、リムファイヤー式の銃の薬莢では最適な性能を提供しない場合がある。リムファイヤー式の銃の薬莢を用いた小さいアームでは、撃針が銃の薬莢ケーシングのリムに当たる。それに対して、センターファイヤー式の銃の薬莢を用いた小火器の撃針は、本撃発起爆薬を含む薬莢ケーシングの中心で金属カップに当たる。銃の薬莢と薬莢ケーシングは当業界既知であるため、本明細書では詳細に考察しない。撃針の力または衝撃は、リムファイヤー式の銃の薬莢またはセンターファイヤー式の銃の薬莢中の撃発起爆薬を爆発させるのに十分な衝撃事象を生じさせ、第二の火薬組成物に点火させることができる。図２Ａ、および、２Ｂで示されるように、撃発起爆薬２は、リムファイヤー式の銃の薬莢６のケーシング４のリム部分３で定義された内部容積の周囲に、実質的に均等に分布させることができる。図２Ｂは、リムファイヤー式の銃の薬莢６の前方部分の拡大図である。図３Ａ、および、３Ｂで示されるように、センターファイヤー式の銃の薬莢８において、撃発起爆薬２は、ケーシング４の開口部１０に配置されていてもよい。図３Ｂは、センターファイヤー式の銃の薬莢８の成分の拡大図である。第二の火薬組成物１２は、リムファイヤー式の銃の薬莢６、または、センターファイヤー式の銃の薬莢８における撃発起爆薬２に実質的に隣接して配置されていてもよい。点火または燃焼された際に、撃発起爆薬２は、十分な熱を発生させ、熱い粒子を濃縮し、第二の火薬組成物１２に点火し、薬莢６または８が配置された小火器またはより大きい口径の武器（例えば、これらに限定されないが、拳銃、ライフル銃、自動ライフル銃、機関銃、機関砲弾など）の砲身から、発射体１６を推進させることができる。撃発起爆薬２の燃焼産物は、環境に優しい、非腐食性かつ非摩耗性であり得る。
【００３２】
上述したように、撃発起爆薬２は、より大きい武器、例えば（これらに限定されないが）、擲弾、迫撃砲、または、導爆コード起爆装置でも用いることが可能であり、または、迫撃砲の弾、ロケットのモーター、または、その他のシステム（第二の火薬の起爆を、単独で、または、噴射剤と組み合わせて含む）を開始させることもでき、ここで、用語「起爆薬を含む武器集成体」は、便宜上、前述した全ての集成体を包含する。図４で示されるように、武器、モーターまたはシステム１４において、撃発起爆薬２は、ハウジング１８中の第二の火薬組成物１２に実質的に隣接して配置されていてもよい。当然ながら、噴射剤（示さず）を含むシステムの例において、第二の火薬組成物１２は、典型的には、噴射剤の起爆を開始させるために用いられると予想される。
【００３３】
以下の実施例は、本発明の実施形態をより詳細に説明するために示される。これらの実施例は、包括的なもの、または、本発明の範囲に応じて限定的なものと解釈されるべきではない。
【実施例】
【００３４】
実施例１：増感したＣＬ−２０：７７．５％ＣＬ−２０、および、２２．５％アルミニウム（Ａｌｅｘ（Ｒ））
ＣＬ−２０（５０ｇ）を、１５０ｍｌの酢酸エチルに溶解させた。この溶液を、４００ｍｌの磁気式撹拌棒を有するビーカーに注入し、温かいホットプレート上で撹拌した。この溶液に、Ａｌｅｘ（Ｒ）アルミニウム（１４．５ｇ）を注入し、スラリーを形成した。このビーカーに空気管を配置させ、酢酸エチルの蒸発速度を高めた。酢酸エチルを、磁気式撹拌棒が、酢酸エチルが蒸発して形成された濃厚なスラリーにはまってほとんど動かなくなるまで蒸発させた。このビーカーに、ヘプタン（５０ｍｌ）を添加し、蒸発させた。このビーカーに、追加量のヘプタン（５０ｍｌ）を添加し、このビーカーをホットプレートからはずした。磁気式撹拌棒を取り除いた後に、ヘプタンを除去することによって増感したＣＬ−２０を乾燥させた。乾燥させた増感したＣＬ−２０を試験に用い、または、それらを撃発起爆薬へと配合した。
【００３５】
実施例２：増感したＣＬ−２０：８５％ＣＬ−２０、および、１５％アルミニウム（Ａｌｅｘ）（Ｒ）
２５０ｍｌの磁気式撹拌棒を有する丸底フラスコに、５０ｇの酢酸エチルを入れた。この酢酸エチルに、ＣＬ−２０（８．５ｇ）を溶解させた。この溶液に、Ａｌｅｘ（Ｒ）アルミニウム（１．５ｇ）、続いて１５０ｇのヘプタンを添加した。酢酸エチルとヘプタンを、ロータリーエバポレーターを用いて、４０℃、真空中でゆっくり除去した。乾燥させた増感したＣＬ−２０を試験に用い、または、それらを撃発起爆薬へと配合した。
【００３６】
実施例３：増感したＣＬ−２０：７０％ＣＬ−２０、および、３０％アルミニウム（Ａｌｅｘ（Ｒ））
２５０ｍｌの磁気式撹拌棒を有する丸底フラスコに、５０ｇの酢酸エチルを入れた。この酢酸エチルに、ＣＬ−２０（７．０８ｇ）を溶解させた。この溶液に、Ａｌｅｘ（Ｒ）アルミニウム（３．０８ｇ）、続いて１５０ｇのヘプタンを添加した。酢酸エチルとヘプタンを、ロータリーエバポレーターを用いて、４０℃、真空中でゆっくり除去した。乾燥させた増感したＣＬ−２０を試験に用い、または、それらを撃発起爆薬へと配合した。
【００３７】
実施例４：増感したＣＬ−２０：７０％ＣＬ−２０、および、３０％アルミニウム（Ｈ−５）
２５０ｍｌの磁気式撹拌棒を有する丸底フラスコに、５０ｇの酢酸エチルを入れた。この酢酸エチルに、ＣＬ−２０（１．４ｇ）を溶解させた。この溶液に、バリメットＨ−５球状アルミニウム（０．６ｇ）、続いて１６０ｇのヘプタンをゆっくり添加した。酢酸エチルとヘプタンを、ロータリーエバポレーターを用いて、４０℃、真空中でゆっくり除去した。乾燥させた増感したＣＬ−２０を試験に用い、または、それらを撃発起爆薬へと配合した。
【００３８】
実施例５：増感したＣＬ−２０：７０％ＣＬ−２０、および、３０％アルミニウム（Ｈ−２）
２５０ｍｌの磁気式撹拌棒を有する丸底フラスコに、５０ｇの酢酸エチルを入れた。この酢酸エチルに、ＣＬ−２０（１．４ｇ）を溶解させた。この溶液に、バリメットＨ−２アルミニウム（０．６ｇ）、続いて１６０ｇのヘプタンを添加した。酢酸エチルとヘプタンを、ロータリーエバポレーターを用いて、４０℃、真空中でゆっくり除去した。乾燥させた増感したＣＬ−２０を試験に用い、または、それらを撃発起爆薬へと配合した。
【００３９】
実施例６：増感したＣＬ−２０：８５％ＣＬ−２０、および、１５％メラミン
２５０ｍｌの磁気式撹拌棒を有する丸底フラスコに、５０ｇの酢酸エチルを入れた。この酢酸エチルに、ＣＬ−２０（８．５ｇ）を溶解させた。この溶液に、メラミン（１．５ｇ）、続いて１５０ｇのヘプタンを添加した。このメラミンは、約１０μｍの平均粒度を有していた。酢酸エチルとヘプタンを、ロータリーエバポレーターを用いて、４０℃、真空中でゆっくり除去した。乾燥させた増感したＣＬ−２０を試験に用い、または、それらを撃発起爆薬へと配合した。
【００４０】
実施例７：増感したＣＬ−２０：７０％ＣＬ−２０、および、３０％メラミン
２５０ｍｌの磁気式撹拌棒を有する丸底フラスコに、５０ｇの酢酸エチルを入れた。この酢酸エチルに、ＣＬ−２０（７．０８ｇ）を溶解させた。この溶液に、メラミン（３．０８ｇ）、続いて１５０ｇのヘプタンを添加した。このメラミンは、約１０μｍの平均粒度を有していた。酢酸エチルとヘプタンを、ロータリーエバポレーターを用いて、４０℃、真空中でゆっくり除去した。乾燥させた増感したＣＬ−２０を試験に用い、または、それらを撃発起爆薬へと配合した。
【００４１】
実施例８：増感したＲＤＸ：７０％ＲＤＸ、および、３０％アルミニウム（Ａｌｅｘ（Ｒ））
２５０ｍｌの磁気式撹拌棒を有する丸底フラスコに、５０ｇのアセトンを入れた。このアセトンに、ＲＤＸ（７．０８ｇ）を溶解させた。この溶液に、Ａｌｅｘ（Ｒ）アルミニウム（３．０８ｇ）、続いて１５０ｇのヘプタンを添加した。アセトンとヘプタンを、ロータリーエバポレーターを用いて、４０℃、真空中でゆっくり除去した。乾燥させた増感したＲＤＸを試験に用い、または、それらを撃発起爆薬へと配合した。
【００４２】
実施例９：増感したＲＤＸ：７０％ＲＤＸ、および、３０％アルミニウム（Ｈ−２）
２５０ｍｌの磁気式撹拌棒を有する丸底フラスコに、５０ｇのアセトンを入れた。このアセトンに、ＲＤＸ（１．４ｇ）を溶解させた。この溶液に、バリメットＨ−２アルミニウム（０．６ｇ）、続いて１５０ｇのヘプタンを添加した。アセトンとヘプタンを、ロータリーエバポレーターを用いて、４０℃、真空中でゆっくり除去した。乾燥させた増感したＲＤＸを試験に用い、または、それらを撃発起爆薬へと配合した。
【００４３】
実施例１０：増感したＰＥＴＮ：７０％ＰＥＴＮ、および、３０％メラミン
２５０ｍｌの磁気式撹拌棒を有する丸底フラスコに、２０ｇの酢酸エチルを入れた。この酢酸エチルに、ＰＥＴＮ（１．４ｇ）を溶解させた。この溶液に、メラミン（０．６ｇ）、続いて、６０ｇのヘプタンを添加した。このメラミンは、約１０μｍの平均粒度を有していた。酢酸エチルとヘプタンを、ロータリーエバポレーターを用いて、４０℃、真空中でゆっくり除去した。乾燥させた増感したＰＥＴＮを試験に用い、または、それらを撃発起爆薬へと配合した。
【００４４】
実施例１１：増感したＰＥＴＮ：７０％ＰＥＴＮ、および、３０％アルミニウム（Ａｌｅｘ（Ｒ））
２５０ｍｌの磁気式撹拌棒を有する丸底フラスコに、６０ｇの酢酸エチルを入れた。この酢酸エチルに、ＰＥＴＮ（１．４ｇ）を溶解させた。この溶液に、Ａｌｅｘ（Ｒ）アルミニウム（０．６ｇ）、続いて、１００ｇのヘプタンを添加した。酢酸エチルとヘプタンを、ロータリーエバポレーターを用いて、４０℃、真空中でゆっくり除去した。乾燥させた増感したＰＥＴＮを試験に用い、または、それらを撃発起爆薬へと配合した。
【００４５】
実施例１２：増感したＣＬ−２０の衝撃感度
当業界既知のアレゲーニー弾道学研究所（「ＡＢＬ」）により開発された衝撃試験を用いて、増感したＣＬ−２０の衝撃感度を測定した。増感したＣＬ−２０の衝撃感度を、増感されていないＣＬ−２０およびＫ７５起爆薬の衝撃感度と比較した。ＣＬ−２０を、アルミニウムまたはメラミンで増感し、これを、実施例２、３および６で説明されているようにして製造した。増感したＣＬ−２０の第一の配合物には、７０％ＣＬ−２０、および、３０％Ａｌｅｘ（Ｒ）が含まれ、増感したＣＬ−２０の第二の配合物には、８５％ＣＬ−２０、および、１５％Ａｌｅｘ（Ｒ）が含まれ、増感したＣＬ−２０の第三の配合物には、８５％ＣＬ−２０、および、１５％メラミンが含まれる。Ｋ７５起爆薬には、３９％スチフニン酸鉛、１０．８％硫化アンチモン、４１％硝酸バリウム、２．５％テトラセン、６．３％噴射剤の細粒（２４：７６のニトログリセリン：ニトロセルロース）、０．２％アラビアゴム、および、０．２％トラガカントゴムが含まれる（連邦政府の内部仕様書では、Ｋ７５起爆薬の成分に＋／−３％までの差を認めている）。
【００４６】
ＡＢＬ衝撃は、増感したＣＬ−２０の素材（１５ｍｇ〜３０ｍｇ）上に、所定の高さから０．５ｋｇの重りを落とすことによって測定された。重りと増感したＣＬ−２０との間に生じる衝撃によって、増感したＣＬ−２０の爆発が発生する場合（煙、火花または発火の発生で示される）、この事象は「成功（ＧＯ）」と報告された。図５に、それぞれの試験配合物に関する「成功」の確率を落下の高さの関数として示しめす。このデータを数値のフィッティングプログラムに入力し、「計算された」プロットを得た。アルミニウムで増感したＣＬ−２０、および、メラミンで増感したＣＬ−２０は、Ｋ７５起爆薬と同程度の衝撃感度を有していた。アルミニウムで増感したＣＬ−２０、および、メラミンで増感したＣＬ−２０もまた、増感されていないＣＬ−２０と匹敵する衝撃感度、または、それより増加した衝撃感度を有していた。
【００４７】
図６は、様々なタイプのナノ粒子化されたアルミニウム、および、メラミンで増感したＣＬ−２０のＡＢＬ衝撃感度に対する作用を示す。また、図６は、本撃発起爆薬で用いられた様々な濃度の増感剤の作用も示す。ＣＬ−２０を、ナノテックのアルミニウム（ナノテック（オースティン，テキサス州）より入手可能）、および、Ａｌｅｘ（Ｒ）で増感した。様々な濃度のアルミニウム増感剤（増感した火薬の５重量％、１５重量％、および２５重量％）を試験した。また、ＣＬ−２０を、メラミンでも増感し、これも増感した火薬を５重量％および１５重量％の濃度で試験した。増感したＣＬ−２０の衝撃感度を、増感されていないＣＬ−２０の衝撃感度、および、塩基性スチフニン酸鉛の衝撃感度と比較し、これを、図６で、（ＰｂＯＨ）２ＴＮＲと標識した。増感したＣＬ−２０は、増感されていないＣＬ−２０と比較して増加した衝撃感度を示した。また、増感したＣＬ−２０も、塩基性スチフニン酸鉛の衝撃感度に匹敵する、または、それらと比較してわずかに減少した衝撃感度を示した。
【００４８】
実施例１３：センターファイヤー式の弾薬で用いられる撃発起爆薬の配合物
表１に示される配合を有する撃発起爆薬を、ＣＬ−２０またはＰＥＴＮをＡｌｅｘ（Ｒ）アルミニウムで増感することによって製造した。実施例３および１１で説明されているようにして増感した火薬を製造した。それぞれの本撃発起爆薬を形成するために、増感したＣＬ−２０または増感したＰＥＴＮを、表１に示す残りの成分と混合した。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
配合物１〜５それぞれを、センターファイヤー式の弾薬に装填した。撃発起爆薬としてのそれぞれの配合物の有効性を決定するために、センターファイヤー式の弾薬を発射させた。それぞれの配合物は撃発起爆薬として有効であった。粉砕ガラスを含まない配合物４で示されるように、粉砕ガラスは、本撃発起爆薬において有効な燃焼特性を達成するには必要ない。また、ニトロセルロースを含まない配合物５で示されるように、ニトロセルロースも、本撃発起爆薬において有効な燃焼特性には必要ない。
【００５１】
実施例１４：リムファイヤー式の弾薬で用いられる撃発起爆薬の配合物
表２に示される配合を有する撃発起爆薬を、実施例３で説明されているようにＣＬ−２０をＡｌｅｘ（Ｒ）アルミニウムで増感することによって製造した。本撃発起爆薬を形成するために、増感したＣＬ−２０を、表２に示す残りの成分と混合した。
【００５２】
【表２】
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【００５３】
配合物１を、リムファイヤー式の銃の薬莢に装填した。撃発起爆薬としてのこれらの配合物の有効性を決定するために、リムファイヤー式の銃の薬莢を発射させた。これらの配合物は撃発起爆薬として有効であった。
【００５４】
本発明は様々な改変および変更を受け入れることができるが、図面において、特定の実施形態が一例として示されており、本明細書において詳細に説明されている。しかしながら、当然ながら、本発明は、開示された特定の形態に限定されることを意図していないと理解される。むしろ、本発明は、以下の添付の請求項で定義される本発明の本質および範囲に含まれる全ての改変、同等物および代替物を含む。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】アルミニウムで増感したＣＬ−２０の結晶の走査電子顕微鏡写真である。
【図２】リムファイヤー式の銃の薬莢の断面図である。
【図３】センターファイヤー式の銃の薬莢の断面図である。
【図４】本発明の撃発起爆薬が用いられた典型的な武器の図式的な説明である。
【図５】アレゲーニー弾道学研究所の、増感した火薬で行われた衝撃試験の結果を示す。
【図６】アレゲーニー弾道学研究所の、増感した火薬で行われた衝撃試験の結果を示す。
【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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【図６】
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【外国語明細書】
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2006290734000002.pdf
2006290734000003.pdf
2006290734000004.pdf