(57)【要約】      （修正有）【課題】  発射薬等の火薬は単位重量当たりのエネルギーを上げる検討が進められている。一方発射薬等の火薬を収納する可燃性容器においてはエネルギー向上が十分になされていない。本発明は従来よりもエネルギーを向上させた可燃性容器を提供する。【解決手段】  エネルギーの高いニトラミン化合物を主成分とし、ニトラミン化合物を５〜８５重量％可燃性容器に配合する。可燃性容器は、焼尽性きょう体１、焼尽性火管２、焼尽性容器に使用することができる。可燃性容器は、ニトラミン化合物とバインダーが主成分であり、必要に応じて安定剤、その他の原材料を加える。その他の原材料としては、可塑剤、燃焼促進剤、燃食抑制剤、消炎剤、緩燃剤、表面処理剤等が挙げられる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニトラミン化合物とバインダーを主成分とし、ニトラミン化合物を５〜８５重量％含有することを特徴とする高エネルギー含有可燃性容器。
【請求項２】
密度が５００〜２０００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする請求項１記載の高エネルギー含有可燃性容器。
【請求項３】
ニトラミン化合物が、シクロトリメチレントリニトラミン（ＲＤＸ）、シクロテトラメチレンニトラミン（ＨＭＸ）、テトラメチレンテトラニトラミン（ＨＮＩＷ）、ニトログアニジン（ＮＧｕ）、ペンタエリスリトールテトラニトラミン（ＰＥＴＮ）、トリアミノグアニジンナイトレートから選ばれる１種または2種以上であることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の高エネルギー含有可燃性容器。
【請求項４】
ニトラミン化合物の平均粒径が、１〜１００μｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の高エネルギー含有可燃性容器。
【請求項５】
ニトラミン化合物を、少なくともバインダーの一部と混合して粉状にしてから所望の形状に成型して得られることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の高エネルギー含有可燃性容器。
【請求項６】
バインダーが、セルロース誘導体、汎用ポリマー、高エネルギーポリマーから選ばれる１種または２種以上であることを特徴とする請求項1〜５のいずれかに記載の高エネルギー含有可燃性容器。
【請求項７】
セルロース誘導体が、ニトロセルロース、アセチル化ニトロセルロース、セルロースアセテート（ＣＡ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ）、エチルセルロース、クラフトパルプから選ばれる１種または２種以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の高エネルギー含有可燃性容器。
【請求項８】
ニトラミン化合物、バインダー、安定剤、その他原材料を水中に懸濁し、分散したスラリーを吸引成型工程、及び乾燥工程からなる方法で成型して得られることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の高エネルギー含有可燃性容器。
【請求項９】
ニトラミン化合物、バインダー、安定剤、その他原材料を溶剤を用いて粘土状とし、成型して得られることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の高エネルギー含有可燃性容器。
【請求項１０】
安定剤が、メチルジフェニルウレア（ＡＫ２）、エチルセントラリット（ＥＣＬ）、ジフェニルアミン（ＤＰＡ）、２−ニトロジフェニルアミン（２−ＮＤＰＡ）から選ばれる１種または２種以上であることを特徴とする請求項８〜９のいずれかに記載の高エネルギー含有可燃性容器。
【請求項１１】
可燃性容器が、表面処理されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の高エネルギー含有可燃性容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高エネルギ化を図った可燃性容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、発射薬等の火薬は単位重量当たりのエネルギーを上げる検討が進められている。高エネルギー化を図るため、例えば高エネルギー酸化剤であるニトラミン化合物を配合させた組成物の開発が進められている。一方、その発射薬等を収納する可燃性容器については、エネルギー物質であるニトロセルロースとパルプを配合させたものが主流であり、エネルギー向上が十分になされていない状況にある。
【０００３】
特開平０９−０８９４９９号公報（特許文献１）では、焼尽容器に関する機械強度を向上させる方法が記載されているが、容器のエネルギー向上に対する記載はない。
特許第３２０３５７３号公報（特許文献２）では、ニトロセルロース、クラフトパルプ、合成樹脂を主成分とした容器の形状に関する記述があるが、容器のエネルギー向上に対する記載はがない。
ＥＰ公開０２６０４１９号明細書（特許文献３）では、可燃性容器にニトラミン化合物を塗布することで容器の温度安定性を改善する方法が記載されているが、エネルギー向上に対しては言及されていない。
【特許文献１】特開平０９−０８９４９９号公報
【特許文献２】特許第３２０３５７３号公報
【特許文献３】ＥＰ公開０２６０４１９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来よりも高いエネルギーを含有する可燃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】
【０００５】
本発明者らは、上記課題を解決するために、可燃性容器の製造方法、燃焼特性について鋭意研究した結果、可燃性容器中のニトラミン化合物の含有量を制御することにより、前記目的が達成されることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
（１）ニトラミン化合物とバインダーを主成分とし、ニトラミン化合物を５〜８５重量％含有することを特徴とする高エネルギー含有可燃性容器。
（２）密度が５００〜２０００ｋｇ／ｍ３であることを特徴とする（１）の高エネルギー含有可燃性容器。
（３）ニトラミン化合物が、シクロトリメチレントリニトラミン（ＲＤＸ）、シクロテトラメチレンニトラミン（ＨＭＸ）、テトラメチレンテトラニトラミン（ＨＮＩＷ）、ニトログアニジン（ＮＧｕ）、ペンタエリスリトールテトラニトラミン（ＰＥＴＮ）、トリアミノグアニジンナイトレートから選ばれる１種または２種以上であることを特徴とする（１）または（２）の高エネルギー含有可燃性容器。
（４）ニトラミン化合物の平均粒径が、１〜１００μｍであることを特徴とする（１）〜（３）いずれかの高エネルギー含有可燃性容器。
【０００６】
（５）ニトラミン化合物を、少なくともバインダーの一部と混合して粉状にしてから所望の形状に成型して得られることを特徴とする（１）〜（４）いずれかの高エネルギー含有可燃性容器。
（６）バインダーが、セルロース誘導体、汎用ポリマー、高エネルギーポリマーから選ばれる１種または２種以上であることを特徴とする（１）〜（５）いずれかの高エネルギー含有可燃性容器。
（７）セルロース誘導体が、ニトロセルロース、アセチル化ニトロセルロース、セルロースアセテート（ＣＡ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ）、エチルセルロース、クラフトパルプから選ばれる１種または２種以上であることを特徴とする（１）〜（６）いずれかの高エネルギー含有可燃性容器。
（８）ニトラミン化合物、バインダー、安定剤、その他原材料を水中に懸濁し、分散したスラリーを吸引成型工程、及び乾燥工程からなる方法で成型して得られることを特徴とする（１）〜（７）いずれかの高エネルギー含有可燃性容器。
【０００７】
（９）ニトラミン化合物、バインダー、安定剤、その他原材料を溶剤を用いて粘土状とし、成型して得られることを特徴とする（１）〜（７）いずれかの高エネルギー可燃性容器。
（１０）安定剤が、メチルジフェニルウレア（ＡＫ２）、エチルセントラリット（ＥＣＬ）、ジフェニルアミン（ＤＰＡ）、２−ニトロジフェニルアミン（２−ＮＤＰＡ）から選ばれる１種または２種以上であることを特徴とする（８）〜（９）いずれかの高エネルギー含有可燃性容器。
（１１）可燃性容器が、表面処理されていることを特徴とする（１）〜（１０）いずれかの高エネルギー含有可燃性容器。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、従来の可燃性容器より高エネルギーを含有する可燃性容器の提供が可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について、特にその好ましい態様を中心に詳細に説明する。
本発明にいう高エネルギー含有可燃性容器とは、高エネルギー化を図るために可燃性容器組成中に高エネルギーニトラミン化合物を含む容器のことである。可燃性容器の用途としては、りゅう弾砲、戦車砲、機関砲等のあらゆる火砲の弾薬容器及びライフル、拳銃等のあらゆる小火器の弾薬容器として使用することができる。また種々のガス発生剤、点火薬、推進薬、液体発射薬、ダミー等の容器として使用が可能である。また、可燃性容器は、弾薬で使用する焼尽性容器、焼尽性筒、焼尽性火管の他に弾丸の固定に要する保持具としても使用することができる。戦車砲用弾薬の可燃性容器の例を図１、りゅう弾砲用発射装薬の例を図２、図３に示す。可燃性容器は、図に示す焼尽性きょう体（１）、焼尽性火管（２）、焼尽性容器（５）に使用することができる。可燃性容器は、ニトラミン化合物とバインダーが主成分であり、必要に応じて安定剤、その他の原材料を加える。その他の原材料としては、可塑剤、燃焼促進剤、燃食抑制剤、消炎剤、緩燃剤、表面処理剤等が挙げられる。
【００１０】
可燃性容器に使用するニトラミン化合物としては、エネルギーを向上させるニトラミン化合物であればどのようなものを用いても良い。ニトラミン化合物の例としては、シクロトリメチレントリニトラミン（ＲＤＸ）、シクロテトラメチレンニトラミン（ＨＭＸ）、テトラメチレンテトラニトラミン（ＨＮＩＷ）、ニトログアニジン（ＮＧｕ）、ペンタエリスリトールテトラニトラミン（ＰＥＴＮ）、トリアミノグアニジンナイトレートから選ばれる１種または２種以上の組み合わせが好ましい。コスト及びエネルギーの面からシクロトリメチレントリニトラミン（ＲＤＸ）を使用することがより好ましい。
【００１１】
ニトラミン化合物の平均粒径としては、１〜１００μｍの範囲で使用することが好ましい。より好ましくは、平均粒径として１〜５０μｍである。粒径が１μｍ未満になると、粒子が凝集しやすく、また、粒子が１００μｍを超えると、可燃性容器の機械強度がもろくなりやすい。ここでいう平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置にて測定した粒径分布から求まる重量平均粒径である。平均粒径を１〜１００μｍの範囲にする方法は種々あるが、例えば、ニトラミン化合物を少なくともバインダーの一部と混合して上記平均粒径範囲の粉状にしてから所望の形状に成型する方法は、ニトラミン化合物同士の凝集を防ぎ好ましい。ニトラミン化合物とバインダーの一部を混合して粉状にする方法は、例えば日本特許第２８０２３８８号に開示されている。
ニトラミン化合物は、可燃性容器中に５〜８５重量％配合する。５重量％未満ならエネルギー向上に対して不十分であり、８５重量％より多くすると、形状を形作るバインダーが１５重量％未満になり可燃性容器の形を維持することができない。
【００１２】
可燃性容器で使用するバインダーとしては、ニトラミン化合物とニトラミン化合物以外の原料を可燃性容器の形状に形作れるものであればどのようなものでも良い。バインダーの例として、セルロース誘導体、汎用ポリマー、高エネルギーポリマーのいずれかを単独、もしくは２種以上を配合したものでも良い。セルロース誘導体としては、ニトロセルロース、アセチル化ニトロセルロース、セルロースアセテート（ＣＡ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ）、エチルセルロース、クラフトパルプ等がある。また、スチレンブタジエンラテックス、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリブタジエン、ポリウレタン等などの汎用ポリマー、更にはポリアジドメチルオキセタン（ＡＭＭＯ）、ポリビスアジドメチルオキセタン（ＢＡＭＯ）、ポリニトラトメチルオキセタン（ＮＩＭＯ）、およびそれらの共重合体などの高エネルギーポリマーを用いることができる。
【００１３】
可燃性容器で使用する安定剤としては、硝酸エステルの自然分解を防止するものであればどのようなものを用いても良い。安定剤の例としては、メチルジフェニルウレア（ＡＫ２）、エチルセントラリット（ＥＣＬ）、ジフェニルアミン（ＤＰＡ）、２−ニトロジフェニルアミン（２−ＮＤＰＡ）のいずれかを単独、もしくは２種以上を配合したものでも良い。
可燃性容器で使用する可塑剤としては可燃性容器を所望の機械物性にできるものであればどのようなものを用いても良い。可塑剤として、活性可塑剤もしくは、不活性可塑剤のいずれかを単独、もしくは２種以上を配合したものでもよい。
【００１４】
活性可塑剤の例としては、ニトログリセリン（ＮＧ）、ブタントリオールトリナイトレート（ＢＴＴＮ）、トリメチロールエタントリナイトレート（ＴＭＥＴＮ）、トリメチロールプロパントリナイトレート（ＴＭＰＴＮ）、ジエチレングリコールジナイトレート（ＤＥＧＤＥＮ）、トリエチレングリコールジナイトレート（ＴＥＧＤＥＮ）、ブタンジオールジナイトレート（ＢＤＤＮ）、メチルニトラトエチルニトラミンやエチルニトラトエチルニトラミンやブチルニトラトエチルニトラミンなどのニトラトエチルニトラミン類（ＮＥＮＡ類）、ビスー２，２−ジニトロプロピルアセタールとビスー２，２−ジニトロプロピルホルマールの混合物（ＢＤＮＰＡ／Ｆ）、低分子のアジドおよび／またはニトロ基含有ポリマーなどのエネルギー可塑剤が挙げられる。
【００１５】
また、不活性可塑剤の例としては、ジエチルフタレート（ＤＥＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）などのフタル酸エステル類、アセチルクエン酸トリエチル（ＡＴＥＣ）、アセチルクエン酸トリブチル（ＡＴＢＣ）、クエン酸トリブトル（ＴＢＣ）などのオキシ酸エステル類、リン酸トリブトルなどのリン酸エステル、トリアセチン（ＴＡ）、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）、イソデシルペラルゴネート（ＩＤＰ）、ジオクチルマレエート（ＤＯＭ）などが挙げられる。
【００１６】
可燃性容器を成型する方法は、スラリー方式及び捏和方式の２種類がある。スラリー方式は、ニトラミン化合物、バインダー、安定剤、その他原材料を水中に懸濁し、分散したスラリーを吸引成型工程、及び乾燥工程からなる方法である。捏和方式は、ニトラミン化合物、バインダー、安定剤、その他原材料を溶剤を用いて粘土状として、成型するものである。一例としては粘土状にしたのち、加圧成型を行い、決められた寸法に裁断を行い、乾燥を行う方法がある。溶剤は、捏和状態にできるものであれば、どのようなものを用いても良いが、例としては、エチルアルコール、アセトン、ジエチルエーテル、酢酸エチル等を単独、もしくは２種以上を組み合わせて使用すると良い。
【００１７】
可燃性容器は、密度が５００〜２０００ｋｇ／ｍ３であることが好ましい。５００ｋｇ／ｍ３以上なら、単位重量当たり充分なエネルギー向上効果があり、２０００ｋｇ／ｍ３以下であれば、容器の形状を十分維持することができる。ここでいう密度とは、可燃性容器の重量と体積を測定し、求めた値のことである。前述の成型方法でスラリー方式は比較的密度の小さい容器製造に適しており、一方、捏和方式は比較的密度の高い容器製造に適している。容器密度に応じて適宜選択して用いることができる。
【００１８】
可燃性容器の機械的な強度を増す必要がある場合および／または、耐水性を向上させる必要がある場合、容器表面を表面処理することが好ましい。表面処理材としては、その要求を満たし、燃焼時に残さが少ないものであればどのようなものを用いても良い。表面処理の方法としては、表面処理液に容器を浸して表面から含浸させる方法、フィルム状のシートを容器表面に貼り付ける方法、塗布による方法などを用いることができる。表面に処理液を含侵させる方法において、例えばポリウレタン系樹脂の場合では可燃性容器素材に対して１〜２０重量％にすると良い。
【実施例】
【００１９】
（実施例１）
ＲＤＸ（７６重量％）、ニトロセルロース（２３．５重量％）、メチルジフェニルウレア（０．５重量％）よりなる粉を日本特許第２８０２３８８号に記載の方法で製造した。すなわち、溶解槽内でＲＤＸ、ニトロセルロース、メチルジフェニルウレアをメチルエチルケトン、水混合液中で攪拌した。その後、６０〜７０℃まで加熱し、その溶液をエジェクターに供給した。同時に水蒸気もエジェクターに供給し、サイクロンで溶媒から分離し、所望の粉を得た。この粉中のＲＤＸの粒径分布をレーザー回折式粒度分布測定装置（装置名：ＪＥＯＬ製  「ＨＥＬＯＳ  ＆  ＣＵＶＥＴＴＥ」）により求めたところ、平均粒径は５μｍであった。
【００２０】
この粉にニトロセルロース、クラフトパルプ、合成樹脂、メチルジフェニルウレアを追加してタンクに投入し、水中で各成分が均一に分散するように攪拌した後、全量に対する成分の濃度が０．５重量％になるまで希釈水を加えてスラリー濃度を調節した。この時の各成分の配合割合は、ＲＤＸ（２０重量％）、ニトロセルロース（４０重量％）、クラフトパルプ（３０重量％）、合成樹脂（９重量％）、メチルジフェニルウレア（１重量％）である。この後、濾布付の金網製中型をスラリーの中に浸して、外部に肉厚の繊維層が形成されるまで中型内部から真空吸引した。このようにして得られた水分６０％のフェルト状素材を１２０℃の成型金型で約３分間加熱と加圧を行い水分を除去するとともに、密度９００ｋｇ／ｍ３、直径１５０ｍｍ、厚み２ｍｍの円筒形状の成型体（可燃性容器）を得た。
【００２１】
この可燃性容器から直径５ｍｍの円盤状サンプルを打ち抜き、通常発射薬を評価する密閉爆発試験器を用いて最大圧力を求めた。２１℃に調温した容積０．８０×１０−４ｍ３の密閉爆発試験器に装填密度０．２０×１０３ｋｇ／ｍ３（装填薬量１６ｇ）で装填し、硝化綿を点火薬として燃焼させた。このときの発生圧力をキスラー社製の圧力センサを用いて計測した。火薬のエネルギーはリファレンスとして用いた従来組成品（比較例１）との圧力比で求めた。その結果、実施例１と比較例１の圧力比は１．１倍となったため、容器のエネルギーは０．１倍増加した。
【００２２】
（実施例２）
実施例１と同様の方法で、ＲＤＸ（４０重量％）、ニトロセルロース（２０重量％）、クラフトパルプ（３０重量％）、合成樹脂（９重量％）、メチルジフェニルウレア（１重量％）の可燃性容器を得た。得られた可燃性容器を実施例１と同様に密閉爆発試験器で最大圧力を求めた結果、実施例２と比較例１の圧力比は１．２倍となったため、容器のエネルギーは０．２倍増加した。
【００２３】
（実施例３）
ＲＤＸ（７４．４重量％）、ニトロセルロース（１６重量％）、ＤＢＰ（８重量％）、ＥＣＬ（１．６重量％）を捏和機に投入し、アセトン／アルコール混合溶媒を使用し捏和機で３時間ほど捏和し、粘土状とし、金型内に粘土状の原材料を入れ加圧成型を行った。その後、切削・裁断を行い、５０℃にて１２０時間乾燥した。得られた可燃性容器を実施例１と同様に密閉爆発試験器で最大圧力を求めた結果、実施例３と比較例２の圧力比は１．４倍となったため、容器のエネルギーは０．４倍増加した。
【００２４】
（実施例４）
ＲＤＸ（２２重量％）、ニトロセルロース（４４重量％）、クラフトパルプ（３３重量％）、安定剤（１重量％）を水中に懸濁しスラリーとした後、実施例１と同様の方法で真空吸引、加熱・加圧成型を行い成型体を得た。その後、成型体の１０重量％のポリウレタン樹脂を含侵・硬化させ表面処理を施した。
【００２５】
（比較例１）
ニトロセルロース（６０重量％）、クラフトパルプ（３０重量％）、合成樹脂（９重量％）、安定剤（１重量％）を水中に懸濁した後、実施例１と同様の方法で吸引フェルティング、加熱・加圧成型を行い可燃性容器を得た。
【００２６】
（比較例２）
ニトロセルロース（９０．４重量％）、ＤＢＰ（８重量％）、ＥＣＬ（１．６重量％）を実施例３と同様の方法を用いて成型し可燃性容器を得た。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】戦車砲用弾薬の例を示す断面図。
【図２】りゅう弾砲用発射装薬の例を示す断面図。
【図３】りゅう弾砲用発射装薬の外観例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００２８】
１  焼尽性きょう体
２  焼尽性火管
３  発射薬
４  弾丸
５  焼尽性容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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