(57)【要約】【課題】高い威力と低い衝撃感度を兼ね備えた、粒状爆薬組成物を提供する。【解決手段】見掛け密度０．５５〜０．７０ｇ／ｃｍ3 の多孔質プリル硝安、油剤及びポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルを含有する粒状爆薬組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
見掛け密度０．５８〜０．７０ｇ／ｃｍ3 の多孔質プリル硝安、油剤及びポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルを含有することを特徴とする粒状爆薬組成物。
【請求項２】
ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルがＨＬＢ６．６〜１０のものであることを特徴とする請求項１に記載の粒状爆薬組成物。
【請求項３】
ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルが油剤に対して１．４〜１７重量％含有されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の粒状爆薬組成物。
【請求項４】
油剤が６〜７重量％含有されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の粒状爆薬組成物。
【請求項５】
多孔質プリル硝安が吸油率１５〜２８重量％のものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の粒状爆薬組成物。
【請求項６】
多孔質プリル硝安が平均粒径１．０〜１．８ｍｍのもの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粒状爆薬組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砕石、採鉱等の産業発破に用いられる粒状の爆薬組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多孔質プリル硝安と油剤からなる爆薬組成物としては、軽油を油剤とした硝安油剤爆薬（以下「ＡＮＦＯ」と略記）があり、単純な設備で効率的に製造できること、優れた流動性により、流し込みやＡＮＦＯローダーによる効率的な発破孔への装填ができること、衝撃感度が低く安全に取り扱えること及び安価であること等から、産業用爆薬の中では最も大量に消費されている。
このような爆薬組成物には、通常、見掛け密度０．７２〜０．７８の多孔質プリル硝安が用いられるが、より威力を高めるため、内部細孔を増大させて爆轟反応における反応性を向上させた見掛け密度０．５８〜０．７０ｇ／ｃｍ3 及び／又は吸油率１５〜２８重量％の多孔質プリル硝安が用いられることがある。しかしながら、この内部細孔を増大させた多孔質プリル硝安を用いた爆薬組成物は、高威力であると同時に衝撃に対する感度も上昇しており、取り扱い時の安全性が低いという問題を有していることが、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特許第３７７３２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、高威力で且つ衝撃に対する感度が低く、取り扱い時の安全性が高い、新規な粒状の爆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】
【０００５】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定の見掛け密度を有する多孔質プリル硝安、油剤及び特定の界面活性剤を含有する粒状爆薬組成物が、その目的に適合することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
（１）見掛け密度０．５８〜０．７０ｇ／ｃｍ3 の多孔質プリル硝安、油剤及びポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルを含有することを特徴とする粒状爆薬組成物、
（２）ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルがＨＬＢ６．６〜１０のものであることを特徴とする上記（１）に記載の粒状爆薬組成物、
（３）ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルが油剤に対して１．４〜１７重量％含有されてなることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の粒状爆薬組成物、
（４）油剤が６〜７重量％含有されてなることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の粒状爆薬組成物、
（５）多孔質プリル硝安が吸油率１５〜２８重量％のものであることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の粒状爆薬組成物、
（６）多孔質プリル硝安が平均粒径１．０〜１．８ｍｍのものであることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の粒状爆薬組成物、
に関する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の粒状爆薬組成物は、産業発破において、高い威力による良好な破砕効果を示し、しかもＪＩＳ−Ｋ−４８０１；産業爆薬に規定される起爆感度試験方法Ａにおいて、６号雷管１本で起爆しないほどの低い衝撃感度を有しているため、取り扱い時の安全性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明において用いられる多孔質プリル硝安は、見掛け密度が０．５８〜０．７０ｇ／ｃｍ3 のものであり、好ましくは見掛け密度が０．６０〜０．６８ｇ／ｃｍ3 のものである。
見掛け密度は、主に多孔質プリル硝安内部の細孔容積に左右され、細孔容積が大きなものほど見掛け密度は小さい値となって爆薬組成物の威力は高まるが、同時に強度が低下して粉化し易くなる傾向があるため、小さ過ぎるものは実用に適さない。上記範囲内のものであれば、実用上の強度を有すると共に、高い威力の爆薬組成物を得ることができる。
【０００８】
この見掛け密度は、以下の測定方法によって得られる。
先ず、下端にダンパーが備わった上端内径９３ｍｍ、下端内径１５．５ｍｍ、高さ１２０ｍｍのホッパーを、内径４０ｍｍ、深さ８０ｍｍの容器の上に、容器上端とホッパー下端の間隔が３６．５ｍｍとなるよう配置する。次いで、多孔質プリル硝安の試料約１２０ｃｍ3 をホッパーに入れ、ダンパーを引き抜いて容器内へ自然流下させる。その後、容器の上に盛り上がっている試料を、容器上端に沿って水平のヘラですり切り、受容器内に残った試料の重量を上皿天秤で秤量する。秤量後、下記式（ａ）により見掛け密度を算出する。
見掛け密度（ｇ／ｃｍ3 ）＝Ｗ／Ｖ      ・・・（ａ）
（式中、Ｗは容器内の試料の重量（ｇ）、Ｖは容器の容積（ｃｍ3 ）を表す。）
また、多孔質プリル硝安は、吸油率１５〜２８重量％のものが好ましく、より好ましくは吸油率１８〜２３重量％のものである。
【０００９】
吸油率は、主に多孔質プリル硝安内部の細孔容積に左右され、細孔容積が大きなものほど大きい値となって爆薬組成物の威力は高まるが、同時に強度が低下して粉化し易くなる傾向があるため、大き過ぎるものは実用に適さない。上記範囲内のものであれば、実用上の強度を有すると共に、高い威力の爆薬組成物を得ることができる。
この吸油率は、以下の測定方法によって得られる。
先ず、予め重量を秤量しておいた直径４０ｍｍ、内容量６０ｃｃのブフナーロート型ガラスフィルターに、フィルター板上面から４０ｍｍの高さまで多孔質プリル硝安の試料を入れて、全体重量を秤量する。次いで、ガラスフィルターの先にピンチコックで穴を塞いだゴム管を装着し、試料が完全に没するまで２号軽油を加えて５分間放置する。放置後、ゴム管を外して２号軽油を２分間自然落下させ、さらにその後、真空ポンプをつないで５分間吸引する。吸引終了後、真空ポンプから取り外して全体重量を秤量し、下記式（ｂ）により吸油率を算出する。
吸油率（重量％）＝（Ｗ２−Ｗ１−０．１）／（Ｗ１−Ｗ０）×１００  ・・・（ｂ）
（式中、Ｗ０はブフナーロート型ガラスフィルターの重量（ｇ）、Ｗ１は２号軽油を加える前の全体重量（ｇ）、Ｗ２は真空ポンプ吸引後の全体重量（ｇ）を表す。また、０．１はブフナーロート型ガラスフィルターの内壁に付着する軽油の補正値である。）
【００１０】
さらに、多孔質プリル硝安は、平均粒径１．０〜１．８ｍｍのものが好ましく、より好ましくは平均粒径１．１〜１．７ｍｍのものである。この範囲のものであれば、良好な油剤との混合性によって高威力の爆薬組成物が得られると共に、良好な流動性も維持できるためである。
この平均粒径は、篩い分けした多孔質プリル硝安の累積粒度が５０重量％となる粒径であって、多孔質プリル硝安の試料を、目開き２．３８ｍｍ、１．７０ｍｍ、１．１９ｍｍ、０．８４ｍｍ、０．４２ｍｍの篩を組み合わせて篩い分けた結果から求められる。なお、篩い分けにおける多孔質プリル硝安の試料は１００ｇとし、篩は目開きの小さいものから順に重ねて振とう機に装着し、５分間振とうさせる。
【００１１】
本発明において用いられる特定の界面活性剤は、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルであり、アニオン性を有することで多孔質プリル硝安への吸着性が良く、爆薬組成物の固化抑制効果に優れていることから選択されている。
ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルは、下記式（１）により表されるものであって、Ｒ（アルキル基）の種類及びｎ（エチレンオキサイドの付加モル数）の数は特に限定されないが、例えば、アルキル基としては炭素数８〜１２のもの等が挙げられ、ｎは３〜２３のもの等が挙げられる。
（ＲＯ（ＣＨ2 ＣＨ2 Ｏ）n ）3-X ＰＯ（ＯＨ）X     ・・・（１）
（式中、Ｒはアルキル基、ｎはエチレンオキサイドの付加モル数を表す。また、Ｘは水酸基の付加モル数を表し、その数は１又は２である。）
【００１２】
ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルのＨＬＢは、下記式（ｃ）により算出され、アルキル基の種類及びエチレンオキサドの付加モル数によって変化する。
ＨＬＢ＝７＋１１．７ｌｏｇ（Ｍｗ／Ｍｏ）    ・・・（ｃ）
（式中、Ｍｗは親水基（エチレンオキサイド）の総分子量を表し、Ｍｏは親油基（アルキル基）の総分子量を表す。）
このＨＬＢは、一般的に親油性または親水性の強さを表す尺度として用いられる値であって、１０を境界として、それより大きなものになると親水性が強く油剤への溶解性が悪くなり、小さくなると親油性が強く油剤への溶解性が良好になることが知られている。ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルを他の成分と混合し爆薬組成物にする場合、一旦油剤に溶解して添加すれば容易に爆薬組成物全体へ均一分散することができるが、油剤への溶解性が悪いものではこの方法は使えないため、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルは、油溶性を有するＨＬＢ１０以下のものが好ましい。他方、本発明者らは、ＨＬＢが爆薬組成物の衝撃感度を低下させる効果とも相関があり、数値が大きなものほど高い効果を示すことを見出した。下記実施例１〜４に示すごとく、爆薬組成物の衝撃感度はＨＬＢ６．６のもので低下し、さらにＨＬＢ８．７のもので大きく低下している。これらのことから、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルは、ＨＬＢ６．６〜１０のものが好ましく、より好ましくはＨＬＢ６．７〜８．７のものである。
【００１３】
また、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルの添加量は、油剤の量が多孔質プリル硝安と油剤からなる爆薬組成物において一般的に採用される６重量％の場合、実施例１〜４に示すごとく、油剤に対して８重量％にて爆薬組成物の衝撃感度が低下し、１７重量％まで著しい威力低下はない。ところが、本発明者らは、油剤量を７重量％に増量すると、さらに少ない添加量でも衝撃感度の低下に効果を発揮することを見出した。実施例５と６に示すごとく、油剤量７重量％の場合、油剤に対して１．４重量％にて爆薬組成物の衝撃感度が低下し、さらに４重量％で大きく低下しているが、著しい威力低下もない。これらのことから、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルの添加量は１．４〜１７重量％が好ましく、安全性向上と経済性を加味すると、より好ましいのは４〜８重量％である。
【００１４】
油剤の添加量は、爆轟時に多孔質プリル硝安が放出する酸素量と油剤を完全酸化するのに必要な酸素量のバランスを考慮し、先述のごとく、一般的にそのバランスが適切で良好な反応性を得られる６重量％が採用される。このバランスが不適切であると、油剤と多孔質プリル硝安の反応性が悪化し威力が低下する傾向となるが、本発明においては、実施例１〜６に示すごとく、油剤量７重量％までは著しい威力低下はない。さらに油剤量７重量％であれば、衝撃感度の低下に必要なポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステルの添加量が少なく経済的にも有利であることから、油剤の添加量は６〜７重量％が好ましい。
また、本発明において用いられる油剤は、液状であるものが好ましい。液状であれば、多孔質プリル硝安との混合が容易となるためであり、液状の油剤の例としては、軽油、灯油、重油、シリコン油、スピンドル油等が挙げられるが、なかでも軽油は低粘度で多孔質プリル硝安への浸透性が良く、しかも安価であることから優れた油剤である。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明を実施例などに基づいて更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例などにより何ら限定されるものではない。
［実施例１］
２号軽油６重量％にＨＬＢ６．６のポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル（第一工業製薬株式会社製；プライサーフＡ２０８Ｂ）０．４８重量％（２号軽油に対して８重量％）を溶解し、これを見掛け密度０．６７ｇ／ｃｍ3 、吸油率１８重量％、平均粒径１．６ｍｍの多孔質プリル硝安９３．５２重量％に添加して均一に混合することにより、本発明の粒状爆薬組成物を得た。
【００１６】
［実施例２］
２号軽油６重量％にＨＬＢ６．６のポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル（第一工業製薬株式会社製；プライサーフＡ２０８Ｂ）１．０２重量％（２号軽油に対して１７重量％）を溶解し、これを実施例１と同じ多孔質プリル硝安９２．９８重量％に添加して均一に混合することにより、本発明の粒状爆薬組成物を得た。
［実施例３］
２号軽油６重量％にＨＬＢ８．７のポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル（第一工業製薬株式会社製；プライサーフＡ２０８Ｆ）０．４８重量％（２号軽油に対して８重量％）を溶解し、これを実施例１と同じ多孔質プリル硝安９３．５２重量％に添加して均一に混合することにより、本発明の粒状爆薬組成物を得た。
【００１７】
［実施例４］
２号軽油６重量％にＨＬＢ８．７のポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル（第一工業製薬株式会社製；プライサーフＡ２０８Ｆ）１．０２重量％（２号軽油に対して１７重量％）を溶解し、これを実施例１と同じ多孔質プリル硝安９２．９８重量％に添加して均一に混合することにより、本発明の粒状爆薬組成物を得た。
［実施例５］
２号軽油７重量％にＨＬＢ８．７のポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル（第一工業製薬株式会社製；プライサーフＡ２０８Ｆ）０．０９８重量％（２号軽油に対して１．４重量％）を溶解し、これを実施例１と同じ多孔質プリル硝安９２．９０２重量％に添加して均一に混合することにより、本発明の粒状爆薬組成物を得た。
【００１８】
［実施例６］
２号軽油７重量％にＨＬＢ８．７のポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル（第一工業製薬株式会社製；プライサーフＡ２０８Ｆ）０．２８重量％（２号軽油に対して４重量％）を溶解し、これを実施例１と同じ多孔質プリル硝安９２．７２重量％に添加して均一に混合することにより、本発明の粒状爆薬組成物を得た。
［実施例７］
２号軽油６重量％にＨＬＢ８．７のポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル（第一工業製薬株式会社製；プライサーフＡ２０８Ｆ）０．４８重量％（２号軽油に対して８重量％）を溶解し、これを見掛け密度０．６４ｇ／ｃｍ3 、吸油率２１重量％、平均粒径１．２ｍｍの多孔質プリル硝安９３．５２重量％に添加して均一に混合することにより、本発明の粒状爆薬組成物を得た。
【００１９】
［比較例１］
２号軽油６重量％を見掛け密度０．６７ｇ／ｃｍ3 、吸油率１８重量％、平均粒径１．６ｍｍの多孔質プリル硝安９４重量％に添加して均一に混合することにより、公知の爆薬組成物を得た。
［比較例２］
２号軽油７重量％を見掛け密度０．６７ｇ／ｃｍ3 、吸油率１８重量％、平均粒径１．６ｍｍの多孔質プリル硝安９３重量％に添加して均一に混合することにより、公知の爆薬組成物を得た。
【００２０】
［比較例３］
２号軽油６重量％を見掛け密度０．６４ｇ／ｃｍ3 、吸油率２１重量％、平均粒径１．２ｍｍの多孔質プリル硝安９４重量％に添加して均一に混合することにより、公知の爆薬組成物を得た。
［比較例４］
２号軽油６重量％を見掛け密度０．７６ｇ／ｃｍ3 、吸油率１０重量％、平均粒径２．０ｍｍの多孔質プリル硝安９４重量％に添加して均一に混合することにより、公知の爆薬組成物を得た。
【００２１】
これら実施例１〜７及び比較例１〜４の爆薬組成物を試料とし、爆速試験及び６号雷管の爆発衝撃に対する感度試験を実施した。爆速試験は、爆薬組成物の起爆薬として２号榎ダイナマイト５０ｇを用い、ＪＩＳ−Ｋ−４８１０；火薬類性能試験に規定される光ファイバー法による爆速試験に従って行った。また、６号雷管の爆発衝撃に対する感度試験については、ＪＩＳ−Ｋ−４８０１；産業爆薬に規定される起爆感度試験方法Ａに従って行い、６号雷管起爆後の合否判定用導爆線の爆、不爆及び試料の残量を基に衝撃感度のレベルを０、１、２の３段階に分類して表した。
表１から明らかなように、公知の爆薬組成物は高威力化すると衝撃感度も上昇しているのに対し、本発明の爆薬組成物は高威力であるにも関わらず低い衝撃感度を有している。
【００２２】
【表１】
2008201627.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の粒状爆薬組成物は高威力且つ低衝撃感度であり、産業発破に好適である。