(57)【要約】【課題】耐衝撃性に優れたＷ／Ｏ型エマルション爆薬を提供すること。【解決手段】酸化剤、油類、乳化剤、ガラス微小中空球体及び水を含有する油中水滴型エマルション爆薬に於いて、平均膜厚（ｄ）と累積体積が５０％になる粒径（ｒ）との比率ｄ／ｒ（％）が３．０から７．０％の範囲であるガラス微小中空球体を使用したことを特徴とする油中水滴型エマルション爆薬。【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化剤、油類、乳化剤、ガラス微小中空球体及び水を含有する油中水滴型エマルション爆薬に於いて、平均膜厚（ｄ）と累積体積が５０％になる粒径（ｒ）との比率ｄ／ｒ（％）が３．０から７．０％であるガラス微小中空球体を使用したことを特徴とする油中水滴型エマルション爆薬。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は爆薬に関する。更に詳しくは隧道掘進、採石、採鉱等の産業用発破作業に利用される油中水滴型（以下Ｗ／Ｏ型という）エマルション爆薬に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬は米国特許第３，１６１，５５１号明細書により初めて公開されて以来、多数の改良発明が行われてきた。これらの発明によるＷ／Ｏ型エマルション爆薬は、基本的に連続相としてミネラルオイル、ワックス、その他疎水性炭化質燃料（油分）を含み、更に乳化剤としてＷ／Ｏ型乳化剤を含む爆薬であり、これに微小中空球体等の鋭感剤を適宜加えることにより、ブースター起爆から雷管起爆までの広範囲の感度が得られている。これらのＷ／Ｏ型エマルション爆薬は、連続相として油性物質が使用されている為、耐水性、安全性の点が、従来の爆薬より高いという好ましい性能を有していることは周知の事柄である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−９３６９０号公報
【特許文献２】
特開２０００−６０２９４号公報
【特許文献３】
特開２００２−６０２９５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬は、一般的には、まず酸化剤（通常はその溶液）、油類、乳化剤によってＷ／Ｏ型エマルションを製造し、その後微小中空球体を加えて混合することにより製造されている。しかしながら、Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬は、発破の際に不発・残留が起きやすいという欠点がある。
岩石等の破砕における発破作業において、不発により爆薬自体の残留が発生すると、対象とする岩石等の破砕といった初期の目的を達成できず、また、使用した爆薬が計算どおりの結果を発揮せず、コスト的にも大きな損失となる。Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬の不発・残留は、主として「段発発破」による発破法を実施した場合に前段の発破によって発生した衝撃波が、後段のＷ／Ｏ型エマルション爆薬中に含まれている微小中空球体を圧縮破壊し、死圧状態に至らしめることに起因するといわれている。その為、耐衝撃性を向上させ、不発・残留がほとんど発生しないように改善することが望まれている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、このような課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、微小中空球体として、特定の物性を有するガラス微小中空球体を用いることにより、耐衝撃性を向上させ、不発・残留がほとんど発生しないＷ／Ｏ型エマルション爆薬が得られることを見出し、本発明を完成させたものである。
【０００６】
即ち本発明は
酸化剤、油類、乳化剤、ガラス微小中空球体及び水を含有する油中水滴型エマルション爆薬に於いて、平均膜厚（ｄ）と累積体積が５０％になる粒径（ｒ）との比率ｄ／ｒ（％）が３．０から７．０％の範囲であるガラス微小中空球体を使用したことを特徴とする油中水滴型エマルション爆薬
に関する。
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のＷ／Ｏ型エマルション爆薬は酸化剤、油類、乳化剤、特定のガラス微小中空球体及び水を必須成分として含有する。
【０００８】
本発明のＷ／Ｏ型エマルション爆薬に使用される酸化剤はその水溶液として用いる。使用しうる酸化剤の具体例としては、硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウムのようなアルカリ金属硝酸塩類、硝酸カルシウムのようなアルカリ土類金属硝酸塩類、塩素酸ナトリウムのようなアルカリ金属塩素酸塩類、過塩素酸ナトリウムのようなアルカリ金属化塩素酸塩類、過塩素酸アンモニウム等が挙げられるが、これらは単独または混合して使用される。酸化剤として好ましいのは硝酸アンモニウムである。酸化剤は本発明のＷ／Ｏ型エマルション爆薬中に通常４５〜９０重量％の範囲で含有される。
【０００９】
前記酸化剤水溶液中における水の量は、酸化剤水溶液の結晶の析出温度が３０〜９０℃になるような量で使用されることが好ましく、通常酸化剤水溶液中５〜４０重量％、好ましくは５〜２０重量％の範囲で含有される。また、酸化剤を溶解する溶媒として、結晶析出温度を下げる為にメチルアルコール、エチルアルコール、ホルムアマイド、エチレングリコール、グリセリン等の水溶性有機溶媒を補助溶媒として使用することも可能である。本発明のＷ／Ｏ型エマルション爆薬においては、酸化剤水溶液はＷ／Ｏ型エマルション爆薬中に５０〜９５重量％の範囲で含有される。
【００１０】
また本発明に使用される酸化剤水溶液には、所望により硝酸モノメチルアミン、硝酸モノエチルアミン、硝酸ヒドラジン、二硝酸ジメチルアミン等の水溶性アミン硝酸塩類、硝酸メタノールアミン、硝酸エタノールアミン等の水溶性アルカノールアミン硝酸塩類及び水溶性の一硝酸エチレングリコール等を補助鋭感剤として必要により酸化剤水溶液中に０．５〜１５重量％含有せしめることが可能である。
【００１１】
本発明で用いる油類としては水に実質上不溶性の油類であればどんなものでも使用可能である。用いうる油類の具体例としては、軽油、灯油、ミネラルオイル、潤滑油、重油の石油系油類、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油系ワックス類、その他疎水性の植物油、植物性ワックス、動物油、動物性ワックス等が挙げられる。またこれらの油類にエポキシ樹脂、ブタジエン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン樹脂等の樹脂類を配合し変性した油類も使用できる。
油類は本発明のＷ／Ｏ型エマルション爆薬中に、通常０．５〜７重量％、好ましくは１〜５重量％の範囲で含有される。
【００１２】
本発明に使用される乳化剤は通常、Ｗ／Ｏ型エマルション生成に使用される乳化剤、例えば、ステアリン酸アルカリ金属塩、ステアリン酸アンモニウム塩、ステアリン酸カルシウム塩、ポリオキシエチレンエーテル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、ソルビトール脂肪酸エステル類等及びこれらの適当な混合物が使用される。本発明においては、乳化剤は通常０．５〜７重量％、好ましくは１〜５重量％の範囲でＷ／Ｏ型エマルション爆薬中に含有される。
【００１３】
本発明のＷ／Ｏ型エマルション爆薬に使用されるガラス微小中空球体は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を主成分とし、Ｎａ２Ｏ等のアルカリ金属酸化物やその他アルカリ土類金属酸化物、ホウ酸等を含むいわゆるガラスの微小中空球体である。微小中空球体の真比重は０．１０〜０．３８の範囲のものを用いるのが好ましい。真比重がこの範囲より大きいと、製造されるＷ／Ｏ型エマルション爆薬の比重を規格に合うように調整することが困難であり、また、この範囲より小さいと、微小中空球体の強度が弱くなりすぎる恐れがあるからである。水浮遊率は９０％以上、より好ましくは９３〜９９％のものがよい。平均粒径は通常１０〜５００μｍ、より好ましくは３０〜２００μｍのものが使用される。また膜厚は通常０．１〜１０μｍ、好ましくは０．３〜５μｍの範囲のものが使用される。
本発明では、このようなガラス微小中空球体を例えば標準ふるい等で分級して、平均膜厚（ｄ）と累積体積が５０％になる粒径（ｒ）との比率ｄ／ｒ（％）が３．０〜７．０％、好ましくは３．０〜６．０％であるガラス微小中空球体を使用する。ここで累積体積が５０％になる粒径とは、ガラス微小球体の体積を小さいほうから加算し、その合計が全ガラス微小中空球体の体積の５０％となるときの粒径をいう。平均膜厚（ｄ）と累積体積が５０％になる粒径（ｒ）のｄ／ｒ比率（以下膜厚比率という）は以下のように求めた。
【００１４】
１．平均膜厚（ｄ）
ガラスマイクロ微小中空球体の累積体積が５０％になる粒径をｒ、ガラスマイクロバルーンの真比重をρｇ、原材料であるガラスの比重ρ０としたとき
ｄ＝ｒ｛１−（１−ρｇ／ρ０）１／３｝
２．膜厚比率（γ）
γ＝ｄ／ｒ
【００１５】
本発明のＷ／Ｏ型エマルション爆薬に使用されるガラス微小中空球体の量は、当該爆薬の用途に応じ、又ガラス微小中空球体の比重によっても変わるので一概には言えないが、通常、Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬の比重が１．４以下、好ましくは１．３以下になるような量が使用される。これは使用するガラス微小中空球体の比重にもよるが、Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬中おおよそ０．５〜１０重量％含有される量に相当する。
【００１６】
本発明によるＷ／Ｏ型エマルション爆薬には、アルミニウム粉、マグネシウム粉等の金属粉末、木粉、澱粉等の有機粉末を添加剤として添加することも可能である。添加する物質の種類及び添加の目的にもよるが、通常本発明のＷ／Ｏ型エマルション爆薬中に、必要により、０．５〜１０重量％の範囲で含有される。
【００１７】
本発明のＷ／Ｏ型エマルション爆薬の製造方法は例えば次のとおりである。
前記の酸化剤、及び必要により前記の補助鋭感剤を約８５〜９５℃で水に溶解させ酸化剤水溶液を得る。次いで約８５〜９５℃に加熱された油類と乳化剤の混合物に、十分撹拌しながら前記の酸化剤水溶液を徐々に添加する。出来上がったＷ／Ｏ型エマルションに微小中空球体及び、必要に応じて前記添加剤を加えて、捏和機で混合し、本発明のＷ／Ｏ型エマルション爆薬を得る。
【００１８】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明がこれらの実施例に限定されるものではない。
【００１９】
実施例１
硝酸アンモニウム６３．４重量部、硝酸ナトリウム１０．０重量部、水１４重量部からなる９０℃の酸化剤水溶液を、マイクロクリスタリンワックス２．５重量部とソルビタンモノオレート４．５重量部の混合物に加え、十分撹拌して、Ｗ／Ｏ型エマルションを得た。これに真比重が０．２５９ｇ／ｃｍ３、膜厚比率（ｄ／ｒ）が３．６２％であるガラス微小中空球体（３Ｍ社製  商品名：Ｋ２５を標準ふるい（目開き１４０−１０６ｍｅｓｈ）で分級したもの）を５．６重量部加えて撹拌混合し、本発明のＷ／Ｏ型エマルション爆薬を得た。
【００２０】
実施例２
実施例１と同じ組成、方法でＷ／Ｏ型エマルションを得た。これに真比重が０．２６７ｇ／ｃｍ３、膜厚比率（ｄ／ｒ）が３．７４％であるガラス微小中空球体（東海工業製  商品名：Ｚ−２５を標準ふるい（目開き１４０−１０６ｍｅｓｈ）で分級したもの）５．６重量部を加えて撹拌混合し、本発明のＷ／Ｏ型エマルション爆薬を得た。
【００２１】
実施例３
硝酸アンモニウム６０．７重量部、硝酸ナトリウム９．６重量部、水１３．４重量部からなる９０℃の酸化剤水溶液を、マイクロクリスタリンワックス２．４重量部とソルビタンモノオレート４．３重量部の混合物に加え、十分撹拌して、Ｗ／Ｏ型エマルションを得た。これに真比重が０．３６６ｇ／ｃｍ３、膜厚比率（ｄ／ｒ）が５．４２％であるガラス微小中空球体（３Ｍ社製  商品名：Ｂ３８を標準ふるい（目開き１４０−１０６ｍｅｓｈ）で分級したもの）を９．６重量部を加えて撹拌し混合し、本発明のエマルション爆薬を得た。
【００２２】
比較例１
硝酸アンモニウム６４．８重量部、硝酸ナトリウム１０．２重量部、水１４．３重量部からなる９０℃の酸化剤水溶液を、マイクロクリスタリンワックス２．６重量部とソルビタンモノオレート４．６重量部の混合物に加え、十分撹拌して、Ｗ／Ｏ型エマルションを得た。これに真比重が０．１５７ｇ／ｃｍ３、膜厚比率が２．１６％であるガラス微小中空球体（３Ｍ社製  商品名：Ｋ１５）を３．５重量部加えて撹拌混合し、比較用のＷ／Ｏ型エマルション爆薬を得た。
【００２３】
比較例２
硝酸アンモニウム６４．２重量部、硝酸ナトリウム１０．１重量部、水１４．２重量部からなる９０℃の酸化剤水溶液を、マイクロクリスタリンワックス２．５重量部とソルビタンモノオレート４．５重量部の混合物に加え、十分撹拌して、Ｗ／Ｏ型エマルションを得た。これに真比重が０．１９９ｇ／ｃｍ３、膜厚比率が２．７６％であるガラス微小中空球体（３Ｍ社製  商品名Ｋ２０）を４．５重量部加えて撹拌混合し、比較用のＷ／Ｏ型エマルション爆薬を得た。
【００２４】
実施例１、実施例２、実施例３及び比較例１、比較例２で得られた本発明又は比較用の各Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬について性能試験（爆薬密度の測定と耐衝撃試験）を以下のように実施した。その結果を表１に示す。
【００２５】
１．爆薬密度
空気中で測定した爆薬の重量をｍ１、水中で測定した爆薬の重量をｍ２、水の比重をρｗとしたとき、爆薬密度（ρ）は次式で算出される。なお、測定は空気、水温、爆薬ともに２０℃において行った。
爆薬密度（ρ）＝ｍ１／（ｍ１−ｍ２）／ρｗ
２．耐衝撃性
Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬の耐衝撃性を調べるために、砂中耐衝撃試験を行った。該試験は段発発破における前段の爆薬の圧力に対して、後段の爆薬が耐える性能を調べるのに適した方法である。励爆薬をエマルション爆薬（日本化薬（株）製  商品名：アルテックス、３０ｍｍ径×１００ｇ）、受爆薬を前記各Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬（３０ｍｍ径×１００ｇ）とし、それぞれに６号瞬発電気雷管を設置したものを使用した。励爆薬及び受爆薬を厚さ３ｍｍの証拠版（鋼板）に固定した後、砂中に一定の薬包間距離（爆薬の表面間距離）で設置し、このときの薬包間距離を固定するために厚さ３２ｍｍの鋼板を証拠板の外側に設置する。又、鋼板間の空間には砂を密となるように充填する。段発発破機を用いて励爆薬の電気雷管に通電した後、２５０ｍｓ後に受爆薬に通電し、受爆薬が励爆薬の衝撃波の影響を受けずに完全に爆発する最小の距離を求めて爆発限界距離とする。この距離が短い程、励爆薬の衝撃の影響に対して耐性がある。即ち、耐衝撃性が強いか、またはその爆薬が死圧状態になり難い。また逆に、その距離が長い程、励爆薬からの衝撃に対して耐性がない。即ち、耐衝撃性が弱いか、またはその爆薬が死圧状態になり易い爆薬であるという事になる。この爆発限界距離の数値が１５ｃｍ以下なら実際の段発発破で、不発・残留はほとんど起きないことが確認できている。
【００２６】
【表１】
2004292254.tif 000002
【００２７】
表１から、本発明のＷ／Ｏ型エマルション爆薬（実施例１〜３）は、同程度の爆薬密度を有する比較用の爆薬（比較例１、２）に比べ耐衝撃性に優れていることが明瞭である。
【００２８】
【発明の効果】
耐衝撃性に優れたＷ／Ｏ型エマルション爆薬が得られた。