(57)【要約】【課題】  経時安定性の優れた機械装填可能なスラリー爆薬を提供すること。【解決手段】  酸化剤、水、粘稠剤からなるスラリー爆薬組成物であって、水の含有が１０〜３５重量％であり、粘稠剤にエーテル化度０．５５〜０．８５、粘度２，０００〜２０，０００ｍＰａ・ｓのカルボキシメチルセルロースナトリウムを使用する。【選択図】  選択図なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化剤、水、粘稠剤を含有するスラリー爆薬組成物であって、水の含有量が１０〜３５重量％であり、粘稠剤にエーテル化度０．５５〜０．８５、１重量％水溶液の粘度が２，０００〜２０，０００ｍＰａ・ｓ（温度２５℃、Ｂ型粘度計）のカルボキシメチルセルロースナトリウムを含有することを特徴とするスラリー爆薬組成物。
【請求項２】
粘稠剤がグアガムとカルボキシメチルセルロースナトリウムを含むことを特徴とする請求項１に記載のスラリー爆薬組成物。
【請求項３】
粘稠剤がカルボキシメチルセルロースナトリウムをグアガムに対して１．５〜３．０重量倍含有することを特徴とする請求項１または２に記載のスラリー爆薬組成物。
【請求項４】
グアガムを水に対して０．０２〜０．１０重量倍、カルボキシメチルセルロースナトリウムをグアガムに対して１．５〜３．０重量倍含有することを特徴とする請求項１、２または３に記載のスラリー爆薬組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砕石、採掘、トンネル掘削などの産業発破に用いられる爆薬組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
含水爆薬にはスラリー爆薬とエマルション爆薬の２つのタイプがある。スラリー爆薬は厳密にはスラリー爆薬とウォータージェル爆薬に分けることができる。
現在国内においては、大抵の場合区別することなくウォータージェル爆薬もスラリー爆薬と呼ばれている。しかしながら、国際的には、スラリー爆薬は流動性があり、ポンピング可能なもので、水と混合可能なものとされている。一方、ウォータージェル爆薬は、架橋剤の添加により形態が安定しており、耐水性があるものと定義されている。（例えば、非特許文献１参照）いずれもその名称は爆薬の性状を素直に示しており、受け入れやすい。
【０００３】
従って、本明細書では、スラリー爆薬とウォータージェル爆薬を区別して記載する。
ウォータージェル爆薬は、水、硝酸アンモニウムや硝酸ナトリウムなどの酸化剤、モノメチルアミンナイトレートやアルミ粉などの鋭感剤、グアガムやでんぷんなどの粘稠剤、ガラスマイクロバルーンや樹脂バルーンなどの気泡剤、架橋剤などからなり（例えば非特許文献２参照）、架橋剤の添加により粘稠剤が架橋し、爆薬全体の形態が安定し、耐水性が付加される。スラリー爆薬は基本的にはこれらウォータージェル爆薬成分から架橋剤が除かれたもので、架橋しておらず流動性があるものである。
これまで、スラリー爆薬の性状に最も影響を与える成分である粘稠剤については、カルボキシメチルセルロースナトリウムのエーテル化度を限定したもの（例えば、特許文献１参照）や、成分分離の防止や耐水性を付加する目的でグアガムとでんぷんを組み合わせたもの（例えば、特許文献２参照）などが知られている。
【０００４】
しかし、エーテル化度０．８５を超えるカルボキシメチルセルロースナトリウムでは、経時安定性に問題があり、グアガムとでんぷんとの組み合わせでは、夏場に成分が分離する可能性があった。
【非特許文献１】「第１７回アイエスイーイーブラスターズハンドブック（ISEE Presents the 17th Edition of the Blasters’ Handbook）」、（米国）、第2版、２０００年、ｐ．６９
【非特許文献２】（社）火薬学会編、「エネルギー物質ハンドブック」、共立出版、第１版、１９９９年３月１日、ｐ．９５〜９８
【特許文献１】特開昭５８−２２３６８６号公報
【特許文献２】特開２００３−１４６７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、スラリー爆薬に関し、経時安定性に優れた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】
【０００６】
本発明者等は、前記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、スラリー爆薬の粘稠剤の添加量や種類を調整することにより、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、下記のとおりである。
１．酸化剤、水、粘稠剤を含有するスラリー爆薬組成物であって、水の含有量が１０〜３５重量％であり、粘稠剤にエーテル化度０．５５〜０．８５、１重量％水溶液の粘度が２，０００〜２０，０００ｍＰａ・ｓ（温度２５℃、Ｂ型粘度計）のカルボキシメチルセルロースナトリウムを含有することを特徴とするスラリー爆薬組成物。
２．粘稠剤がグアガムとカルボキシメチルセルロースナトリウムを含むことを特徴とする１．に記載のスラリー爆薬組成物。
３．粘稠剤がカルボキシメチルセルロースナトリウムをグアガムに対して１．５〜３．０重量倍含有することを特徴とする１．または２．に記載のスラリー爆薬組成物。
４．グアガムを水に対して０．０２〜０．１０重量倍、カルボキシメチルセルロースナトリウムをグアガムに対して１．５〜３．０重量倍含有することを特徴とする１．、２．または３．に記載のスラリー爆薬組成物。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、経時安定性に優れたスラリー爆薬組成物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本願発明について、特にその好ましい形態を中心に、具体的に説明する。
カルボキシメチルセルロースナトリウムは、それが持つチクソトロピー性を利用し、長期貯蔵や夏場での貯蔵における水や比重の異なる成分の分離防止、流動性の改善、耐水性付加などの目的に使用される。カルボキシメチルセルロースナトリウムは、エーテル化度０．５５〜０．８５、好ましくは、０．６５〜０．７５、粘度２，０００〜２０，０００ｍＰａ・ｓ（１重量％水溶液、温度２５℃、Ｂ型粘度計）、好ましくは、３，０００〜１８，０００ｍＰａ・ｓ、更に好ましくは４，０００〜１７，０００ｍＰａ・ｓのものが使用される。また、カルボキシメチルセルロースナトリウムは、グアガムと組み合わせて使用すると尚良い。グアガムは、より水の分離防止の役割をする。水に対してグアガムを０．０２〜０．１０重量倍好ましくは０．０２〜０．０７重量倍、更に好ましくは０．０２〜０．０５重量倍含有する。カルボキシメチルセルロースナトリウムはグアガムに対して１．５〜３．０重量倍添加する。又、水に対してグアガムとカルボキシメチルセルロースナトリウムの総添加量が０．０５〜０．１５重量倍とすると尚良い。
【０００９】
グアガムは天然グアガム、グアガム加水分解品、ヒドロキシエチルまたはヒドロキシプロピル化グアガム、カルボキシメチル・ヒドロキシプロピル化グアガム、カチオン化グアガム、酸化グアガムなど一般にスラリー爆薬に使用されるものを使用できる。製造時の粘度上昇率等による製造性の問題、爆薬成分特に水の分離などの問題、爆薬の粘度調整など総合的に勘案され種類が決定される。例えば、メイホール社製メイプログアーＣＳＡＡＭ−１７５、ＣＳＡＡＭ−８０、ジャガーシリーズが良い。
その他本発明のスラリー爆薬組成物に使用できる粘稠剤としては、でんぷん、メチルセルロース、ポリアクリルアミドやポリアクリル酸ソーダなどのポリアクリルアミド系の高分子凝集剤に使用されているものを使用する事ができる。
【００１０】
本発明のスラリー爆薬組成物に使用できる鋭感剤としては、モノメチルアミンナイトレート、ジメチルアミンナイトレート、トリメチルアミンナイトレート、エチレングリコールモノナイトレート、イソプロピルナイトレートなどが好ましい。鋭感剤は、スラリー爆薬組成物中、０〜３５重量％含有することが好ましい。
本発明のスラリー爆薬組成物に使用される水は、一般に含水爆薬に使用される物で良い。含有量は、５〜４０重量％、好ましくは、１０〜３５重量％である。
【００１１】
本発明のスラリー爆薬に使用できる酸化剤は、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の硝酸塩、過塩素酸塩などが使用され、例えば、硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウム、硝酸カルシウム、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カルシウムなどがある。酸化剤の含有量は、爆薬１００ｇの酸素バランスが好ましくは５〜-５ｇ／１００ｇ、より好ましくは３〜-３ｇ／１００ｇ、更に好ましくは１〜-１ｇ／１００ｇである。
気泡剤は、ガラスマイクロバルーン、樹脂バルーン、パーライト、シラスマイクロバルーン、バーミキュライト、軽石の内１種又は２種以上の混合物が好ましい。これらの気泡剤の含有量は、好ましくは０〜１５重量％である。
【００１２】
また、必要に応じて可燃剤、界面活性剤を添加することもできる。
可燃剤は、アルミ粉やマグネシウム粉などがあり、ステアリン酸などの疎水性物質でコーティングされたものが良い。これらの可燃剤の含有量は、スラリー組成物中０〜５重量％、好ましくは１〜３重量％である。また、その他水溶性燃料としてメタノール、エタノールやエチレングリコールなどを含有することができる。水溶性燃料の含有量は、０〜３０重量％、好ましくは１〜１０重量％である。
【００１３】
界面活性剤の含有量は、好ましくは０．０５〜２重量％、より好ましくは０．５〜１重量％、更に好ましくは０．１〜０．５重量％である。
本発明の爆薬の粘度は、７，０００Ｐａ・ｓ以下であれば機械装填が可能である。７，０００Ｐａ・ｓを超えると機械装填出来ない可能性がある。好ましくは、６，０００Ｐａ・ｓ以下である。粘度は、ブルックフィールド社のデジタル粘度計ＤＶ−Ｅを使用し、測定条件は、爆薬温度０℃、スピンドルＮＯ．７を使用、回転数は、０．３ｒ．ｐ．ｍで測定された値である。
次に、実施例および参考例によって本発明を説明する。
【実施例】
【００１４】
以下、経時安定試験、流動性試験、耐水性試験を行ったので説明する。
[経時安定試験]
スラリー爆薬を製造し、厚さ４０μｍのポリ袋に約１００ｇ入れて５０℃に加温し、６０日後スラリー爆薬の状態を観察した。ほとんど変化が認められないものは◎とし、製造時に巻き込んだ数ミリ大の巻き込み気泡が抜けた程度のものは○、液体成分と気泡剤の分離が認められスラリー爆薬としても性能を維持していないものについては×とした。
[流動性試験]
スラリー爆薬を製造し、流動性試験を行った。測定には、ブルックフィールド社のデジタル粘度計ＤＶ−Ｅを使用し、測定条件は、爆薬温度０℃、スピンドルＮＯ．７を使用、回転数は、０．３ｒ．ｐ．ｍとした。粘度が６，０００Ｐａ・ｓ以下のものを◎、６，０００〜７，０００Ｐａ・ｓのものを○、７，０００Ｐａ・ｓ以上のものを×とした。
【００１５】
[耐水性試験]
スラリー爆薬を製造し、５０ｇを容量１００ｍｌのビーカーに入れ、１００ｍｌの基線の位置まで水をビーカー壁面に沿わせながら丁寧に入れた。１時間後と６時間後のスラリー爆薬の状態を観察し、スラリー爆薬にほとんど変化がなく、水面にもほとんど浮遊物がないものを◎、スラリー爆薬にわずかに変化があり、水面にわずかに浮遊物があるものを○、スラリー爆薬が大きく変化し、水面に浮遊物が多いものは耐水性が不良として×とした。
[エーテル化度]
エーテル化度試料１ｇを精秤し、ろ紙に包んで、磁製ルツボの中に入れ、６００℃で  灰化し、生成したナトリウム化合物を、０．１Ｎ硫酸により、フェノールフタレインを指示薬として滴定し、以下の式を用いてエーテル化度を計算した。以下の式中、
Ａは、中和に要した０．１Ｎ硫酸の量（ｍｌ）、
ｆは、０．１Ｎ硫酸の力価を示す。
エーテル化度＝（１６２×Ａ×ｆ）÷（１００００-８０×Ａ×ｆ）
【００１６】
[実施例１]
容器にモノメチルアミンナイトレート（旭化成製）２５．６重量％と水（工業用水）２０．０重量％と硝酸アンモニウム（三菱化学製）３５．４重量％と樹脂バルーン（マツモト油脂製）０．８０重量％とガラスマイクロバルーン（３Ｍ社製）４．２重量％を入れ、３５℃の水浴中で溶解混合し、予め混合した硝酸ナトリウム（三菱化学製）１１．０重量％とカルボキシメチルセルロースナトリウム（第一工業製薬製、セロゲンＢＳＨ−１２（商品名）、エーテル化度０．７０、粘度６，０００〜８，０００ｍＰａ・ｓ）３．０重量％を添加し、２５０r.p.m.で５分間スクリュー型撹拌羽根を用いて混合し、スラリー爆薬を得た。
【００１７】
[実施例２]
容器にモノメチルアミンナイトレート（旭化成製）４０．０重量％と水（工業用水）１０．０重量％と硝酸アンモニウム（三菱化学製）３５．４重量％を入れ、５０℃の水浴中で溶解混合し、予め混合した硝酸ナトリウム（三菱化学製）１４．０重量％とカルボキシメチルセルロースナトリウム（第一工業製薬製、セロゲンＭＰ−５０（商品名）、エーテル化度０．７０、粘度１１，５００〜１６，５００ｍＰａ・ｓ）０．３５重量％とグアガム（三晶製ジャガー８１５８）０．２３重量％を添加し、２５０r.p.m.で５分間スクリュー型撹拌羽根を用いて混合し、スラリー爆薬を得た。
【００１８】
[実施例３]
容器にモノメチルアミンナイトレート（旭化成製）２０．３重量％と水（工業用水）３５．０重量％と硝酸アンモニウム（三菱化学製）２７．７重量％と樹脂バルーン（マツモト油脂製）０．８４重量％を入れ、３５℃の水浴中で溶解混合し、予め混合した硝酸ナトリウム（三菱化学製）１３．０重量％とカルボキシメチルセルロースナトリウム（第一工業製薬製、セロゲンＢＳＨ−１２（商品名）、エーテル化度０．７０、粘度６，０００〜８，０００ｍＰａ・ｓ）２．４重量％とグアガム（三晶製ＣＳＡＡ  Ｍ−８０（商品名））０．８重量％を添加し、２５０r.p.m.で５分間スクリュー型撹拌羽根を用いて混合し、スラリー爆薬を得た。
【００１９】
[実施例４]
容器にモノメチルアミンナイトレート（旭化成製）２６．１重量％と水（工業用水）２０．９重量％と硝酸アンモニウム（三菱化学製）３６．５重量％と樹脂バルーン（マツモト油脂製）０．８３重量％とシラスマイクロバルーン（アクシーズケミカル製）２．１重量％を入れ、３５℃の水浴中で溶解混合し、予め混合した硝酸ナトリウム（三菱化学製）１１．３重量％とカルボキシメチルセルロースナトリウム（第一工業製薬製、セロゲンＭＰ−５０（商品名）、エーテル化度０．７０、粘度１１，５００〜１６，５００ｍＰａ・ｓ）１．５重量％とグアガム（三晶製ＣＳＡＡ  Ｍ−８０（商品名））０．７重量％を添加し、２５０r.p.m.で５分間スクリュー型撹拌羽根を用いて混合し、スラリー爆薬を得た。
【００２０】
[実施例５]
容器にモノメチルアミンナイトレート（旭化成製）２１．８重量％と水（工業用水）２８．９重量％と硝酸アンモニウム（三菱化学製）３５．６重量％と樹脂バルーン（マツモト油脂製）０．７６重量％とシラスマイクロバルーン（アクシーズケミカル製）２．０重量％を入れ、３５℃の水浴中で溶解混合し、予め混合した硝酸ナトリウム（三菱化学製）８．５重量％とカルボキシメチルセルロースナトリウム（第一工業製薬製、セロゲンＭＰ−５０（商品名）、エーテル化度０．７０、粘度１１，５００〜１６，５００ｍＰａ・ｓ）１．８重量％とグアガム（三晶製ＣＳＡＡ  Ｍ−８０（商品名））０．７重量％を添加し、２５０r.p.m.で５分間スクリュー型撹拌羽根を用いて混合し、スラリー爆薬を得た。
【００２１】
[比較例１]
容器にモノメチルアミンナイトレート（旭化成製）２５．６重量％と水（工業用水）２０．０重量％と硝酸アンモニウム（三菱化学製）３５．４重量％と樹脂バルーン（マツモト油脂製）０．８０重量％とガラスマイクロバルーン（３Ｍ社製）４．２重量％を入れ、３５℃の水浴中で溶解混合し、予め混合した硝酸ナトリウム（三菱化学製）１１．０重量％とカルボキシメチルセルロースナトリウム（第一工業製薬製、セロゲンＰＬ−１５（商品名）、エーテル化度０．５０、粘度１０〜２０）３．０重量％を添加し、２５０ｒ．ｐ．ｍ．で５分間スクリュー型撹拌羽根を用いて混合し、スラリー爆薬を得た。
【００２２】
[比較例２]
容器にモノメチルアミンナイトレート（旭化成製）２２．０重量％と水（工業用水）２７．２重量％と硝酸アンモニウム（三菱化学製）３２．５重量％と樹脂バルーン（マツモト油脂製）０．６８重量％とシラスマイクロバルーン（アクシーズケミカル製）６．８重量％を入れ、５０℃の水浴中で溶解混合し、予め混合した硝酸ナトリウム（三菱化学製）８．３重量％とでんぷん２．０重量％とグアガム（三晶製ＣＳＡＡ  Ｍ−８０（商品名））０．８重量％を添加し、２５０r.p.m.で５分間スクリュー型撹拌羽根を用いて混合し、スラリー爆薬を得た。
【００２３】
[比較例３]
容器にモノメチルアミンナイトレート（旭化成製）４０．０重量％と水（工業用水）１０．０重量％と硝酸アンモニウム（三菱化学製）３５．５重量％を入れ、３５℃の水浴中で溶解混合し、予め混合した硝酸ナトリウム（三菱化学製）１４．０重量％とカルボキシメチルセルロースナトリウム（第一工業製薬製、セロゲンＨＥ−１５００Ｆ（商品名）、エーテル化度１．１５、粘度２，５００〜３，５００）０．２３重量％とグアガム（三晶製ＣＳＡＡ  Ｍ−１７５（商品名））０．２３重量％を添加し、２５０r.p.m.で５分間スクリュー型撹拌羽根を用いて混合し、スラリー爆薬を得た。
【００２４】
[比較例４]
容器にモノメチルアミンナイトレート（旭化成製）１９．９重量％と水（工業用水）３５．０重量％と硝酸アンモニウム（三菱化学製）２７．７重量％と樹脂バルーン（マツモト油脂製）０．８４重量％を入れ、３５℃の水浴中で溶解混合し、予め混合した硝酸ナトリウム（三菱化学製）１３．０重量％とカルボキシメチルセルロースナトリウム（第一工業製薬製、セロゲンセロゲンＥＰ（商品名）、エーテル化度０．９０、粘度２，５００〜４，０００ｍＰａ・ｓ）２．８０重量％とグアガム（三晶製ＣＳＡＡ  Ｍ−８０（商品名））０．８重量％を添加し、２５０r.p.m.で５分間スクリュー型撹拌羽根を用いて混合し、スラリー爆薬を得た。
【００２５】
[比較例５]
容器にモノメチルアミンナイトレート（旭化成製）２６．４重量％と水（工業用水）２０．９重量％と硝酸アンモニウム（三菱化学製）３６．５重量％と樹脂バルーン（マツモト油脂製）０．８３重量％とシラスマイクロバルーン（アクシーズケミカル製）２．１重量％を入れ、３５℃の水浴中で溶解混合し、予め混合した硝酸ナトリウム（三菱化学製）１１．３重量％とカルボキシメチルセルロースナトリウム（第一工業製薬製、セロゲン４Ｈ（商品名）、エーテル化度０．６０、粘度１，４００〜１，８００ｍＰａ・ｓ）１．５重量％とグアガム（三晶製ＣＳＡＡ  Ｍ−８０（商品名））０．４重量％を添加し、２５０r.p.m.で５分間スクリュー型撹拌羽根を用いて混合し、スラリー爆薬を得た。
上記スラリー爆薬製造方法により製造し、経時安定試験、流動性試験、耐水性試験を行た。結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】
2005145780.tif 000002
【００２７】
表１より、本発明のスラリー爆薬は、経時安定性に優れた爆薬であることが分かる。