(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メルトキャスト爆薬組成物であって、
モノニトロ置換フェニルアルキルエーテル類、ジニトロ置換フェニルアルキルエーテル類、ニトロフェノール、ジニトロフェノール、ニトロトルエン、ジニトロトルエン、モノニトロアニリン、ジニトロアニリン、モノニトロナフタレン、及びジニトロナフタレンからなる群から選択される少なくとも一員を含む少なくとも一種のメルトキャストバインダーと；
N-アルキルニトロアニリン類及びN-アリールニトロアニリン類からなる群から選択される少なくとも一員を含む少なくとも一種の加工助剤であって、前記加工助剤と前記メルトキャストバインダーは、約80℃〜約110℃の範囲の融解温度を持つ混合物を形成する、前記加工助剤と；
平均して約20μm〜約600μmの範囲の直径をもつ粗い酸化剤粒子と；
少なくとも一種の高エネルギー・フィラーを含む微粒子であって、平均して約２μm〜約10μmの範囲の直径を持つ、前記微粒子
とを含み、前記メルトキャスト爆薬組成物は約80℃〜約110℃の範囲の少なくとも一つの温度で溶融注入可能である、前記組成物。
【請求項２】
前記高エネルギー・フィラーが、1,3,5-トリニトロ-1.3.5-トリアザ-シクロヘキサン(RDX)、1,3,5,7-テトラニトロ-1,3,5,7-テトラアザ-シクロオクタン(HMX)、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(HNIW)、4,10-ジニトロ-2,6,8,12-テトラオキサ-4,10-ジアザテトラシクロ-[5.5.0.05,903,11]-ドデカン(TEX)、ニトログアニジン(NQ)、1,3,5-トリアミノ-2,4,6-トリニトロベンゼン(TATB)、1,1-ジアミノ-2,2-ジニトロエタン(DADNE)、1,3,3-トリニトロアゼチジン(TNAZ)、及び3-ニトロ-1,2,4-トリアゾール-5-オン(NTO)からなる群から選択される少なくとも一員を含む、請求項１に記載のメルトキャスト爆薬組成物。
【請求項３】
前記粗い酸化剤粒子が、無機過塩素酸塩及び無機硝酸塩からなる群から選択される少なくとも一員を含む、請求項１に記載のメルトキャスト爆薬組成物。
【請求項４】
前記高エネルギー・フィラーが、1.3.5-トリニトロ-1,3,5-トリアザ-シクロヘキサン(RDX)を含む、請求項３に記載のメルトキャスト爆薬組成物。
【請求項５】
前記加工助剤が、少なくとも一種のN-アルキル-ニトロアニリンを含む、請求項４に記載のメルトキャスト爆薬組成物。
【請求項６】
前記加工助剤が、N-メチル-ニトロアニリンを含む、請求項４に記載のメルトキャスト爆薬組成物。
【請求項７】
メルトキャスト爆薬組成物であって、
モノニトロ−置換フェニルアルキルエーテル類及びジニトロ−置換フェニルアルキルエーテル類からなる群から選択される少なくとも一員を含む少なくとも一種のメルトキャストバインダーと；
N-アルキルニトロアニリン類及びN-アリールニトロアニリン類からなる群から選択される少なくとも一員を含む少なくとも一種の加工助剤であって、前記加工助剤と前記メルトキャストバインダーは、約80℃〜約110℃の範囲の融解温度を持つ混合物を形成する、前記加工助剤と；
平均して約20μm〜約600μmの範囲の直径をもつ粗い酸化剤粒子と；
少なくとも一種の高エネルギー・フィラーを含む微粒子であって、平均して約２μm〜約10μmの範囲の直径を持つ、前記微粒子
とを含み、前記メルトキャスト爆薬組成物は約80℃〜約110℃の範囲の少なくとも一つの温度で溶融注入可能である、前記組成物。
【請求項８】
前記メルトキャストバインダーが、2,4-ジニトロアニソール、2,4-ジニトロフェノトール、及び4-メトキシ-2-ニトロフェノールからなる群から選択される少なくとも一員を含む、請求項７に記載のメルトキャスト爆薬組成物。
【請求項９】
前記メルトキャストバインダーが、2,4-ジニトロアニソールを含む、請求項７に記載のメルトキャスト爆薬組成物。
【請求項１０】
前記高エネルギー・フィラーが、1,3,5-トリニトロ-1.3.5-トリアザ-シクロヘキサン(RDX)、1,3,5,7-テトラニトロ-1,3,5,7-テトラアザ-シクロオクタン(HMX)、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(HNIW)、4,10-ジニトロ-2,6,8,12-テトラオキサ-4,10-ジアザテトラシクロ-[5.5.0.05,903,11]-ドデカン(TEX)、ニトログアニジン(NQ)、1,3,5-トリアミノ-2,4,6-トリニトロベンゼン(TATB)、1,1-ジアミノ-2,2-ジニトロエタン(DADNE)、1,3,3-トリニトロアゼチジン(TNAZ)、及び3-ニトロ-1,2,4-トリアゾール-5-オン(NTO)からなる群から選択される少なくとも一員を含む、請求項７に記載のメルトキャスト爆薬組成物。
【請求項１１】
前記粗い酸化剤粒子が、無機過塩素酸塩及び無機硝酸塩からなる群から選択される少なくとも一員を含む、請求項７に記載のメルトキャスト爆薬組成物。
【請求項１２】
前記高エネルギー・フィラーが、1,3,5-トリニトロ-1,3,5-トリアザ-シクロヘキサン(RDX)である、請求項１１に記載のメルトキャスト爆薬組成物。
【請求項１３】
メルトキャスト爆薬組成物であって、
モノニトロ−置換フェニルアルキルエーテル類及びジニトロ−置換フェニルアルキルエーテル類からなる群から選択される少なくとも一員を含む少なくとも一種のメルトキャストバインダーと；
少なくとも一種のN-アルキルニトロアニリン類を含む少なくとも一種の加工助剤であって、前記加工助剤と前記メルトキャストバインダーは、約80℃〜約110℃の融解温度を持つ混合物を形成する、前記加工助剤と；
少なくとも一種の無機酸化剤を含む粗い粒子であって、平均して約20μm〜約600μmの範囲の直径をもつ、前記粗い粒子と；
少なくとも一種の高エネルギー・フィラーを含む微粒子であって、平均して約２μm〜約10μmの範囲の直径を持つ、前記微粒子
とを含み、前記メルトキャスト爆薬組成物は約80℃〜約110℃の範囲の少なくとも一つの温度で溶融注入可能である、前記組成物。
【請求項１４】
前記加工助剤が、N-メチル-ニトロアニリンを含む、請求項１３に記載のメルトキャスト爆薬組成物。
【請求項１５】
前記メルトキャストバインダーが、2,4-ジニトロアニソール、2,4-ジニトロフェノトール、及び4-メトキシ-2-ニトロフェノールからなる群から選択される少なくとも一員を含む、請求項１４に記載のメルトキャスト爆薬組成物。
【請求項１６】
前記メルトキャストバインダーが、2,4-ジニトロアニソールを含む、請求項１４に記載のメルトキャスト爆薬組成物。
【請求項１７】
前記無機酸化剤が、無機過塩素酸塩及び無機硝酸塩からなる群から選択される少なくとも一員を含む、請求項１６に記載のメルトキャスト爆薬組成物。
【請求項１８】
前記高エネルギー・フィラーが、1,3,5-トリニトロ-1,3,5-トリアザ-シクロヘキサン(RDX)を含む、請求項１７に記載のメルトキャスト爆薬組成物。
【請求項１９】
前記無機酸化剤が、過塩素酸アンモニウムを含む、請求項１８に記載のメルトキャスト爆薬組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
本発明は、メルトキャスト爆発物、特に、臼砲、催涙弾、砲弾、弾頭及び対人地雷で使用するのに好適なメルトキャスト爆発物に関する。
【０００２】
従来の技術
2,4,6-トリニトロトルエン(TNT)メルトキャストバインダーをベースとするメルトキャスト爆発物は、広範な軍事用途で使用されてきた。メルトキャスト爆発物を製造するのに公知のTNT-ベースの組成物の中でも、COMP  B(組成物Bとしても当業界で一般的に参照される)はもっと広く公知且つ習慣的に使用される爆発物である。一般に、COMP  Bは、TNT、RDX(1,3,5-トリニトロ-1,3,5-トリアザ-シクロヘキサン)、及び蜜蝋の混合物を含む。これらの成分の正確な濃度は工業的な実務では幾らか変動することがあるが、一般にCOMP  Bは、約39.5重量%のTNT、約59.5重量%のRDXクラス１(100μm)及び約１重量%の蝋を含む。
【０００３】
COMP  Ｂは、通常、約81℃の比較的低い融解温度をもつTNT-メルトキャストバインダーを最初に溶融することによって製造する。スラリーまたは均質分散液が得られるまで、RDX粒子と (場合によりRDX粒子上にプレコーティングされた)蝋とを、その溶融したTNT中で撹拌する。溶融したスラリーは、成型プロセスによって、臼砲、催涙弾、砲弾、弾頭、地雷などの弾体またはケーシングに注入し、次いで放冷して固化させることができる。COMP  Bの溶融注入性は、メルトキャスト爆発物の特徴である。
【０００４】
当業界で広く認められているように、COMP  Bなどのメルトキャスト爆発性組成物には、幾つかの欠点がある。これらの欠点の中で最も認知されているものは、冷却時にメルトキャスト爆発物が収縮して亀裂が入る傾向があるということである。その弾体またはケーシングからメルトキャスト爆発物が分離したり、爆発物内で亀裂が形成すると、メルトキャスト爆発物の打撃(則ち衝撃)感度を顕著に高めてしまう。打撃/衝撃感度がこのように上昇するため、COMP  Bなどから製造したメルトキャスト爆発物は、多少、軍事用途に関し十分な予測性に欠けるものとみなされてきた。特にそのようなメルトキャスト爆発物は、砲のモーターの隣で使用したときに早発を起こす傾向がある。さらに、メルトキャストバインダーとしてのTNTの高温感受性と毒性のため、メルトキャスト法を実施するには安全面で予防措置が必要とされることが多く、そのため製造コストが嵩み、製造速度が遅くなり、作業者の安全面での問題点が生じてしまう。TNTはもはや国内では製造されていない。その主な理由は、TNTの製造ではピンクウォーターとして公知の毒性副生成物が生じるからである。TNT精製プロセスの間、トルエンのニトロ化時に発生したメタ異性体が亜硫酸ナトリウムと反応して、赤く且つ毒性の高い水溶性硫酸化ニトロトルエンを生成してしまうのである。廃棄蒸気の浄化は労働集約的であるので、コストを大幅に引き上げてしまう。
【０００５】
発明の概要
従って、本発明の目的は、COMP  Bの特性と同様の爆発特性を持ち、且つCOMP  B爆発物と同様の条件下で溶融注入可能且つ成型可能であるが、衝撃、熱及び温度感受性が低く、COMP  Bに付随した毒性問題が回避されているメルトキャスト爆発物を提供することによって、当業界での大きな需要に対応することである。
【０００６】
本発明の本質に従って、上記及び他の目的は、COMP  Bの基礎的且つ十分に公認された成分、則ちトリニトロトルエン(TNT)メルトキャストバインダーを、一種以上のモノニトロ置換アレーン類またはジニトロ置換アレーン類、たとえばジニトロアニソールで置換することによって達成される。モノニトロ置換及びジニトロ置換アレーン類、たとえばジニトロアニソールは、TNTの使用で発生していた毒性の欠点を示すことなく、メルトキャストできることが知見された。さらに、多くのモノニトロ置換及びジニトロ置換アレーン類は、TNTよりもコストが安く且つもっと広く利用可能である。モノニトロ及びジニトロアレーン類は、三硝酸化アレーン類よりも爆発性が低い。従って、このモノニトロ及びジニトロアレーン類は、三硝酸化化合物、たとえばTNTが要求したような爆発物輸送機関、貯蔵及び包装基礎構造を必要としない。
【０００７】
通常、メルトキャスト組成物に関してTNTの代わりにモノニトロ置換及びジニトロ置換アレーン類を使用することは、TNTと比較してモノニトロ置換及びジニトロ置換アレーン類の効果的な酸素量が少ないので、メルトキャストでは(見過ごしたのでない限り)好まれていなかった。この欠点は、本発明者らにより、メルトキャスト組成物に粗い酸化剤粒子を添加することによって認識且つ克服された。本明細書中で参照するように、「粗い」とは、顆粒状の概観をもつ粒子を意味する。粗い酸化剤粒子は、あまり強力でないモノニトロ置換及び／またはジニトロ置換アレーンメルトキャストバインダーでTNTの置換により生じたエネルギー損失を補償する。さらに比較的大きな粗い酸化剤粒子は、打撃、衝撃及び熱感度を低下させる。無機酸化剤が好ましい。
【０００８】
さらに、モノニトロ置換及びジニトロ置換アレーン類の融点がTNTの融点と異なるので、本発明者らによって提案されたメルトキャストバインダー置換も好まれなかった。バインダーを高エネルギー・フィラー(energetic  filler)と混合して溶融注入によってキャストできるように、メルトキャストではその融点よりも高い温度にメルトキャストバインダーを加熱しなければならない。溶融または注入プロセスの典型的且つ有用な融点範囲は、80℃〜110℃である。しかしながら、メルトキャスト組成物はその自然発火温度に加熱すると、自動的に発火し、発熱性燃焼または爆発を生じるので、この組成物はその自然発火温度付近またはそれ以上に加熱すべきではない。メルトキャスト組成物の自然発火温度とメルトキャストバインダーの融解温度との間に、比較的広範な「安全限界」が存在するのが好ましい。TNTは約80.9℃の融点をもち、COMP  Bは167℃の自然発火温度をもつので、バインダー融解温度と自然発火温度との間には適度に広範な安全限界が存在する。他方、多くのモノニトロ置換及びジニトロ置換アレーン類はTNTを超える融点をもつので、メルトキャスト用の安全限界は狭くなってしまう。たとえば、ジニトロアニソールの融点は、94℃である。
【０００９】
本発明者らは、アルキルニトロアニリン類及びアリールニトロアニリン類からなる群から選択される加工助剤とメルトキャストバインダーとを混合することによって、この欠点を克服する方法も発見した。この加工助剤をメルトキャストバインダーと混合して、メルトキャスト組成物全体の融解温度を好ましくは80℃〜90℃の範囲に下げ、同時に組成物の自然発火温度を約149℃(300゜F)に上昇させて、安全限界を拡大する。
【００１０】
さらに、本発明のメルトキャスト組成物に基づき、COMP  Bなどのメルトキャスト爆発物に一般的に付随していた高衝撃及び打撃感度を、少なくとも少量の高エネルギー・フィラー(たとえばRDX)を微粉末形とすることによって、緩和する。本発明者らにより、高エネルギー・フィラーを微粉末形にすると、メルトキャスト組成物の打撃及び衝撃感度を低下させることが発見された。微粉末は粗い物質と比べて高い表面積をもつ。微粉末は粗い物質よりもずっと溶融相に懸濁したままで存在し、急速にバインダーから沈澱しないのだろう。これにより、表層の濃い溶融相の形成並びに、空隙及び亀裂の形成を緩和できる。
【００１１】
本発明は、本発明のメルトキャスト組成物を使用できる、たとえば臼砲、催涙弾、砲弾、弾頭、及び対人地雷などの軍需品及び兵器にも関する。
本発明のこれら及び他の目的、側面及び好都合な点は、本発明の本質を説明する付記請求の範囲及び明細書を読めば当業者には明らかであろう。
【００１２】
発明の詳細な説明
本発明のメルトキャスト爆発物は、少なくとも以下の：
少なくとも一種のモノニトロ置換及び／またはジニトロ置換アレーンメルトキャストバインダーと；
少なくとも一種のN-アルキルニトロアニリン及び／またはN-アリールニトロアニリン類加工助剤と；
粗い酸化剤粒子と；
少なくとも一部が微粉末形で存在する高エネルギー・フィラー(たとえばRDX及び／またはHMX)とを包含する。
【００１３】
一般的に、本発明のメルトキャスト組成物は、少なくとも一種のメルトキャストバインダーを25重量%〜45重量%、より好ましくは30重量%〜40重量%含む。本発明に好適な例示的メルトキャストバインダー類としては、以下の式：
【００１４】
【化１】
0004005809.tif 000002
【００１５】
［式中、R1、R2、R3、R4及びR5から選択される一または二員はニトロ(-NO2)基であり、R1〜R5の残余は同一または異なり、好ましくは-H、-OH、-NH2、NR7R8、アリール基、または-アルキル基(たとえばメチル)から選択され、R6はアルキル基(好ましくはメチル、エチル、またはプロピル基)であり、R7は水素またはアルキル若しくはアリール基であり、R8は水素またはアルキル基である］をもつモノニトロ置換及びジニトロ置換フェニルアルキルエーテル類が挙げられる。
【００１６】
2,4-ジニトロアニソール(2,4-ジニトロフェニル-メチル-エーテル)及び2,4-ジニトロフェノトール(2,4-ジニトロフェニル-エチル-エーテル)は、本発明のメルトキャスト組成物で使用するのに好適なジニトロ置換フェニルアルキルエーテル類の例であり、4-メトキシ-2-ニトロフェノールは、典型的なモノニトロ置換フェニルアルキルエーテルの一例である。
【００１７】
【化２】
0004005809.tif 000003
【００１８】
微細な、高表面積物質と一緒に用いると、DNANは、TNTよりも収縮及び亀裂する傾向が低いことが知見された(2,4-ジニトロフェノトール及び4-メトキシ-2-ニトロフェノールもそのように考えられている)。DNANの収縮及び亀裂が少ないのは、DNANがメルトキャスト後の固化の間にTNTほど容易に結晶化しないからだと考えられている。
【００１９】
本明細書中で参照するように、アレーン類とは、フェノール類及びアリールアミン類などのアレーン誘導体を包含する。たとえば本発明で使用するのに好適なモノニトロ置換及びジニトロ置換アレーンメルトキャストバインダーとしては、ニトロフェノール類、たとえばメタ-ニトロフェノール、パラ-ニトロフェノール及び、2-アミノ-4-ニトロフェノール；ジニトロフェノール類、たとえば2,4-ジニトロフェノール及び4,6-ジニトロ-o-クレゾール；ニトロトルエン及びジニトロトルエン類、たとえば2,4-ジニトロトルエン；モノニトロアニリン類、たとえばオルト-ニトロアニリン、メタ-ニトロアニリン、パラ-ニトロアニリン；並びにジニトロアニリン類、たとえば2,4-ジニトロアニリン及び2,6-ジニトロアニリンが挙げられる。本明細書中で参照するように、アレーン類は、多環式ベンゼノイド芳香族類、たとえばモノニトロナフタレン類及びジニトロナフタレン類(たとえば1,5-ジニトロナフタレン)も包含する。
【００２０】
このモノニトロ置換及びジニトロ置換アレーン類は、一般に、特にこのアレーン類が-OH及び／または-NH2官能基を含まない場合には、TNTよりもずっと毒性が低い。従って、多くの場合において、モノニトロ置換及びジニトロ置換アレーン類を使用すると、メルトキャスト爆発物を製造する際に伴う取り扱いを簡便にし、コストを軽減できることが多い。
【００２１】
本発明の加工助剤は、以下の式：
【００２２】
【化３】
0004005809.tif 000004
【００２３】
[式中、R6は水素であり、R7は非置換または置換炭化水素類(たとえば直鎖アルキル、分岐アルキル、環式アルキル、若しくはアリール基)であり、R1〜R5の少なくとも一つはニトロ基であり、R1〜R5の残余は同一または異なり、好ましくは-H、-OH、-NH2、NR8R9、アリール基、-アルキル基(たとえばメチル)から選択され、R8は水素またはアルキル若しくはアリール基であり、R9は水素またはアルキル基である]をもつ一種以上のN-アルキル-ニトロアニリン類及び／またはN-アリール-ニトロアニリン類であるのが好ましい。代表的なN-アルキル-ニトロアニリン加工助剤としては、以下のもの：
【００２４】
【化４】
0004005809.tif 000005
【００２５】
が挙げられる。
アリール-ニトロアニリン加工助剤の例としては、以下のもの：
【００２６】
【化５】
0004005809.tif 000006
【００２７】
が挙げられる。
この加工助剤の濃度は、メルトキャスト組成物が、組成物の自然発火のおそれなしに溶融注入できるような「安全限界」を拡大するように選択される。この加工助剤は一般的に、メルトキャストバインダーと加工助剤との混合物の融点を(必ずしもそうではないが)その共融点に低下させるように作用する。この加工助剤の量を調節することによって、メルトキャストバインダーと加工助剤との混合物の融点を、一般的なメルトキャスト物質に特徴的な80℃〜110℃の範囲に調節することができる。より好ましくは、この融点を80℃〜90℃に、さらに好ましくは約86℃に調節する。同時に、この加工助剤は、メルトキャスト組成物の自然発火(または発熱)温度を上昇させることが知見され、これによりメルトキャスト組成物の融解温度と自然発火温度との間の安全限界を拡大する。理論的根拠はないが、この加工助剤はNO掃去剤として機能する二次的な利点も付与し得る可能性があるとされている。
【００２８】
この加工助剤の濃度は、メルトキャスト組成物全体のメルトキャストバインダーの量、メルトキャストバインダーの純度、及びメルトキャストバインダーの窒素含有量を考慮して選択しなければならない。一般的に、メルトキャスト組成物は、メルトキャスト組成物の全重量をベースとして約0.15重量%〜約１重量%の加工助剤を含むことができる。１重量%を超えると、メルトキャストバインダー/加工助剤混合物の温度を約80℃未満に下げる。
【００２９】
本発明のメルトキャスト爆発性組成物中で粗い酸化剤粒子として使用し得る代表的な無機物質としては、過塩素酸塩、たとえば過塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウム及び過塩素酸アンモニウム；並びに硝酸塩、たとえば硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸アンモニウム、硝酸銅[Cu2(OH)3NO3]、及び硝酸ヒドロキシルアンモニウム(HAN)；アンモニウムジニトラミド(ADN)；並びにヒドラジニウムニトロホーメート(HNF)が挙げられる。メルトキャストバインダーを酸化し得る過剰量の酸素量をもつ有機酸化剤も使用することができる。好適な有機酸化剤の例としては、CL-20がある。粗粒子は、好ましくは平均して約20μm〜約600μmのオーダーの粒径をもち、200μm〜400μmがより好ましく、約400μmがさらに好ましい。約20μm未満の平均径を持つ粒子はDoD/DoT爆発性クラス1.1であり、非常に爆発性且つ感受性である。粗い酸化剤粒子は、全メルトキャスト組成物の10重量%〜55重量%、より好ましくは20重量%〜45重量%、さらに好ましくは約35重量%を構成する。
【００３０】
高エネルギー・フィラーとしてRDXを含有するCOMP  Bと同様に、本発明のメルトキャスト爆発性組成物は少なくとも一種の高エネルギー・フィラーも含有する。本発明のメルトキャスト爆発性組成物では、この高エネルギー・フィラーはRDX、RDX以外の二トラミン、またはRDXと他のニトラミンとの組合せであることができる。本発明に従って使用し得る代表的なニトラミン類としては、1,3,5,7-テトラニトロ-1,3,5,7-テトラアザ-シクロオクタン(HMX)、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(HNIW)、及び4,10-ジニトロ-2,6,8,12-テトラオキサ-4,10-ジアザテトラシクロ-[5.5.0.05,903,11]-ドデカン(TEX)が挙げられる。これらのニトラミンの使用に加えて、またはこれの代替物として、他の強力物質を本発明のメルトキャスト組成物中で使用することができ、これらの例としては、ニトログアニジン(NQ)、1,3,5-トリアミノ-2,4,6-トリニトロベンゼン(TATB)、1,1-ジアミノ-2,2-ジニトロエタン(DADNE)、1,3,3-トリニトロアゼチジン(TNAZ)、及び3-ニトロ-1,2,4-トリアゾール-5-オン(NTO)が挙げられる。
【００３１】
高エネルギー・フィラーに帰属したメルトキャスト爆発性組成物の全重量パーセントは、好ましくは60重量%以下であり、より好ましくは20重量%〜60重量%の範囲であり、より好ましくは30重量%〜40重量%の範囲である。
【００３２】
メルトキャスト爆発物の打撃及び衝撃感度は、微粉末形、好ましくは約２μm〜約10μmの範囲の粒径、より好ましくは約２μmの粒径を持つ高エネルギー・フィラーの実質的な部分を含むことによって低下させることができる。しかしながら、メルトキャスト組成物中に過剰量の微粉末の高エネルギー・フィラーが存在すると、組成物の注入性に悪影響を与えてしまい得る。一般的に組成物の約18重量%〜約54重量%が微粉末高エネルギー・フィラーでなければならない。メルトキャスト組成物中の残りの高エネルギー・フィラーは、たとえば約100μmのオーダーなどの大きな粒径であることができ、これによって組成物を溶融注入可能なままにすることができる。
【００３３】
本発明の好ましい一態様によれば、本組成物は34重量%のジニトロアニソール(DNAN)、0.25重量%のN-メチル-p-ニトロアニリン(MNA)、30重量%の400μm過塩素酸アンモニウム(AP)、５重量%の100μm  RDX、及び30.75重量%の２μm  RDXを含む。
【００３４】
本発明のメルトキャスト組成物には追加成分も導入することができる。たとえば、特に望ましい追加成分としては、反応性金属、たとえばアルミニウム、マグネシウム、ホウ素、チタン、ジルコニウム、珪素、及びこれらの混合物を含む。反応性金属は、メルトキャスト爆発物が水中に沈められたり、大量の水に暴露される用途で特に有用である。
【００３５】
好ましくは、本発明のメルトキャスト組成物は、圧縮可能且つ押出可能な強力物質中に慣用的に知見されるポリマーバインダーを実質的に含まない。というのも、これらのポリマーバインダーが過度に存在すると、メルトキャスト爆発物の(非強力ポリマーバインダーに関しては)エネルギーを低下させ、(粘度を上昇させることにより)溶融注入性を低下させてしまうからである。
【００３６】
【実施例】
以下の実施例は、本発明に従って製造した態様を説明するものである。比較の目的の為に比較例も挙げてある。本発明の態様は包括的でも排他的でもなく、本発明の単なる代表例である。
【００３７】
他に記載しない限り、全ての部は重量である。
実施例１及び２を以下のように準備した。ジニトロアニソール(DNAN)を溶融ケトルに導入し、加熱してDNANを液体状態に融解させた。加工助剤N-メチル-p-ニトロアニリン(MNA)をこの時点で添加した。撹拌しながら、RDX微粉末が完全に湿潤するような十分に遅い速度で、微細RDXを添加した。次いで、撹拌しながら粗RDXを添加し、その後撹拌しながら過塩素酸無機酸化剤も添加した。一度均質になったら、撹拌をさらに１時間続け、次いで武器に注ぎ、周囲条件で放冷した。
【００３８】
比較例Ａ及びCOMP  Bを、加工助剤を使用せずに同様の条件下で製造した。
【００３９】
【表１】
0004005809.tif 000007
【００４０】
サンプルをカードギャップパイプに充填し、このサンプルから所定の距離に爆発性プライマーをセットすることにより、カードギャップ試験で打撃感度を測定した。プライマーと爆発性充填物との間隔は、PMMA(ポリメチルメタクリレート)などの不活性物質で充填した。距離はカードで表し、ここで１カードは0.01インチ(0.0254cm)に等しく、100カードは１インチ(2.54cm)に等しい。たとえばサンプルが100カードで爆発しない場合には、爆発物は100カードで非爆発性である。こうして、カード値が低いほど、衝撃感度は低い。
【００４１】
実施例１は、比較例Ａ(188カード)より20%低く、COMP  B(203カード)よりも20%低い、カードギャップ値155を示した。
さらに、実施例２と比較例Ａの比較から、本発明の組成物にMNAを配合すると、融解温度を低下させ、発熱温度を上昇させ、同時にカードギャップには悪影響を与えないことを示した。従って、実施例でメルトキャストできる「安全限界」は、比較例Ａよりも30℃上昇させることができた。
【００４２】
本発明の好ましい態様の上記の詳細な説明は、本発明の本質及びその実際的な適用について説明する目的のために提供されたものであり、当業者は特定の計画された使用に適合させるように種々の態様及び種々の変形に関して本発明を理解することができる。上記の詳細な記載は、包括的なものでも、本発明を開示されたその態様に限定するものでもない。当業者には変形及び等価物は明らかであり、これらは付記請求の範囲の趣旨及び範囲内に含まれる。