(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乳化剤として非イオン界面活性剤が用いられた油中水型エマルション爆薬の製造装置、装填装置又は運搬容器の内部に残留した油中水型エマルション爆薬に対し、非イオン界面活性剤よりなる破壊処理剤と水を加えて流動させることにより、油中水型エマルション爆薬におけるエマルション形態を破壊処理して爆薬としての機能を消滅させる油中水型エマルション爆薬におけるエマルション形態の破壊処理方法。
【請求項２】
乳化剤として非イオン界面活性剤の親水性・疎水性バランス（ＨＬＢ）が３．５〜６のものが用いられた油中水型エマルション爆薬の製造装置、装填装置又は運搬容器の内部に残留した油中水型エマルション爆薬に対し、非イオン界面活性剤のＨＬＢが９〜１７のものよりなる破壊処理剤と水を加えて流動させることにより、油中水型エマルション爆薬におけるエマルション形態を破壊処理して爆薬としての機能を消滅させる油中水型エマルション爆薬におけるエマルション形態の破壊処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、遂道掘進、採石、採鉱等の産業用の爆破作業に広く利用される油中水型（以下、Ｗ／Ｏ型と略称する）エマルション爆薬におけるエマルション形態の破壊処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬の製造装置、装填装置、運搬容器等に収容された爆薬は、必要量だけ取り出されて目的とする用途に使用される。そして、各装置からエマルション爆薬が取り出された後、それらの装置の内壁に付着残留したＷ／Ｏ型エマルション爆薬は、布で拭き取ったり、熱湯をかけることにより除去されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、そのような従来の処理方法において、残留しているＷ／Ｏ型エマルション爆薬をそのまま布で拭き取る場合には、拭き取る作業が非常に面倒であるという問題があった。また、熱湯をかけてそのまま洗い流す場合には、洗い流されたＷ／Ｏ型エマルション爆薬は元のエマルション形態が維持されている。このため、Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬の水への分離が非常に遅く、又はほとんど分離されないという問題があった。
【０００４】
この発明は以上のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、油中水型エマルション爆薬のエマルション形態を効率良く破壊することができ、不要となったエマルション爆薬の処理を容易に行うことができる油中水型エマルション爆薬におけるエマルション形態の破壊処理方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明の油中水型エマルション爆薬におけるエマルション形態の破壊処理方法は、乳化剤として非イオン界面活性剤が用いられた油中水型エマルション爆薬の製造装置、装填装置又は運搬容器の内部に残留した油中水型エマルション爆薬に対し、非イオン界面活性剤よりなる破壊処理剤と水を加えて流動させることにより、油中水型エマルション爆薬におけるエマルション形態を破壊処理して爆薬としての機能を消滅させるものである。
第２の発明の油中水型エマルション爆薬におけるエマルション形態の破壊処理方法は、乳化剤として非イオン界面活性剤の親水性・疎水性バランス（ＨＬＢ）が３．５〜６のものが用いられた油中水型エマルション爆薬の製造装置、装填装置又は運搬容器の内部に残留した油中水型エマルション爆薬に対し、非イオン界面活性剤のＨＬＢが９〜１７のものよりなる破壊処理剤と水を加えて流動させることにより、油中水型エマルション爆薬におけるエマルション形態を破壊処理して爆薬としての機能を消滅させるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について詳細に説明する。
Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬のエマルション形態の破壊処理剤は、界面活性剤よりなる。
【０００９】
まず、Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬（以下、必要に応じてエマルション爆薬又は爆薬と略称する）について説明する。
このＷ／Ｏ型エマルション爆薬は、燃料となる油類、酸化剤水溶液、Ｗ／Ｏ型のエマルション形態にするための乳化剤（破壊処理剤の界面活性剤と区別するために、これを乳化剤という）、粘度を調整するための粘度指数向上剤、エマルション爆薬の感度を調整するための仮比重調整剤等から構成されている。
【００１０】
前記油類は、Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬において連続相を構成する炭素質燃料である。この油類としては、例えば、パラフイン系炭化水素、オレフイン系炭化水素、ナフテン系炭化水素、芳香族系炭化水素、飽和又は不飽和炭化水素、石油精製鉱油、潤滑油、流動パラフイン等の炭化水素、ニトロ炭化水素等の炭化水素誘導体、燃料油等の中から選択される。これらの油類は単独又は混合物として用いられる。
【００１１】
一般的なＷ／Ｏ型エマルション爆薬に用いられている石油樹脂、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン等の低分子量炭化水素重合体等を前記油類と併用することもできる。これらの成分の配合量は、油類の通常９０重量％以下の量で用いられる。
【００１２】
油類の配合割合は、爆薬に対して通常０．１〜１０重量％、好ましくは１〜７重量％である。油類が０．１重量％未満ではＷ／Ｏ型エマルション爆薬の安定性が悪くなり、一方１０重量％を越える場合にはＷ／Ｏ型エマルション爆薬の威力が低下する傾向にある。
【００１３】
次に、酸化剤水溶液は、Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬において分散相を構成する無機酸化性塩水溶液であり、従来からＷ／Ｏ型エマルション爆薬に用いられているものすべてが包含される。無機酸化性塩としては、例えば硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウム、硝酸カルシウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属の硝酸塩、その他過塩素酸アンモニウム、過塩素酸ナトリウム等の無機過塩素酸塩等が挙げられる。これらの無機酸化性塩は単独又は混合物として用いられるが、水への溶解度や溶解温度から硝酸アンモニウム単独又は硝酸アンモニウムと他の無機酸化性塩との混合物が好ましい。硝酸アンモニウム以外の無機酸化性塩を使用する場合には、その配合量は通常８０重量％以下である。
【００１４】
これら無機酸化性塩の配合割合は、エマルション爆薬中の全組成に対して通常５〜９０重量％の範囲であり、４０〜８０重量％の範囲が望ましい。この配合割合が５重量％未満の場合にはＷ／Ｏ型エマルション爆薬の威力及び感度が低く、逆に９０重量％を越える場合にはＷ／Ｏ型エマルション爆薬の安定性が低下する傾向にある。
【００１５】
これら無機酸化性塩は、水溶液として用いられるが、この場合の水の配合割合は、エマルション爆薬中の全組成に対して通常９〜２５重量％、好ましくは１０〜１８重量％である。水の配合割合が９重量％未満ではエマルション爆薬の感度が高くなり過ぎ、２５重量％を超えるとエマルション爆薬の反応性が著しく悪くなる傾向にある。
【００１６】
次に、乳化剤は、従来からＷ／Ｏ型エマルション爆薬に使用されているものが使用可能である。この乳化剤としては、例えば、ソルビトールモノラウレート、ソルビトールモノオレート、ソルビトールモノパルミテート、ソルビトールモノステアレート、ソルビトールセスキオレート、ソルビトールジオレート、ソルビトールトリオレート等のソルビトール脂肪酸エステル、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノオレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンセスキオレート、ソルビタンジオレート、ソルビタントリオレート等のソルビタン脂肪酸エステル、ステアリン酸モノグリセライド等の脂肪酸のモノ又はジグリセライド等が挙げられる。これらは、１種又は２種以上の混合物として使用される。
【００１７】
これらの中で、エマルション爆薬の安定性の点から好ましい乳化剤は、ソルビトール脂肪酸エステル（正確にはソルビトール脂肪酸エステルとソルビタン脂肪酸エステルとソルバイド脂肪酸エステルの混合物であるが、ソルビトール脂肪酸エステルを主成分とするもの）である。このソルビトール脂肪酸エステルとして具体的には、ソルビタンモノオレート、ソルビタンセスキオレート等が挙げられる。これら乳化剤の配合量は、エマルション爆薬中通常０．１〜１０重量％、好ましくは１〜５重量％である。乳化剤が０．１重量％未満の場合にはエマルション爆薬の安定性が悪くなる傾向にあり、逆に１０重量％を越える場合にはエマルション爆薬の爆発エネルギーが低下する傾向にある。
【００１８】
また、粘度調整のために、ポリメタクリレート、オレフィン共重合体、スチレン−ジエン水素化共重合体、ポリイソブチレン等の粘度指数向上剤を併用することもできる。これらの粘度指数向上剤は、上記油類に対して９０重量％以下の割合で用いられる。
【００１９】
次に、Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬は必要に応じて仮比重調整剤により、その仮比重が０．８０〜１．３５に調整される。仮比重調整剤は、Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬中の空隙を意味し、その空隙は微小中空球体（マイクロバルーン）又は微小気泡によって作られる。空隙は１個ずつ独立していてもよいし、集合体であってもよい。この微小中空球体は気泡保持材として用いられ、エマルション爆薬の感度等を調整するためのものである。
【００２０】
エマルション爆薬の仮比重が１．３５を越えるような場合には、エマルション爆薬の感度が低下する。逆に、エマルション爆薬の仮比重が０．８０未満の場合には、エマルション爆薬の比重が小さくなり過ぎて装薬孔に装填されるエマルション爆薬の量が少なくなり、結果として爆薬の威力が低下する傾向にある。
【００２１】
微小中空球体としては、例えばガラス、アルミナ、頁岩、シラス、珪砂、火山岩、珪酸ナトリウム、ホウ砂、真珠岩、黒曜石等から得られる無機質微小中空球体、ピッチ、石炭等から得られる炭素質微小中空球体、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ポリスチレン等から得られる有機質微小中空球体等が挙げられる。これらの微小中空球体は、１種又は２種以上の混合物として用いられる。
【００２２】
また、有機質微小中空球体は、その表面が撥水性物質でコーティングされていてもよい。コーティングに用いられる物質としては、例えば、低分子系シランカップリング剤、高分子系シランカップリング剤、フッ素系界面活性剤、ステアリン酸、含フッ素メタクリレート系又は含フッ素アクリレート系潤滑剤などが挙げられる。
【００２３】
微小中空球体の添加量は、使用する微小中空球体の比重等によるが、エマルション爆薬中に通常１０重量％以下、好ましくは０．３〜７重量％の範囲である。この使用量が１０重量％を越える場合には、爆薬の比重が小さくなりすぎて装薬孔に装填される爆薬の量が少なくなり、結果として爆薬の威力が低下する傾向にある。なお、微小中空球体を添加しない場合又は添加量が０．３重量％未満の場合にはエマルション爆薬の感度が低下する傾向にある。
【００２４】
また、前記微小気泡とは、例えば化学発泡剤を含有させて発泡させることにより得られる微小気泡又はＷ／Ｏ型エマルション爆薬の形成時又は形成後の工程で機械的に空気又はその他のガスを吹き込んで得られる微小気泡等をいう。化学発泡剤としては、例えばアルカリ金属ホウ素水素化物や亜硝酸ナトリウムと臭素を組合せて用いるもの等の無機系化学発泡剤、又はＮ, Ｎ′−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、アゾジカルボン酸アミド、アゾビスイソブチロニトリル等の有機系化学発泡剤等が挙げられる。これらの化学発泡剤は、１種又は２種以上の混合物として用いられる。化学発泡剤の配合割合は、エマルション爆薬中に通常２重量％以下である。
【００２５】
また、Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬には、爆発力の増大を図るために、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することができる。それらの添加物の配合割合は、エマルション爆薬中に通常５０重量％以下である。
【００２６】
以上のＷ／Ｏ型エマルション爆薬は、常法に従って次のように製造される。例えば、まず酸化剤水溶液に油類及び乳化剤を混合し、通常使用されるプロペラ羽根式撹拌機を用いてＷ／Ｏ型エマルションを製造する。その後、必要により仮比重調整剤、金属粉末及び有機粉末等を加えて縦型混和機で均一に撹拌混合することによってＷ／Ｏ型エマルション爆薬が製造される。
【００２７】
上記のようにして得られたエマルション爆薬のエマルション形態を破壊する処理剤は、界面活性剤である。界面活性剤としては、非イオン界面活性剤が使用できるが、エマルション爆薬中の乳化剤が非イオン界面活性剤であるときには、エマルション形態を効率良く破壊するために非イオン界面活性剤が望ましい。
【００２８】
非イオン界面活性剤としては、ＨＬＢが９〜１７のものが好ましい。そのような非イオン界面活性剤のＨＬＢはエマルション爆薬中に配合されている乳化剤のＨＬＢ（３．５〜６）に比べて相当高いので、エマルション爆薬のエマルション形態を不安定にし、さらにはエマルションを破壊することができるのである。従って、非イオン界面活性剤のＨＬＢが９未満の場合には、エマルション爆薬のエマルション形態を破壊することが困難となる。一方、非イオン界面活性剤のＨＬＢが１７を越える場合には、親水性が大きくなり過ぎ、エマルション爆薬のエマルション形態を破壊しにくくなる。
【００２９】
また、非イオン界面活性剤は、ポリオキシエチレン基を有し、その平均付加モル数が２〜３０のものが望ましい。このような非イオン界面活性剤を用いることにより、親水性が大きくなり、低濃度であってもエマルション爆薬のエマルション形態を不安定にできてそれを破壊する効果が大きくなる。その平均付加モル数が１では親水性が小さく、エマルション爆薬のエマルション形態を破壊する効果が小さい。平均付加モル数が３０を越える場合には、親水性が大きくなり過ぎてエマルション爆薬のエマルション形態を破壊しにくくなる。
【００３０】
さらに、非イオン界面活性剤は、その構造内のアルキル基、特に側鎖のアルキル基の炭素数が８〜１７であることが好ましい。疎水性であるアルキル基の大きさを適切に設定することにより、エマルション爆薬の親水性と疎水性のバランスを崩してエマルション形態を破壊しやすくすることができる。従って、アルキル基の炭素数が８未満の場合又は１７を越える場合には、エマルション爆薬のエマルション形態を破壊する効果が小さくなる。
【００３１】
非イオン界面活性剤として具体的には、下記化学式（１）で表される化合物、化学式（２）で表される化合物、化学式（３）で表される化合物、さらにＣ13Ｈ27Ｏ（Ｃ2 Ｈ4 ）20Ｈ、Ｃ12Ｈ25Ｏ（Ｃ2 Ｈ4 ）12Ｈ、Ｃ12Ｈ25Ｏ（Ｃ2 Ｈ4 ）4 Ｈ等が挙げられる。
【００３２】
【化１】
0004332955.tif 000002
但し、ＲはＣ11Ｈ23であり、ｎはエチレンオキサイドの平均付加モル数を表す。
【００３３】
【化２】
0004332955.tif 000003
【００３４】
【化３】
0004332955.tif 000004
【００３９】
次に、上記のようなエマルション爆薬の破壊処理剤を使用したエマルション爆薬の破壊処理方法について説明する。
さて、所定組成を有するエマルション爆薬を製造し、その製造装置から必要量の爆薬を取り出して使用した後、製造装置の内部にはエマルション爆薬の一部が底部に残ったり、内壁に付着したりして残留する。また、エマルション爆薬を装薬孔に装填した後の装填装置の内部には同様にエマルション爆薬の一部が残留する。さらに、エマルション爆薬を所定位置まで運搬した後の運搬装置の内部には同じくエマルション爆薬の一部が残留する。これらの装置内に残留するエマルション爆薬のエマルション形態を破壊処理するために、エマルション爆薬の破壊処理剤が使用される。
【００４０】
各装置の内部には、水とエマルション爆薬の破壊処理剤が注入される。又はエマルション爆薬の破壊処理剤を予め水に混合した混合液が注入される。使用される水は常温又は加熱水である（２０〜９０℃の範囲が好ましい）。次いで、各装置内で破壊処理剤が含まれる水を攪拌したり、循環したりすることによって効率的にエマルション爆薬の破壊処理が行われる。攪拌にはプロペラ羽根式攪拌機、縦型混和機等が使用される。また、装填装置の場合、ホッパーに破壊処理剤と水を入れ、装填ホースで混合液をホッパー内に注ぎ込んで循環させる。さらに、残留するエマルション爆薬が少量である場合や装置の内壁面に付着した場合には、上記の混合液を流しかけてこすり落すことによりエマルション爆薬の破壊処理が行われる。これらの攪拌したり、循環したり、または流しかけてこすり落すという動作を、この明細書では流動させるという概念で表現する。
【００４１】
例えば、装填装置内に残留している爆薬約１０ｋｇに対して、水２０Ｌ、破壊処理剤２００ｍＬをホッパー内に加え、装填ホースで混合液をホッパー内に注ぎ込むように装填用ポンプを用いて循環され、エマルション爆薬が破壊処理される。
【００４２】
このとき、エマルション爆薬の破壊処理剤が非イオン界面活性剤である場合、そのＨＬＢがエマルション爆薬中の乳化剤のＨＬＢと異なることにより、又は界面活性剤の種類が異なることにより、破壊処理剤中の界面活性剤がエマルション爆薬中の乳化剤と置き換わろうとするため、エマルション形態が不安定となって破壊される。
【００４５】
このようにエマルション爆薬のエマルション形態が破壊処理され、爆薬としての機能が消滅することから、その後は通常の油剤処理や水処理と同様の操作によって処理が進められる。
【００４６】
上記のような実施形態によって得られる効果を以下にまとめて記載する。
・  実施形態のＷ／Ｏ型エマルション爆薬におけるエマルション形態の破壊処理剤によれば、界面活性剤を用いることにより、エマルション爆薬のエマルション形態を不安定にし、エマルションを破壊に導くことができる。このため、Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬のエマルション形態を効率良く破壊することができ、不要となったエマルション爆薬の処理を容易に行うことができる。
【００４７】
・  また、エマルション形態の破壊処理剤として非イオン界面活性剤を用いることにより、特にエマルション爆薬中の乳化剤が非イオン界面活性剤であるときには、エマルション形態をより有効に不安定化に導き、効果的に破壊させることができる。
【００４８】
・  加えて、エマルション形態の破壊処理剤として非イオン界面活性剤のＨＬＢが９〜１７のものを用いることにより、そのＨＬＢがエマルション爆薬中に配合されている乳化剤のＨＬＢに比べて相当高いので、エマルション爆薬のエマルション形態を一層不安定にでき、さらに有効にエマルション形態を破壊することができる。
【００４９】
・  また、上記の破壊処理剤を使用したＷ／Ｏ型エマルション爆薬におけるエマルション形態の破壊処理方法によれば、簡単な方法でエマルション形態を効率良く破壊することができ、不要となったエマルション爆薬の処理を容易に行うことができる。
【００５０】
【実施例】
以下、参考例、実施例及び比較例を挙げ、前記実施形態をさらに具体的に説明するが、この発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１〜９及び参考例１０〜１６）
バルク装填用Ｗ／Ｏ型エマルション爆薬約５００ｇに対し、約７０℃の温水１リットル（Ｌ）と下記に示す破壊処理剤１０ｍｌを加え、攪拌棒で攪拌した。
【００５１】
用いた破壊処理剤は、次のとおりである。
実施例１：  非イオン界面活性剤〔Ｃ13Ｈ27Ｏ（Ｃ2 Ｈ4 Ｏ）20Ｈ〕
実施例２：  非イオン界面活性剤〔Ｃ12Ｈ25Ｏ（Ｃ2 Ｈ4 Ｏ）12Ｈ〕
実施例３：  非イオン界面活性剤〔ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、前記化学式（１）中のＲがＣ12Ｈ25のもの〕
実施例４：  非イオン界面活性剤〔ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、前記化学式（１）中のＲがＣ11Ｈ23〕
実施例５：  非イオン界面活性剤〔Ｃ12Ｈ25Ｏ（Ｃ2 Ｈ4 Ｏ）4 Ｈ〕
実施例６：  非イオン界面活性剤〔Ｃ18Ｈ37Ｏ（Ｃ2 Ｈ4 Ｏ）9 Ｈ〕
実施例７：  非イオン界面活性剤〔前記化学式（２）に示すもの〕
実施例８：  非イオン界面活性剤〔前記化学式（３）に示すもの〕
実施例９：  非イオン界面活性剤〔Ｃ17Ｈ35ＣＯＯ（Ｃ2 Ｈ4 Ｏ）Ｈ〕
参考例１０：  陰イオン界面活性剤〔ＲＯ（Ｃ2 Ｈ4 Ｏ）3 ＳＯ3 Ｎａ、但し、Ｒが炭素数１４のアルキル基のものに対するＲが炭素数１２のアルキル基のものの比率が６５／３５である。〕
参考例１１：  陰イオン界面活性剤〔ＲＣＯＮ（ＣＨ3 ）Ｃ2 Ｈ4 ＳＯ3 Ｎａ、但し、ＲＣＯはヤシ油脂肪酸残基を表す。〕
参考例１２：  陽イオン界面活性剤｛〔Ｃ18Ｈ37Ｎ+ （ＣＨ3 ）〕Ｃｌ- ｝
参考例１３：  両性界面活性剤〔前記化学式（４）に示すもの〕
参考例１４：  両性界面活性剤〔前記化学式（５）に示すもの〕
参考例１５：  メチルアルコール
参考例１６：  テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）
そして、目視及び顕微鏡にてエマルションの破壊状態を、以下のような評価基準で評価した。その結果を表１に示した。
【００５２】
◎：  エマルションの分解が速く、完全で取扱い性が良い。
○：  エマルションの分解が良好で、取扱い性が良い。
△：  エマルションの分解ができ、取扱い性も特に問題はない。
【００５３】
×：  エマルションの分解ができない部分があり、取扱い性が悪い。
（比較例１及び２）
前記各実施例において、破壊処理剤を比較例１では塩化ナトリウム、比較例２では潤滑油としたほかは、実施例と同様に試験を行った。その結果を表１に示した。
【００５４】
【表１】
0004332955.tif 000005
表１に示したように、実施例１〜９及び参考例１０〜１６ではＷ／Ｏ型エマルション爆薬のエマルション形態の破壊ができ、取扱い性も問題のない結果であった。その中でも非イオン界面活性剤を用いた実施例１〜９が良好な結果を示した。これに対し、比較例１及び２ではエマルションの分解ができない部分があり、取扱い性が悪い結果であった。
【００５９】
【発明の効果】
この発明は以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
【００６２】
第１の発明の油中水型エマルション爆薬におけるエマルション形態の破壊処理方法によれば、簡単な方法で油中水型エマルション爆薬のエマルション形態を効率良く破壊することができ、不要となったエマルション爆薬の処理を容易に行うことができる。また、エマルション爆薬中の乳化剤が非イオン界面活性剤であるときに、エマルション形態をより有効に破壊することができる。
第２の発明の油中水型エマルション爆薬におけるエマルション形態の破壊処理方法によれば、簡単な方法で油中水型エマルション爆薬のエマルション形態を効率良く破壊することができ、不要となったエマルション爆薬の処理を容易に行うことができる。さらに、非イオン界面活性剤のＨＬＢがエマルション爆薬中に配合されている乳化剤のＨＬＢに比べて相当高いので、エマルション爆薬のエマルション形態を不安定にでき、さらに有効にエマルション形態を破壊することができる。