(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸油率５〜２０％で且つ硬度０．１〜１０．０％であり、粒径２．３６ｍｍ以上及び０．９８ｍｍ以下のものがそれぞれ、３．０〜３５．０重量％及び１．０重量％以下であるポーラスプリル硝酸アンモニウム及び燃料油を含有することを特徴とする爆薬組成物
【請求項２】
ポーラスプリル硝酸アンモニウムが、嵩比重０．６０〜０．７８である請求項１に記載の爆薬組成物
【請求項３】
ポーラスプリル硝酸アンモニウムが、基質内に微小中空粒子を含有するポーラスプリル硝酸アンモニウムとその粉砕品の混合物である請求項１または請求項２に記載の爆薬組成物
【請求項４】
微小中空粒子の含有濃度が、硝酸アンモニウムに対して０．０５〜１０．０重量％である請求項３に記載の爆薬組成物
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、爆薬組成物に関する。詳しくは採石、採鉱等の産業用爆破作業に広く利用され、被破壊物の穿孔に直接装填しうるポーラスプリル硝酸アンモニウム（硝安）系の爆薬組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
爆破作業等に用いられる産業用爆薬としては、ダイナマイト、含水爆薬、硝安爆薬、硝安油剤爆薬（以下ＡＮＦＯ爆薬と呼ぶ）等が良く知られている。これらの爆薬のうち、ＡＮＦＯ爆薬は比較的簡単に製造できる爆薬であり、通常流動性のある粒状を呈しているので、穿孔内に直接流し込んだり、ローダー等の装填機によって装填することもできるという特徴がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ポーラスプリル硝安の反応性がニトログリセリンやニトログリコールのような爆発性化合物に比べてかなり低いことは良く知られている。従って、ポーラスプリル硝安が酸化剤として爆薬全体の９０重量％以上を占めることの多いＡＮＦＯ爆薬は、他の産業用爆薬と比較して威力が低いが、安価で安定であるという点から、広く使用されている。また、その起爆感度は、塩ビ法又はカートン法において６号雷管で完爆しないことと規定されており、その低感度故に例えば２５ｋｇ入りの重袋への収納及び輸送が許されている。
【０００４】
ＡＮＦＯ爆薬において、吸油率の高いポーラスプリル硝安及び粒径の細かいポーラスプリル硝安を使用することにより反応性の向上及び爆速の上昇が達成できることは既に確かめられている。しかしながら、この方法によると塩ビ法又はカートン法において６号雷管で完爆することとなり、ＡＮＦＯ爆薬の規定を外れてしまい、重袋による収納及び輸送は許されないものとなるため、取扱性の煩雑化及びコストアップを招くことになる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、ポーラスプリル硝安の各種物理的性質及びその爆薬性能への影響を鋭意研究した結果、特定の物性を備えたポーラスプリル硝安及び燃料油からなる爆薬組成物が、従来のＡＮＦＯ爆薬に比べて著しく威力が向上することを見出し、本発明を完成させたものである。
【０００６】
すなわち本発明は、
（１）吸油率５〜２０％で且つ硬度０．１〜１０．０％であるポーラスプリル硝酸アンモニウム及び燃料油を必須成分として含有することを特徴とする爆薬組成物、
（２）ポーラスプリル硝酸アンモニウムが、粒径２．３６ｍｍ以上及び０．９８ｍｍ以下のものがそれぞれ、３．０〜３５．０重量％及び１．０重量％以下である（１）に記載の爆薬組成物、
（３）ポーラスプリル硝酸アンモニウムが、嵩比重０．６０〜０．７８である（１）乃至（２）のいずれか一項に記載の爆薬組成物、
（４）ポーラスプリル硝酸アンモニウムが、基質内に微小中空粒子を含有するポーラスプリル硝酸アンモニウムとその粉砕品の混合物である（１）乃至（３）のいずれか一項に記載の爆薬組成物、
（５）微小中空粒子の含有濃度が、硝酸アンモニウムに対して０．０５〜１０．０重量％である（４）に記載の爆薬組成物、
に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に記載する。
本発明の爆薬組成物に使用されるポーラスプリル硝酸アンモニウム（硝安）としては、吸油率が５〜２０％、好ましくは７〜１５％、硬度が０．１〜２０．０％、好ましくは０．１〜１０．０％であるポーラスプリル硝安が使用される。ポーラスプリル硝安は、爆薬組成物全体に対して６５〜９６重量％、好ましくは７５〜９５重量％の範囲で使用される。
本発明の爆薬組成物に使用される硝安としては、粒径が２．３６ｍｍ以上及び０．９６ｍｍ以下のものがそれぞれ、３．０〜３５．０重量％及び１．０重量％以下であるものが好ましい。
更に、本発明の爆薬組成物に使用されるポーラスプリル硝安としては嵩比重が０．６０〜０．７８、好ましくは０．６５〜０．７５であるものが好ましい。
更に、本発明の爆薬組成物に使用されるポーラスプリル硝安としてはポーラスプリル硝安内に微小中空粒子をポーラスプリル硝安に対して１．０×１０−6〜１０．０重量％、好ましくは０．０５〜１０．０重量％の範囲で含有するポーラスプリル硝安が使用され、これを粉砕したポーラスプリル硝安も使用可能である。
本発明の爆薬組成物で用いられる微小中空粒子は、主に比重調整剤等として用いられているもので、使用しうる微小中空粒子の具体例を挙げれば、樹脂マイクロバルーン、ガラスバルーン、金属中空粒子、シラスバルーンのような天然又は合成の多孔性物質等があり、これらは単独または２種類以上混合して用いられる。本発明の爆薬組成物においては上記のうち樹脂マイクロバルーンが好ましいものとして挙げられる。
【０００８】
本発明の爆薬組成物において、前記粒径のポーラスプリル硝安とその粉砕品とは、任意の比率で混合し得るものであるが、好ましくはポーラスプリル硝安に対するその粉砕物の混合割合は２０〜８０重量％である。
【０００９】
ポーラスプリル硝安の吸油率は、一定量の試料のポーラスプリル硝安を、軽油に一定時間浸しておいた後、吸引ろ過し、試験前後の重量差より軽油の吸着量を見ることによって測定される。詳しくは試料のポーラスプリル硝安５０ｇを直径４０ｍｍ、深さ５０ｍｍのガラスフィルター（１１Ｇ−１）に入れ、上皿直示天秤で秤量し、これを真空装置にセットする。ついでガラスフィルター中に軽油４０ｍｌを注入し、細い棒でよく撹拌し、ポーラスプリル硝安と軽油の混合接触を図る。５分間放置後、ガラスフィルターに付属した外部のコックを開放し、２分間軽油を自然流下させる。引き続き真空ポンプにて５分間吸引（流速：約３０ｌ／ｍｉｎ）した後、軽油を吸着した試料のポーラスプリル硝安の入ったままのガラスフィルターを、上皿直示天秤で秤量する。ここで増量分が軽油の吸着分である。以上の測定を終えた後、元の試料硝安５０ｇに対する軽油吸着分（ｇ）の比率（％）を、吸油率（％）として表示する。計算式は下記（１）式の通りである。
【００１０】
吸油率（％）＝軽油吸着分（ｇ）／試料５０（ｇ）×１００    （１）
【００１１】
ポーラスプリルポーラスプリル硝安の吸油率は、主として粒の内部に分布する細孔容積や有効径によって左右されるものであり、例えば細孔容積が大きければ、粒内部に軽油を保持し得る空間が大となるので、吸油率が大となる。
【００１２】
ポーラスプリル硝安の硬度は、一定量のポーラスプリル硝安の試料を硬度測定装置により一定の条件で機械的に圧潰し、圧潰された量を見ることで測定される。
測定に使用される装置は、減速機を介して回転する垂直の回転軸上に水平に固定された回転軸と共に回転する受け皿（直径２００ｍｍ）とこの受け皿に重ねて落とし込む回転させない挽き皿（直径１９０ｍｍ、重量１７１５ｇ）から構成されている。
試料硝安５０ｇを硬度測定装置の受け皿に入れ、皿上全面に平均に拡げ、この上に挽き皿を重ねて、装置を起動する。１分間当たり４０回転の速度でで１５秒間起動させた後、装置を停止し、静止後、受け皿を取り出し、中の試料を所定の篩に入れ、振とう機を使用して、１分間振とうさせる。ついで篩通過の圧潰品を採取し、これを秤量し、元の試料硝安５０ｇに対する圧潰量（ｇ）の比率（％）として表示する。計算式は下記（２）式の通り。
【００１３】
硬度（％）＝圧潰量（ｇ）／試料５０（ｇ）×１００        （２）
【００１４】
ポーラスプリル硝安の粒度分布（重量％）は、一定量のポーラスプリル硝安を篩目の異なる各種篩を通し、各篩目毎の篩網上残留分重量から測定される。
【００１５】
ポーラスプリル硝安の嵩比重はＪＩＳ  Ｋ−６７２１に規定の方法に準じて測定される。即ち、一定量の試料のポーラスプリル硝安を一定の高さから、支持棒に支持された下部にダンパーを有する漏斗を用いて、支持台上に設置した円筒形コップ内に落下させ、コップ上に盛り上がった試料ポーラスプリルの硝安を除去した後、コップ内の試料のポーラスプリル硝安を秤量することによって測定される。詳しくは、上端の直径９０ｍｍ、下端の直径１５ｍｍ、高さ１１５ｍｍの漏斗を、漏斗下端と支持台上の深さ８０ｍｍ、容積１００ｃｍ3のコップ上端との距離が４５ｍｍとなるように設置し、漏斗内に試料のポーラスプリル硝安１００ｇをに入れ、ダンパーをスライドさせてコップ内に試料のポーラスプリル硝安を落下させる。振動を与えないように注意してコップの上に盛り上がった試料のポーラスプリル硝安をヘラでコップの上端と同じ高さで水平になるように払いのける。コップの外側に付着した試料のポーラスプリル硝安はこれを除去して、コップ内の試料のポーラスプリル硝安重量を上皿直示天秤で秤量する。以上の測定を終えた後、下記（３）式により嵩比重を算出する。
【００１６】
嵩比重＝試料重量（ｇ）／１００（ｃｍ3）     （３）
【００１７】
本発明の爆薬に用いられる燃料油としては、混合時に液体である燃料油を用いるのが好ましい。使用しうる燃料としては軽油、灯油等の鉱物油、植物油、動物油等が挙げられる。
【００１８】
この他、用途によってメチルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、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ワックス類、ジニトロトルエン、ジニトロキシレン等のニトロ化合物等を燃料油として単独又は混合して用いることができる。融点の高い燃料油は、それが液状になる温度以上で、ポーラスプリル硝安と混合する事によって用いることができる。
【００１９】
本発明の爆薬に用いられる燃料油の使用量は、通常爆薬全体の２．５〜２５重量％、好ましくは４〜１０重量％の範囲である。
【００２０】
本発明の爆薬組成物は必要によって、静電気発生防止の措置を施すことができる。例えば一般に良く知られている水溶性及び油溶性の帯電防止剤や、デンプン類、脂肪酸アミド等の添加剤を加えることができる。
【００２１】
本発明の爆薬は、必要によってポーラスプリル硝安以外の酸化剤、例えば硝酸カリウムや過塩素酸塩、更には、木粉、アルミニウム粉のような粉末追加燃料あるいは、他の添加剤を加えることが可能である。
【００２２】
本発明の爆薬は、ニーダーあるいは回転ミキサーのような混合機で、ポーラスプリル硝安と燃料油、さらに必要によりその他の添加剤を均一に混合することによって、製造される。また、撹拌、混合の機能を備えているならば、他の混合機も使用可能である。
【００２３】
【実施例】
本発明を実施例を挙げてさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００２４】
実施例１
嵩比重０．７５、粒径２．３６ｍｍ以上及び０．９８ｍｍ以下のものがそれぞれ、１０．５重量％及び０．８重量％、吸油率１２．０％、硬度０．５％のポーラスプリル硝安９４．０重量部を室温のシグマ翼を備えた横型ニーダーに移し、室温の２号軽油５．７重量部、脂肪酸アミド０．３重量部を添加し、１分当たり８０回転の速度で５分間混合し、本発明の爆薬組成物を得た。
【００２５】
実施例２
嵩比重０．６８、粒径２．３６ｍｍ以上及び０．９８ｍｍ以下のものがそれぞれ、２１．０重量％及び０．５重量％、吸油率１３．０％、硬度１．０％、ガラスバルーンを１．０重量％含有するポーラスプリル硝安９２．５重量部を室温のコンクリートミキサーに移し、室温の２号軽油６．５重量部、小麦デンプン１．０重量部を添加し、１分当たり１００回転の速度で３分間混合し、本発明の爆薬組成物を得た。
【００２６】
実施例３
嵩比重０．６５、粒径２．３６ｍｍ以上及び０．９８ｍｍ以下のものがそれぞれ、２５．３重量％及び０．５重量％、吸油率１３．０％、硬度０．８％、樹脂マイクロバルーンを３．０重量％含有するポーラスプリル硝安７０．５重量部とその粉砕品２４．０重量部を室温のコンクリートミキサーに移し、室温の２号軽油５．５重量部を添加し、１分当たり８０回転の速度で５分間混合し、本発明の爆薬組成物を得た。
【００２７】
比較例１
嵩比重０．７８、粒径２．３６ｍｍ以上及び０．９８ｍｍ以下のものがそれぞれ、０．０重量％及び２．０重量％、吸油率１１．５％、硬度７．０％のポーラスプリル硝安９４．０重量部を室温のシグマ翼を備えた横型ニーダーに移し、室温の２号軽油６．０重量部を添加し、１分当たり１００回転の速度で３分間混合し、比較用の爆薬組成物を得た。
【００２８】
比較例２
嵩比重０．８０、粒径２．３６ｍｍ以上及び０．９８ｍｍ以下のものがそれぞれ、０．７重量％及び２５．０重量％、吸油率１２．５％、硬度４．６％のポーラスプリル硝安５２．０重量部と、嵩比重０．６７、粒径２．３６ｍｍ以上及び０．９８ｍｍ以下のものがそれぞれ、０．７重量％及び０．５重量％、吸油率１７．５％、硬度１３．０％のポーラスプリル硝安４２．０重量部を室温のシグマ翼を備えた横型ニーダーに移し、室温の２号軽油６．０重量部を添加し、１分当たり８０回転の速度で５分間混合し、比較用の爆薬組成物を得た。
【００２９】
性能試験
（１）弾動振子試験
実施例１〜３及び比較例１〜２で得られた各爆薬組成物を内径３０ｍｍ、厚さ５．０ｍｍの紙管中に９０ｇ流し込み、１０ｇのペントライトをブースターとして起爆し、弾動振子値を測定した。
【００３０】
（２）爆速試験
実施例１〜３及び比較例１〜２で得られた各爆薬組成物を内径３５ｍｍ、厚さ３．５ｍｍの鋼管中に２００ｇ流し込み、４０ｇのペントライトをブースターとして起爆し、爆速を測定した。
【００３１】
（３）起爆感度試験
実施例１〜３及び比較例１〜２で得られた各爆薬組成物をＪＩＳ−Ｋ４８２６に規定されている起爆感度試験方法Ａ（塩ビ法）において６号雷管で起爆した。
【００３２】
これらの試験結果を表１に示す。
【００３３】
0003797826.tif 000002
【００３４】
比較例１の爆薬は、弾動振子値が５５．５ｍｍ、爆速が２９５０ｍ／ｓｅｃであり、起爆感度が６号雷管で不完爆（塩ビ法）である。また、比較例２の爆薬は、弾動振子値及び爆速が上昇すると共に、起爆感度も高くなる。これら比較例に対して、実施例１〜３の本発明の爆薬組成物は、弾動振子値及び爆速がそれぞれ６２．１〜６５．３ｍｍ及び３１５０〜３３００ｍ／ｓｅｃと上昇するが、従来のＡＮＦＯ爆薬と同等の低い起爆感度を保持したままであり、本発明の爆薬組成物のみが、起爆感度が低いにも拘わらず、高威力であるという特性を有することが明らかである。
【００３５】
【発明の効果】
起爆感度が低いため、従来のＡＮＦＯ爆薬と同様に取扱うことが可能であるという特性を損なうことなく、威力に優れた爆薬組成物が得られた。