(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒状硝酸アンモニウム、燃料油及び平均粒径が０．０１〜３．０ｍｍであるフマル酸またはリンゴ酸を含有することを特徴とする爆薬組成物。
【請求項２】
粒状硝酸アンモニウム、燃料油及び平均粒径が０．０１〜３．０ｍｍであるリンゴ酸を含有することを特徴とする爆薬組成物。
【請求項３】
フマル酸またはリンゴ酸の含量が爆薬全体の０．１〜２０重量％である請求項１に記載の爆薬組成物。
【請求項４】
追加燃料として金属粉末が加えられた請求項１、２又は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】
本発明は採石、採鉱、採炭、ずい道掘進等の産業用爆破用途に広く利用されうる爆薬に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
産業用爆破作業に用いられる爆薬としては、硝安油剤爆薬（以下ＡＮＦＯ爆薬と呼ぶ）、含水爆薬、ダイナマイト、硝安爆薬などがよく知られている。これらの爆薬のうち、ＡＮＦＯ爆薬は細孔を有した粒状の硝酸アンモニウム（以下ポーラスプリル硝安と呼ぶ）に軽油を混合した粒状爆薬であり、原料物質が安価で、製造方法が簡便なことから、安価な爆薬として市販されている。また、ＡＮＦＯ爆薬は、雷管１本では起爆できない爆薬であり、他の産業用爆薬に比較して鈍感で、安全性の高い爆薬として知られている。さらに、ＡＮＦＯ爆薬は粒状でも供給する事ができる為、装填機を用いて機械的に穿孔内に装填したり、縦孔に直接流し込むことができるので、装薬作業が簡便であるという利点がある。これらの理由から、ＡＮＦＯ爆薬は国内で極めて広範に使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＡＮＦＯ爆薬は上記のように安全な爆薬であることから、日本では唯一重袋包装が認められており、又諸外国においては使用現場での製造が認められている国もある。また、上述のように安全かつ安価で装薬作業が簡便であることから、トンネル現場や坑内の鉱山など、密閉された空間内での発破にも用いられるようになってきている。
【０００４】
しかしながら、ＡＮＦＯ爆薬はダイナマイトや含水爆薬のように包装されずに、バルクで使用されることから、爆薬の成分が直接周囲の環境にさらされ、ＡＮＦＯ爆薬中に含まれる硝酸アンモニウム（硝安）が分解することがある。特に、トンネル現場や坑内の鉱山のような発破現場においては、発破後の岩盤の補強剤としてセメントやコンクリートが用いられているが、ＡＮＦＯ爆薬がそれらの塩基性物質と接触すると、人体に有毒なアンモニアガスが発生することがある。アンモニアガスが発生すると、その毒性及び刺激臭により、周辺での作業の継続が困難になる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、ＡＮＦＯ爆薬の利点である装薬作業中の流動性、製造工程の簡便さをできるだけ生かして、装薬作業中にアンモニアガスが発生するのを抑制しようと鋭意研究した結果、硝酸アンモニウム、燃料油、有機酸からなる爆薬組成物が、従来のＡＮＦＯ爆薬と同等の流動性や発破効果を保ちながら、かつ上記の爆薬組成物が、アンモニアガスの発生を抑制することが出来ることを見いだし、本発明を完成させたものである。
【０００６】
すなわち本発明は、
（１）硝酸アンモニウム、燃料油及び平均粒径が０．０１〜３．０ｍｍである有機酸を含有することを特徴とする爆薬組成物、
（２）有機酸の含量が爆薬全体の０．１〜２０重量％である前記１項に記載の爆薬組成物、
（３）有機酸がジカルボン酸である前記１項又は２項に記載の爆薬組成物、
（４）追加燃料として金属粉末が加えられた前記１、２又は３項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説明する。
本発明の爆薬に使用されるポーラスプリル硝安は、通常のＡＮＦＯ爆薬に用いられる粒状硝酸アンモニウムであり、通常、平均粒径が０．５〜３．０ｍｍ、吸油率が７〜２４％の範囲の粒状硝安が使用され、これを粉砕したポーラスプリル硝安も使用可能である。また、ポーラスプリル硝安は、爆薬全体に対して７０〜９７重量％、好ましくは８０〜９５重量％の範囲で使用される。
【０００８】
ポーラスプリル硝安の吸油率は、一定量の試料硝安を、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。詳しくは試料ポーラス硝安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、細い棒でよく攪拌し、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、元の試料ポーラスプリル硝安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。以上は工業火薬協会法に準拠したものであり、計算式は下記の通りである。
【０００９】
吸油率（％）＝軽油吸着分（ｇ）／ポーラスプリル硝安試料５０（ｇ）×１００
【００１０】
ポーラスプリル硝安の吸油率は、主として粒子の内部に分布する細孔の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、粒子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。細孔容積と吸油率がほぼ正比例の相関関係にあることは、一般的に知られた事実である。
【００１１】
ポーラスプリル硝安の平均粒径は、一定量のポーラス硝安プリルを篩目の異なる各種篩を通し、各篩目毎の重量分布から測定される。
【００１２】
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が用いられる。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。この他、用途によってアルコール類、ワックス類、ニトロ化合物などを燃料油として単独又は混合して用いることができる。
【００１３】
本発明の爆薬に用いられる燃料油は、通常爆薬全体の１〜２０重量％、好ましくは２〜８重量％の範囲で使用される。
【００１４】
本発明の爆薬に用いられる有機酸は、ポーラスプリル硝安を分解してアンモニアガスの発生を抑制させる有機酸であれば、使用可能であるが、作業者が直接触れたり、装填機などの機械に使用することを考慮すれば、弱酸性のものが好ましい。また、爆薬全体の酸素バランスを考慮すれば、有機酸の炭素数は少ない方がよく、１〜１０のものが好ましい。使用しうる有機酸の具体例を挙げれば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、グルカル酸等のジカルボン酸類がある。本発明の爆薬に用いられる有機酸としては、上記のものは全て使用可能であるが、経済性を考慮すれば、安価なものが好ましく特にフマル酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸が好ましい。
【００１５】
本発明の爆薬に用いられる有機酸は、粒子径が大きすぎると十分な効果を示さず、また小さすぎると取扱性が困難になるという問題があるため、好ましくは０．０１〜３．０ｍｍ、より好ましくは０．０５〜１．０ｍｍの平均粒径のものが用いられる。
【００１６】
本発明の爆薬に用いられる有機酸の量は、少なすぎると効果が現れず、また多すぎると爆薬の性能低下を生じたり、爆薬のコストが上がるなどの問題が生じるため、好ましくは爆薬全体の０．１〜２０重量％、より好ましくは１．０〜１５重量％の範囲で使用される。
【００１７】
本発明の爆薬は必要によって、静電気発生防止の措置を施すことができる。例えば水溶性及び油溶性の静電気防止剤や、デンプン類及び化工デンプン等の添加剤を加えることができる。
【００１８】
本発明の爆薬には、当業者が周知の如く、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、さらには、木粉、アルミニウム粉のような粉末燃料あるいは、他の添加剤を加えることが可能である。
【００１９】
また、粉状の硝安、硝酸ナトリウム、過塩素酸アンモニウム等のポーラスプリル硝安以外の酸化剤を追加することもできる。
【００２０】
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、有機酸を均一に混合することによって、製造される。このとき燃料油は、ポーラスプリル硝安と有機酸を混合した後に加えてもよいし、燃料油とポーラスプリル硝安を混合した後に、有機酸を混合してもよい。また、さらに金属粉末や添加物を加えることもできる。また、攪拌、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。
【００２１】
本発明の爆薬は、本来のＡＮＦＯ爆薬としての性能を失うことなく、周囲に塩基性物質が存在していても、爆薬組成物中の有機酸により、アンモニアガスの発生を抑制し、爆薬取扱い周辺の作業環境を不快にしないという特徴を有する。
【００２２】
【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。
【００２３】
実施例１
平均粒径が１．２ｍｍで吸油率が１２％のポーラスプリル硝安８５重量部と、２号軽油５重量部を室温の回転ミキサー（コンクリートミキサー）で１分あたり６０回転で２分間混合し、その後平均粒径が０．２ｍｍのフマル酸１０重量部を同じ回転数で１分間で混合し、本発明の爆薬組成物を得た。
【００２４】
実施例２
平均粒径が１．５ｍｍ、吸油率が２０％のポーラスプリル硝安９１重量部と、平均粒径が０．３ｍｍのリンゴ酸３重量部を室温で、シグマ翼を備えた横型ニーダーにチャ−ジし、更に２号軽油６重量部を添加して、１分あたり８０回転で５分間混合し、本発明の粒状の爆薬組成物を得た。
【００２５】
実施例３
実施例１と同じポーラスプリル硝安８７重量部と、平均粒径が０．３ｍｍのリンゴ酸１０重量部を、室温の回転ミキサー（コンクリートミキサー）にチャ−ジし、１分あたり８０回転の速度で回転させながら、２号軽油３重量部を添加し、５分間混合し、本発明の粒状の爆薬組成物を得た。
【００２６】
比較例１
実施例１と同じポーラスプリル硝安９４重量部と、軽油６重量部を室温の回転ミキサー（コンクリートミキサー）に移し、１分あたり８０回転で５分間攪拌し、比較用の爆薬組成物（ＡＮＦＯ爆薬）を得た。
【００２７】
性能試験
（１）アンモニアガスの発生量の測定
実施例１〜３及び比較例１で得られた各爆薬組成物を内容量１リットルの密閉ガラス容器に１００ｇ充填し、それぞれの容器中にセメント１００ｇを加えて密閉後、１分間激しく容器を振って混合した。容器内に発生したアンモニアガスを１０分後１００ｍｌの蒸留水に吸着させ、メチルオレンジを指示薬として１規定の塩酸で滴定し、アンモニアガスの発生量を定量比較した。
【００２８】
（２）爆速試験
実施例１〜３及び比較例１で得られた各爆薬組成物を内径３４ｍｍの鋼管に充填し、２０ｇ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。
【００２９】
（３）流動性試験
実施例１〜３及び比較例１で得られた各爆薬組成物を内径６０ｍｍ、長さ１ｍの塩ビ管に直接流し込み、流動性について観察を行い評価した。
【００３０】
これらの試験結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
0003862828.tif 000002
【００３２】
表１より比較例１の爆薬組成物に比べて、本発明の爆薬組成物は、アンモニアガスの発生量が著しく抑えられ、かつ、爆速及び流動性では従来のＡＮＦＯ爆薬と同等の性能であることが明きらかである。
【００３３】
【発明の効果】
塩基性物質と接触してもアンモニアの発生量が抑えられ、かつ充分な流動性と爆薬性能をもった爆薬組成物が得られた。