JPH11171680A - 高性能火薬組成物 - Google Patents
高性能火薬組成物Info
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- JPH11171680A JPH11171680A JP35200997A JP35200997A JPH11171680A JP H11171680 A JPH11171680 A JP H11171680A JP 35200997 A JP35200997 A JP 35200997A JP 35200997 A JP35200997 A JP 35200997A JP H11171680 A JPH11171680 A JP H11171680A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B25/00—Compositions containing a nitrated organic compound
- C06B25/34—Compositions containing a nitrated organic compound the compound being a nitrated acyclic, alicyclic or heterocyclic amine
Abstract
高エネルギーな火薬を提供する。 【解決手段】 バインダー成分がセルロースナイトレー
トカルボキシメチルエーテル又はセルロースアセテート
ナイトレートからなる火薬組成物において、酸化剤成分
をヘキサニトロヘキサアザイソウルチタンとする高性能
火薬組成物。
Description
高性能で且つ感度が低く衝撃等に対して取り扱いが安全
な高性能火薬組成物に関する。
せるために従来から使用されている硝酸エステル〔例え
ば、ニトロセルロース(NC)、ニトログリセリン(N
G)〕等を主成分とする火薬に代わり、不活性な成分
〔例えば、バインダーとしてセルロースアセテートブチ
レート(以下「CAB」という)等〕とエネルギー成分
〔例えば、酸化剤としてシクロメチレントリニトラミン
(以下「RDX」という)等〕を混合した火薬類が研究
開発され一部実用化されている。
使用されており、いわゆるLowVulnerabil
ity(以下「LOVA」という)火薬として知られて
いる。このLOVA発射薬の内、例えば、Journal of S
cientific & Industrial Reserch, Vol.54, Dec, 1995,
pp694-701、米国特許第4570540号明細書、特表
平9−506853号公報に開示されているようにCA
Bをバインダーとしている火薬は、火薬成分中に不活性
バインダーを含んでいるためにエネルギーを従来の火薬
並にするために多量の酸化剤を含有している。そのた
め、着火性や機械特性が充分でなく、結局、ニトロセル
ロースを数%含有させてその性能を改良しようとしてい
る。そのため熱に対する感度等が充分満足のいくものが
得られていない。
や特開平6−128069号公報等に示されているよう
に、ニトロセルロースの硝酸エステル基の一部を不活性
なカルボキシメチルエーテル基、あるいはアセチル基で
置換したセルロースナイトレートカルボキシメチルエー
テル(CNC)やセルロースアセテートナイトレート
(CAN)等を利用したLOVA火薬が考案されてき
た。これらの火薬はCNC或いはCANをバインダーと
し酸化剤にRDX等を利用している。これらのバインダ
ーは分子内にエネルギー成分を含有しているためCAB
を使用したLOVA火薬のように多量のRDXを必要と
しない。また、ニトロセルロースに特性が似たバインダ
ーを使用しているため機械特性や着火性等も従来の火薬
と同等の性能を保持することが可能である。更に、ニト
ロセルロースに比較すると分子内のニトロ基が少ないた
め耐熱性や耐衝撃性に優れた特性を示す。そのため従来
の火薬にかわるLOVA火薬としての可能性を充分に有
している。
の火薬のエネルギーを更に高くしようとすると、エネル
ギー成分であるRDXの含有量を高くするか、或いはC
NC、CAN中の硝酸エステル基の含有量を増加しなけ
ればならなく、それによりLOVA火薬の機械特性や耐
熱性、耐衝撃性が低下してしまう。そこで本発明では、
耐熱性、耐衝撃性及び機械特性を損なうことなく、高エ
ネルギーを有する火薬を提供しようとするものである。
め、本発明者らは鋭意検討した結果、特許請求の範囲に
記載のとおりの構成を有する火薬組成物が上記課題を解
決することを見出し本発明を完成した。すなわち本発明
は、 1)バインダー成分がセルロースナイトレートカルボキ
シメチルエーテル、又はセルロースアセテートナイトレ
ートからなる火薬組成物において、酸化剤成分がヘキサ
ニトロヘキサアザイソウルチタンであることを特徴とす
る高性能火薬組成物、 2)酸化剤成分量が40重量%から80重量%の範囲で
あることを特徴とする1)記載の高性能火薬組成物、
ザイソウルチタンの純度が90%以上であることを特徴
とする1)記載の高性能火薬組成物、 4)ヘキサニトロヘキサアザイソウルチタンが0.1重
量%から5重量%のポリニトロアシルヘキサアザイソウ
ルチタンを含有することを特徴とする1)記載の高性能
火薬組成物、 5)セルロースナイトレートカルボキシメチルエーテル
のピラノース環1個あたりのカルボキシメチルエーテル
基の置換度Xが、0.4≦X≦2.0であることを特徴
とする請求項1記載の高性能火薬組成物、 6)セルロースナイトレートカルボキシメチルエーテル
のピラノース環1個あたりのカルボキシメチルエーテル
基の置換度Xが、0.4≦X≦2.0であり、硝酸エス
テル基の置換度Yが、0.6≦Y≦2.5であり、X+
Y<3であることを特徴とする1)記載の高性能火薬組
成物、である。
ヘキサザイソウルチタン(以下「HNIW」という)
は、例えば、特願平8−223238号で示される合成
方法で合成されたものを使用することができるが、合成
方法に何ら制限されるものではない。高性能火薬組成物
中のHNIWの含有量は40重量%から80重量%の範
囲であることが好ましく、40重量%より低いと十分な
燃焼性能の確保が難しく、80重量%以上では機械特性
がもろくなり、耐衝撃性が低下してしまう。より好まし
い含有量は50重量%から70重量%の範囲である。H
NIWの純度は高速液体クロマトグラフ(HPLC)等
で分析した値が90%以上であることが好ましく、より
好ましい純度は95%以上である。90%以下では性能
が低下して好ましくない。
はRDXと同等の感度を示すが、HNIW中にポリニト
ロポリアシルヘキサアザイソウルチタン(以下「PNI
W」という)を含有すると性能をほとんど損なうことな
く取り扱い感度をより安全にすることが可能である。H
NIW中のPNIWとしては、例えば、ペンタニトロモ
ノアセチルヘキサアザイソウルチタン(PNMAI
W)、テトラニトロジアセチルヘキサアザイソウルチタ
ン、トリニトロトリアセチルヘキサアザイソウルチタ
ン、ジニトロテトラアセチルヘキサアザイソウルチタン
等が挙げられる。これらを単独、もしくは2種以上の混
合物で、HNIW中に0.1重量%から5重量%の範囲
で含まれていることが好ましい。0.1重量%以下にす
るには精製工程上多量の労力を必要とし利用を困難とす
る。5重量%以上含まれると燃焼性能を低下させるため
に好ましくない。
を使用することができる。CNC中のピラノース環1個
あたりのカルボキシメチルエーテル基の置換度は0.4
以上2.0以下であることが好ましい。カルボキシメチ
ルエーテル基の置換度が0.4より小さいと耐熱性、耐
衝撃性が低下し、また2.0より大きいと、火薬のエネ
ルギーが低下し好ましくない。本発明の高性能火薬組成
物の成分は上記酸化剤、バインダーの外に、可塑剤1〜
30重量%、安定剤0.1〜10重量%、消炎剤0.1
〜5重量%を含有していてもよい。
性可塑剤として、クエン酸アセチルトリエチル、ジエチ
ルフタレート、ジブチルフタレート、トリアセチン等の
単独又は2種以上の混合物などが挙げられ、エネルギー
可塑剤として、ニトログリセリン、トリメチロールエタ
ントリナイトレート、トリエチレングリコールジナイト
レート、ジエレングリコールジナイトレート、ブタント
リオールトリナイトレート、ビスジニトロプロピルアセ
タール/フォルマール等の単独又は2種以上の混合物な
どが挙げられる。
ルセントラリット、ジフェニルアミン、2−ニトロジフ
ェニルアミンの単独又は2種以上の混合物などが挙げら
れる。本発明に使用される消炎剤としては、硫酸カリウ
ム、硝酸カリウムのようなアルカリ金属塩等が挙げられ
る。本発明で用いるバインダであるセルロースナイトレ
ートカルボキシメチルエーテルの製造は、特開平6−2
71704号公報記載の方法により製造するのが適当で
ある。
インダーがCNCの場合について例示すると以下の方法
が挙げられる。所定のHNIW、CNCを混和機に入
れ、所定量の溶剤(例えば酢酸エチル、エタノール混合
溶媒)を加え、必要ならば可塑剤、安定剤、消炎剤を加
え2〜3時間混和を行う。その後、通常の溶剤圧伸装置
にて圧伸し、用途に応じて所望の大きさに裁断し、風せ
い後、乾燥して火薬組成物を得る。大きさや形状は特定
されないが一般的には単孔管状、7孔管状、19孔管状
等がある。
ル、エチルエーテル、酢酸エチル等、揮発しやすく、バ
インダーであるCNCを溶解するものが適当であり、こ
れらの溶剤を単独又は2種以上混合して使用するのが適
当である。火薬の耐衝撃性の評価は、落槌感度試験法に
よった。すなわち、火薬を10メッシュのふるいを通過
する大きさに粉砕し、火薬学会規格ES−21(1)に
記載された方法によって、1/6爆点を求め、等級で表
した。具体的には、試料を2個の円筒コロの間に挟み、
その上に重量5kgの落槌を落として1/6爆点を求め
た。火薬のエネルギーは密閉ボンブで得られた燃焼最大
圧力から求めた。
に具体的に説明する。 (実施例1)ペンタニトロモノアセチルヘキサアザイソ
ウルチタン(PNMIW)を0.8%含有するHNIW
を61重量%、バインダーとしてピラノース環1個あた
りのカルボキシル基の置換度が0.4、硝酸エステル基
の置換度が2.1であるCNCを24重量%、可塑剤と
してクエン酸アセチルトリエチルを10重量%、安定剤
としてエチルセントラリットを5重量%含有する火薬を
溶剤圧伸法により成型し、外形約3.5mm、長さ約
7.0mmで孔径約0.3mmの貫通孔を7つ有するい
わゆる7孔管状薬を成型した。
内部の溶剤量を火薬重量に対して0.5重量%以下にな
るまで乾燥した。乾燥後一部を水冷式防爆粉砕機で火薬
が発火しないようにゆっくりと粉砕した。粉砕したもの
を落槌感度試験装置を使用して感度を測定した。その結
果火薬の感度は等級で6級を示した。粉砕していないサ
ンプルについては、密閉ボンブ試験を実施した。密閉ボ
ンブ試験装置内は薬室容積249mlのものを使用し、
火薬50gを用いて燃焼性を確認した。その結果最大圧
力から求めた火薬の力は1095J/gを示した。
重量%、窒素量12.6%のニトロセルロースを28重
量%、ニトログアニジンを47.0重量%、エチルセン
トラリットを1.5重量%、消炎剤として硫酸カリウム
を1重量%含有する周知のトリプルベース発射薬を溶剤
成型法により成型し、外径約3.2mm、長さ7mm、
内径約0.3mmの孔を7つ有する発射薬を作った。発
射薬内部の溶剤量が0.5重量%以下になるまで乾燥
し、乾燥後一部を水冷式防爆粉砕機で火薬が発火しない
ようゆっくりと粉砕した。粉砕したものを実施例1と同
じ方法で落つい感度を測定した結果、感度判定で4級と
なり、実施例1の発射薬より感度が高くなった。火薬力
は1070J/gであった。
有するHNIWを30重量%、バインダーとしてピラノ
ース環1個あたりのカルボキシルメチルエーテル基の置
換度が0.4で、硝酸エステル基の置換度が2.1であ
るCNCを55重量%、可塑剤としてクエン酸アセチル
トリエチルを10重量%、安定剤としてエチルセントラ
リットを5重量%含有する火薬を実施例1と同様の方法
で成型したものの密閉ボンブ試験を実施した。得られた
結果、火薬の力が約820J/gとなり実施例1より約
20%低下した。
るHNIWを61重量%、バインダーとしてピラノース
環1個あたりのカルボキシメチルエーテル基の置換度が
0.4で、硝酸エステル基の置換度が2.1であるCN
Cを24重量%、可塑剤としてクエン酸アセチルトリエ
チルを10重量%、安定剤としてエチルセントラリット
を5重量%含有する火薬を実施例1と同様の方法で成型
したものの落槌感度試験及び密閉ボンブ試験を実施し
た。その結果、落槌感度は等級で6級を示し、火薬の力
は実施例1のもとほぼ同等の1090J/gを示した。
有するHNIWを65重量%、バインダーとしてピラノ
ース環1個あたりのアセチル基が0.6で硝酸エステル
基が1.9であるCANを20重量%、可塑剤としてク
エン酸アセチルトリエチルを10重量%、安定剤として
エチルセントラリットを5重量%含有する火薬を実施例
1と同様な方法で成型したものの落槌感度及び密閉ボン
ブ試験を実施した。その結果、火薬の力は約1100J
/G、落槌感度は6級を示し実施例と同等の値を示し
た。
DXを使用し、酸化剤以外の成分及び各々の成分の配合
量は全て実施例1と同様にした火薬を成型して落槌感度
試験と密閉ボンブ試験で評価を実施した。その結果、落
槌感度は等級で6級を示したが、密閉ボンブからの火薬
の力は990J/gを示し、約10%低くなった。
OVA火薬と感度は同等で、且つ高エネルギーな火薬を
得ることができる。
め、本発明者らは鋭意検討した結果、特許請求の範囲に
記載のとおりの構成を有する火薬組成物が上記課題を解
決することを見出し本発明を完成した。すなわち本発明
は、 1)バインダー成分がセルロースナイトレートカルボキ
シメチルエーテルからなる火薬組成物において、酸化剤
成分が0.1重量%から5重量%のポリニトロアシルヘ
キサアザイソウルチタンを含有するヘキサニトロヘキサ
アザイソウルチタンであることを特徴とする高性能火薬
組成物、
チルエーテルのピラノース環1個あたりのカルボキシメ
チルエーテル基の置換度Xが、0.4≦X≦2.0であ
ることを特徴とする1)記載の高性能火薬組成物、3) セルロースナイトレートカルボキシメチルエーテル
のピラノース環1個あたりのカルボキシメチルエーテル
基の置換度Xが、0.4≦X≦2.0であり、硝酸エス
テル基の置換度Yが、0.6≦Y≦2.5であり、X+
Y<3であることを特徴とする1)記載の高性能火薬組
成物、である。
Claims (7)
- 【請求項1】 バインダー成分がセルロースナイトレー
トカルボキシルメチルエーテルであり、酸化剤成分がヘ
キサニトロヘキサアザイソウルチタンであることを特徴
とする高性能火薬組成物。 - 【請求項2】 バインダー成分がセルロースナイトレー
トアセテートであり、酸化剤成分がヘキサニトロヘキサ
アザイソウルチタンであることを特徴とする高性能火薬
組成物。 - 【請求項3】 酸化剤成分量が40重量%から80重量
%の範囲であることを特徴とする請求項1および2記載
の高性能火薬組成物。 - 【請求項4】 酸化剤成分中のヘキサニトロヘキサアザ
イソウルチタンの純度が90%以上であることを特徴と
する請求項1および2記載の高性能火薬組成物。 - 【請求項5】 ヘキサニトロヘキサアザイソウルチタン
が0.1重量%から5重量%のポリニトロポリアシルヘ
キサアザイソウルチタンを含有することを特徴とする請
求項1および2記載の高性能火薬組成物。 - 【請求項6】 セルロースナイトレートカルボキシメチ
ルエーテルのピラノース環1個あたりのカルボキシメチ
ルエーテル基の置換度Xが、0.4≦X≦2.0である
ことを特徴とする請求項1記載の高性能火薬組成物。 - 【請求項7】 セルロースナイトレートカルボキシメチ
ルエーテルのピラノース環1個あたりのカルボキシメチ
ルエーテル基の置換度Xが、0.4≦X≦2.0であ
り、硝酸エステル基の置換度Yが、0.6≦Y≦2.5
であり、X+Y<3であることを特徴とする請求項1記
載の高性能火薬組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9352009A JP2827007B1 (ja) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | 高性能火薬組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9352009A JP2827007B1 (ja) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | 高性能火薬組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2827007B1 JP2827007B1 (ja) | 1998-11-18 |
JPH11171680A true JPH11171680A (ja) | 1999-06-29 |
Family
ID=18421162
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9352009A Expired - Fee Related JP2827007B1 (ja) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | 高性能火薬組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2827007B1 (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06128069A (ja) * | 1992-10-16 | 1994-05-10 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | 難燃化ニトロセルロース系無煙火薬 |
WO1995017358A1 (en) * | 1993-12-20 | 1995-06-29 | Thiokol Corporation | Composite gun propellant processing technique |
US5467714A (en) * | 1993-12-16 | 1995-11-21 | Thiokol Corporation | Enhanced performance, high reaction temperature explosive |
US5468313A (en) * | 1994-11-29 | 1995-11-21 | Thiokol Corporation | Plastisol explosive |
-
1997
- 1997-12-08 JP JP9352009A patent/JP2827007B1/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2827007B1 (ja) | 1998-11-18 |
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