黒色火薬

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黒色火薬(こくしょくかやく、: black powder)は、可燃物としての木炭硫黄酸化剤としての硝酸カリウム硝石)の混合物よりなる火薬の一種である。硝酸カリウムの代わりに硝酸ナトリウムを使用する場合もある。この3成分の配合比率は品種によって異なる。反応時にはかなり大量の火薬滓と白煙を発生させる。

歴史[編集]

  • 火薬の中では最も古い歴史を持っており、 中国で6世紀から7世紀ごろに発明されたと言われており、三大発明の一つとなっている。
  • 14世紀中期には鉄砲装薬として使用されるようになる。
  • 1627年にはスロヴァキアバンスカー・シュチャヴニツァ鉱山で初めての発破が行われた。
  • 反応は燃焼よりも爆轟であるため(性質的には「黒色火薬」より「黒色爆薬」と称した方が近い)、実は火器の装薬としては余り向いていない。このため改良品として、燃焼反応速度を緩和させた褐色火薬が発明されている。
  • 19世紀末には無煙火薬の発明により軍事用途ではあまり使用されなくなってくる。
  • 日本では20世紀中盤以降は専ら花火の装薬や、消防士消防団員が用いる信号拳銃(索投銃)、あるいは火縄銃の実演射撃に用いられる程度となっており、銃器用途での使用は極度に減少している。日本の警察の捜査資料を通じて朝日新聞1988年3月15日付朝刊に報じたところでは、赤報隊事件が発生した1980年代末の時点で全国の猟銃所持者約20万人のうち、火縄銃村田銃を用いているとみられる猟用黒色火薬購入者は、全国でも約300人(0.0015%程度)にまで減少していた。

種類[編集]

黒色粉火薬
配合比 木炭10〜20% 硫黄15〜25% 硝酸カリウム60〜70%
粒の直径0.1mm以下
黒色鉱山火薬
配合比 木炭10〜20% 硫黄10〜20% 硝酸カリウム60〜70%
粒の直径3〜7mmの球状
狩猟用黒色火薬
配合比 木炭10〜20% 硫黄15〜20% 硝酸カリウム74〜80%
粒の直径0.4〜1.2mm以下で光沢あり
黒色小粒火薬
配合比 木炭10〜16% 硫黄8〜硝酸カリウム74〜80%
粒の直径0.4〜1.2mm以下で光沢なし

性質[編集]

外観は黒い粉末で吸湿性が高く水分を含むと爆発しなくなる。 発火温度 290〜300℃(粒の状態によって異なる)

炎に対して敏感で、摩擦静電気、衝撃に対しても敏感である。 燃焼速度は混合比や粒の大きさなどの条件によって大きく異なり5cm/s〜400cm/sまで幅広い。 爆発熱は700〜750kcal/kg

安定で長期間保存しても変質せず、直射日光に晒しても変質しない。 また、吸湿してしまっても乾燥させれば再使用できる。

さらに塩素酸カリウムを加えると爆発力が上がる。

黒色火薬の燃焼は以下のような反応で行われる。:

2 KNO3 + S + 3 C → K2S + N2 + 3 CO2
10 KNO3 + 3 S + 8 C → 2 K2CO3 + 3 K2SO4 + 6 CO2 + 5 N2

よく「硝煙の臭い」などと表現される臭いは硫化カリウムが空気と反応して出来た硫化水素などのイオウ化合物の臭いである。 このため、黒色火薬時代の大砲などの砲煙を吸い込むと中毒症状が出ることが多かった。

なお、黒色火薬の黒色とは、木炭を混ぜたパウダーの色からの由来で反応煙の色からではない。爆発時に黒煙は出さず、実際の煙は白色である。 

製法[編集]

硝酸カリウムは純度99.5%以上、塩化物0.03%以下、水分0.2%以下の物を使用する。 硫黄は純度99.5%以上の物を使用する。 木炭はやわらかくて灰分の少ない物を用意する

  1. 木炭をすり鉢ですり潰す。
  2. 硫黄を加えて混合する。
  3. 木炭と硫黄の混合物を内側が皮張りの容器に移して硝酸カリウムを加える。この時に水分を加えて水分量が4.5~6.5%になるようにする。
  4. 樫の木の棒でよくすり潰す。これによって密度が大きく、燃焼性が均一になり薬勢がよくなる。
  5. 火薬を綿布で包んで鉄板で挟み60〜120Kgf/cm2で圧搾して比重を高める。
  6. 所望の粒度になるように破砕する。この時に水分が所定量以下にならないように注意する。
  7. 60度以下の温風で水分が1%以下になるまでゆっくりと乾燥させる。

関連項目[編集]