JP2002519278A - Ignitable gas generating composition comprising high oxygen balance fuel - Google Patents

Ignitable gas generating composition comprising high oxygen balance fuel

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JP2002519278A
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gas generating
generating composition
aminoguanidine
high oxygen
nitrate
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ランドストローム,ノーマン,エイチ.
グレソ,アローン,ジェイ.
シェッフィー,ロバート,エス.
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アトランティック リサーチ コーポレーション
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    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D1/00Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
    • A62D1/06Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires containing gas-producing, chemically-reactive components
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B25/00Compositions containing a nitrated organic compound
    • C06B25/34Compositions containing a nitrated organic compound the compound being a nitrated acyclic, alicyclic or heterocyclic amine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06DMEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
    • C06D5/00Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets
    • C06D5/06Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets by reaction of two or more solids

Abstract

(57)【要約】 着火式気体発生組成物は、高酸素バランス化合物(燃料)、好ましくは、二硝酸アゾジホルムアミジンを含んでなる。二硝酸アゾジホルムアミジンは、アミノグアニジン塩と硝酸との反応により得られる反応生成物である。より具体的には、本発明にかかる高酸素バランス化合物(燃料)は、アミノグアニジン塩である硝酸アミノグアニジン、重炭酸アミノグアニジン、または硫酸アミノグアニジンと、硝酸との反応により得られる反応生成物である。また、アミノグアニジン塩として好ましいのは、重炭酸アミノグアニジンである。得られる反応生成物は黄色沈澱であり、それ単独で自己爆燃をおこすものとして使用可能であり、また酸化剤その他の添加剤とともに使用することもできる。いずれの場合でも、上記気体発生組成物は高い気体産生を示し、かつ、固体状の燃焼生成物の生成量は低い。さらに、上記沈澱は相対的に非吸湿性であり、高燃焼率を示す。この気体発生組成物は、自動車の乗員拘束装置であるエアーバッグ用、銃用推進剤用、膨張・放出装置用、浮揚装置用、火工品用、制火装置用のガス発生源として、さらには無煙または煙分や煙たさが低減されてなるロケット推進剤用のガス発生源として有用である。   (57) [Summary] The ignitable gas generating composition comprises a high oxygen balance compound (fuel), preferably azodiformamidine dinitrate. Azodiformamidine dinitrate is a reaction product obtained by reacting an aminoguanidine salt with nitric acid. More specifically, the high oxygen balance compound (fuel) according to the present invention is a reaction product obtained by reacting aminoguanidine nitrate, aminoguanidine bicarbonate, or aminoguanidine sulfate, which is an aminoguanidine salt, with nitric acid. is there. Preferred as the aminoguanidine salt is aminoguanidine bicarbonate. The resulting reaction product is a yellow precipitate which can be used alone to cause self-deflagration or can be used with oxidizing agents and other additives. In each case, the gas generating composition exhibits high gas production and low production of solid combustion products. Furthermore, the precipitate is relatively non-hygroscopic and exhibits a high burn rate. This gas generating composition is used as a gas generating source for airbags, gun propellants, inflating / discharging devices, levitation devices, pyrotechnics, fire suppression devices, which are occupant restraint devices for automobiles. Is useful as a gas source for rocket propellants with no smoke or reduced smoke and smoke.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

発明の背景 1.発明の属する技術分野 本発明は、着火式(pyrotechnic) 気体発生組成物に用いる材料、具体的には、
高酸素バランス燃料に関するものである。この気体発生組成物は、自動車用エア
バッグ乗員拘束装置などに用いられる気体発生推進剤、銃の発射薬、膨張・放出
機器、浮揚装置、点火材料、花火、火炎抑制機器、無煙または有煙ロケット推進
燃料などとして役立てられる。
Background of the Invention 1. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a material used for an ignition type (pyrotechnic) gas generating composition, specifically,
It relates to high oxygen balance fuel. This gas generating composition is used for a gas generating propellant, a gun propellant, an inflation / discharge device, a flotation device, an ignition material, a fireworks, a flame suppression device, a smokeless or smokeless rocket used in an automobile airbag occupant restraint device and the like. It can be used as propelling fuel.

【0001】 2.背景技術 燃焼に際して許容燃焼率を産し、また比較的低い燃焼温度において、実質的に
無毒性のガスを大量に発生し、かつ煙を発生し得る固体粒状物質を少量のみ発生
する着火式気体発生組成物に対する要望が高まっている。気体発生組成物を燃焼
した際に残る固体状の副産物が最小限であること、また、燃焼により発生した気
体生成物が略無毒・非腐食性であることも重要である。かつて、上記のような好
適な特性を得るために、さまざまな組成からなる気体発生物質が利用されてきた
[0001] 2. BACKGROUND OF THE INVENTION Ignition-type gas generation that produces an acceptable flammability rate during combustion, generates substantial non-toxic gases at relatively low combustion temperatures, and generates only small amounts of solid particulate matter that can generate smoke. There is a growing demand for compositions. It is also important that the solid by-products remaining when the gas generating composition is burned are minimized, and that the gaseous products generated by the burning are substantially non-toxic and non-corrosive. In the past, gas-generating substances having various compositions have been used in order to obtain the above-mentioned preferable characteristics.

【0002】 高度特定インパルスを有する推進剤組成物として有用な、1−アジド-N,N,
N,−トリフルオロホルムアミジンが、米国特許第3、405、144号に開示
されている。なお、上記材料はロケット燃料組成物として有用であるとして開示
されたものである。
[0002] 1-Azido-N, N, N-N, N, useful as propellant compositions with highly specific impulses
N, -trifluoroformamidine is disclosed in U.S. Patent No. 3,405,144. The above materials have been disclosed as being useful as rocket fuel compositions.

【0003】 気体発生組成物はまた、調整剤を添加することにより、より低燃焼温度を達成
することや、より気体生産量を増加させるなどの面で発展を遂げてきた。結合剤
、点火補助剤、スラグ形成剤、捕捉剤および触媒など、下地推進剤の種々の特長
を向上させる他の原料を添加してもよい。ところが、上記調整剤や添加原料は、
往々にして、推進剤組成物の一特性を向上させる一方で、不所望な副産物の産生
に一役を担うことや、腐食性を増加させることもある。これは、自動車用エアバ
ッグ環境下では特にマイナスである。
[0003] Gas generating compositions have also evolved by adding regulators to achieve lower combustion temperatures and to increase gas production. Other raw materials that enhance various features of the underlying propellant, such as binders, ignition aids, slag formers, scavengers, and catalysts, may be added. However, the above-mentioned modifier and additive materials are
Often, while improving one property of the propellant composition, it may also play a role in the production of unwanted by-products and may increase corrosivity. This is especially negative in an automotive airbag environment.

【0004】 好ましい特性を有する主な気体発生組成物のひとつとして、硝酸ストロンチウ
ムや5−アミノテトラゾール(SrN/5ATZ)を主要構成物として含むものがある。
この調合物は、ナトリウムアジ化物系統に比べ、比較的無毒性で、弾動特性に優
れ、また、大部分の固体燃焼生産物はスラグあるいは燃滓として、例えば、自動
車用エアバッグ装置内の燃焼領域やフィルタ領域内に保持される。また、これら
の調合物では、調合物および酸素・燃料比における化学量論により、許容燃焼温
度が2250°Kから2750°Kとなる。また、上記硝酸ストロンチウムや5
−アミノテトラゾール調合物は比較的吸湿性が低く、さらに、その原料は、上記
エアバッグ装置の操作温度範囲内では結晶の相転換がおこらない。
[0004] One of the main gas generating compositions having favorable properties is one containing strontium nitrate or 5-aminotetrazole (SrN / 5ATZ) as a main constituent.
This formulation is relatively non-toxic and superior in resilience compared to the sodium azide system, and most solid combustion products are slag or slag, e.g., for combustion in automotive airbag systems. It is held in the area or filter area. Also, in these formulations, the allowable combustion temperature is from 2250 ° K to 2750 ° K depending on the stoichiometry of the formulation and the oxygen-fuel ratio. In addition, strontium nitrate or 5
The aminotetrazole formulation has a relatively low hygroscopicity and, furthermore, its raw material does not undergo a phase inversion of the crystals within the operating temperature range of the airbag device.

【0005】 しかし、このような調合物は、気体生成、特に、運転席側エアバッグという容
積的に限られた系での気体生成に関して、問題がある。なぜならば、高濃度な硝
酸ストロンチウムは、酸素対燃料(O/F)バランスを中性に保持しなければな
らないからである。膨張装置はますます小型設計されるようになり、その結果、
容積的な制限もより厳しくなったため、推進剤にはより多くの気体を生成するこ
とが求められ、同時に上記硝酸ストロンチウム/5−アミノテトラゾール系が示
す好適な属性は保持したままである必要性もある。
[0005] However, such formulations have problems with regard to gas generation, especially in a volumetrically limited system of a driver side airbag. This is because high concentrations of strontium nitrate must maintain a neutral oxygen to fuel (O / F) balance. Inflators have become increasingly smaller in size, and consequently
Due to the more stringent volume limitations, the propellant is required to generate more gas while at the same time maintaining the preferred attributes of the strontium nitrate / 5-aminotetrazole system. is there.

【0006】 上記推進剤に好適な特長を持たせるために様々な手段が採られ、また気体産出
量の低さを解決する方法についても様々な試みがなされてきた。その結果、過塩
素酸カリウムと、硝酸グアニジンや硝酸アミノグアニジンなどの酸化燃料との混
合物をベースにした推進剤が開発された。これらの推進剤はまた、比較的吸湿性
が低く、気体生成量も優れて多く、高燃焼率を有し、さらに、固体状の燃焼産物
の量は、上記硝酸ストロンチウムと5−アミノテトラゾルとよりなる推進剤の2
/3のみである。残念ながら、上記固体状の燃焼産物は、燃滓やスラグとなって
燃焼領域やフィルター領域に蓄積されるものではなく、ガスの流れ中に極めて微
細な粒状物質として形成されるので、排気が煙やゴミを含んだものとなる。
[0006] Various means have been adopted for imparting suitable characteristics to the propellant, and various attempts have been made to solve the problem of low gas output. As a result, propellants based on mixtures of potassium perchlorate and oxidizing fuels such as guanidine nitrate and aminoguanidine nitrate have been developed. These propellants also have relatively low hygroscopicity, excellent gas generation, high combustion rates, and the amount of solid combustion products depends on the strontium nitrate and 5-aminotetrasol. Propellant 2
/ 3 only. Unfortunately, the solid combustion products do not accumulate in the combustion area or filter area as slag or slag, but are formed as extremely fine particulate matter in the gas flow, so that the exhaust And garbage.

【0007】 有煙または有塵排気燃焼生成物は商業的に見て好ましいものではなく、特に、
自動車エアバッグ装置がこのような生成物を産する場合、エアバッグが展開され
るような自動車事故に巻き込まれた運転者や乗員に、過度の不安を与えうるとい
う点で好ましくない。結果として、燃焼時に、高い気体産生量を有する一方、不
要な副産物を生成しない推進剤材料あるいは気体発生物質が必要となる。
[0007] Smoke or dusty exhaust combustion products are not commercially desirable and, in particular,
When an automobile airbag device produces such a product, it is not preferable in that it may cause excessive anxiety to a driver or an occupant involved in a car accident in which the airbag is deployed. As a result, there is a need for a propellant material or gas generating material that has high gas production during combustion, but does not produce unwanted by-products.

【0008】 発明の概要 本発明は、上記従来技術を改良し、その欠点を克服すべくなされたものであり
、実質的に非吸湿性で、かつ無毒性のガスを生成する着火式気体発生組成物であ
って、さらに、燃焼時に、高ガス産生量および高燃焼率を示すとともに、非気体
性の燃焼生成物の産生は抑制される着火式気体発生組成物を提供することを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to improving the above prior art and overcoming its disadvantages, and provides an ignitable gas generating composition which produces a substantially non-hygroscopic and non-toxic gas. It is still another object of the present invention to provide an ignitable gas-generating composition which exhibits a high gas production amount and a high combustion rate during combustion and suppresses the production of non-gaseous combustion products.

【0009】 本発明は、さらに、高酸素バランス燃料、好ましくは、低燃焼温度で好適な高
ガス産出を行い、かつ非気体性の燃焼生成物の生成量が低減される、二硝酸アゾ
ジホルムアミジンを含んでなる着火式気体発生組成物の提供を目的とする。
The present invention further provides azodiform dinitrate, which produces a high oxygen balance fuel, preferably a high gas output at low combustion temperatures, and reduces the production of non-gaseous combustion products. It is intended to provide an ignitable gas generating composition containing amidine.

【0010】 本発明は、さらに、高酸素バランス燃料、好ましくは、固体単元推進剤に類似
の自己爆燃が可能な、二硝酸アゾジホルムアミジンを含んでなる着火式気体発生
組成物の提供を目的とする。
Another object of the present invention is to provide an ignitable gas generating composition comprising azodiformamidine dinitrate, capable of self-deflagration similar to a high oxygen balance fuel, preferably a solid monopropellant. And

【0011】 本発明は、さらに、許容温度でかつ、着火試験時に膨張器が細片までにはなら
ず確実に裂開する程度の低温で、該膨張器内にて自動点火する高酸素バランス燃
料を含んでなる着火式気体発生組成物を提供することを目的とする。
[0011] The present invention further provides a high oxygen balance fuel which is automatically ignited in the expander at an allowable temperature and at such a low temperature that the expander does not become a small piece at the time of an ignition test, but ruptures reliably. It is an object of the present invention to provide an ignitable gas generating composition comprising:

【0012】 本発明は、さらに、自動車用エアバッグの推進剤として使用され、燃焼時に極
めて高いガス産出が可能な気体発生組成物を提供することを目的とする。一方、
本発明の組成物は、膨らまし式の筏や飛行機の乗客避難用シュートなどを膨らま
せる際に、また、銃の発射薬、花火製造術、点火混合物、火炎抑制機器やロケッ
ト推進燃料にも用いてよい。実用的見地から、本発明の組成物はまた、酸化剤、
ガス転換触媒、弾動調整剤、スラグ形成剤、点火補助剤、エネルギー性可塑剤(e
nergetic plasticizer) や結合剤、非エネルギー性結合剤(non-energetic binde
r)や合成補助剤などの、従来、他の気体発生組成物と併用されていた添加剤を含
むものであってもよい。
Another object of the present invention is to provide a gas-generating composition which is used as a propellant for an airbag for an automobile and is capable of producing extremely high gas upon combustion. on the other hand,
The composition of the present invention is used when inflating an inflatable raft or a passenger evacuation chute of an airplane, and also for a gun propellant, a pyrotechnic, an ignition mixture, a flame suppression device and a rocket propellant. Good. From a practical standpoint, the compositions of the present invention also include an oxidizing agent,
Gas conversion catalyst, ballistic modifier, slag former, ignition aid, energetic plasticizer (e
nergetic plasticizer), binders and non-energetic binders
It may contain additives conventionally used in combination with other gas generating compositions, such as r) and a synthesis auxiliary.

【0013】 上記の目的は、一般に、高酸素化合物(燃料)を備えた着火式気体発生組成物
により達成され、好ましくは、硝酸アミノグアニジンと硝酸との反応により生成
し、過マンガン酸カリウムを用いてあるいは用いずに調製された、二硝酸アゾジ
ホルムアミジンにより達成される。すなわち、上記反応の生成物は、酸化剤や他
の添加剤無しでもそれ自体で着火し、使用可能な黄色の沈殿物であり、極めて迅
速かつ煙の発生の少ない自然爆燃用に用いられる。また、酸化剤のみあるいは他
の添加剤との組み合わせによっても燃焼する。いずれの場合でも、上記気体発生
組成物は、燃焼時に、多量のガスと、少量の固体状の分解生成物とを産生する。
また、上記沈殿物は、相対的に非吸湿性であり、高燃焼率を有する。そのため、
上記気体発生組成物の収容用カートリッジは、従来技術の気体発生組成物の場合
とは異なり、ごく高い耐圧性を備える必要はない。また、従来技術の気体発生組
成物、例えば、硝酸アンモニウムをベースとした組成物などでは、本発明の気体
発生組成物に近い固体燃焼生成物の低産生性を示す一方で、その燃焼率は低く、
一般に吸湿性を有する。
The above objects are generally achieved by an ignitable gas generating composition comprising a high oxygen compound (fuel), preferably formed by the reaction of aminoguanidine nitrate with nitric acid, using potassium permanganate. This is achieved with azodiformamidine dinitrate, prepared with or without the use. That is, the product of the above reaction ignites itself without an oxidizing agent or other additives, is a usable yellow precipitate, and is used for spontaneous deflagration, which is extremely rapid and produces little smoke. In addition, it burns by the oxidizing agent alone or in combination with other additives. In any case, the gas generating composition produces a large amount of gas and a small amount of solid decomposition products upon combustion.
Further, the precipitate is relatively non-hygroscopic and has a high burning rate. for that reason,
Unlike the gas generating composition of the prior art, the cartridge for storing the gas generating composition need not have a very high pressure resistance. Also, prior art gas generating compositions, such as ammonium nitrate based compositions, while exhibiting low productivity of solid combustion products close to the gas generating composition of the present invention, the burning rate is low,
Generally has hygroscopicity.

【0014】 本発明にかかる上記反応生成物の一般的な物理的性質からして、上記生成物は
1,1’−二硝酸アゾジホルムアミジンであると考えられる。しかし、本発明に
かかる着火式気体発生組成物とは、硝酸アミノグアニジンと硝酸との反応により
得られる黄色反応生成物と、1,1’−二硝酸アゾジホルムアミジンとの双方を
それぞれ指すものである。
From the general physical properties of the reaction product according to the present invention, the product is considered to be 1,1′-azodiformamidine dinitrate. However, the ignitable gas generating composition according to the present invention refers to both a yellow reaction product obtained by the reaction of aminoguanidine nitrate and nitric acid, and 1,1′-azodiformamidine dinitrate, respectively. It is.

【0015】 上記二硝酸アゾジホルムアミジンはまた、硝酸と、他のアミノグアニジン塩、
例えば重炭酸アミノグアニジン、硫酸アミノグアニジンやそのいずれかの組み合
わせとの反応による反応生成物として形成されてもよい。上記アミノグアニジン
塩は重炭酸アミノグアニジンであることが好ましい。このような材料を用いるこ
とで、本発明の二硝酸アゾジホルムアミジンを、コスト的に効率良く製造する方
法を提供可能となる。
The azodiformamidine dinitrate also includes nitric acid and other aminoguanidine salts,
For example, it may be formed as a reaction product by reaction with aminoguanidine bicarbonate, aminoguanidine sulfate, or any combination thereof. Preferably, the aminoguanidine salt is aminoguanidine bicarbonate. By using such a material, it is possible to provide a method for efficiently producing the azodiformamidine dinitrate of the present invention at a low cost.

【0016】 本発明の気体発生組成物は、通常は、今まで従来の組成物製造用に採用されて
きた方法で調製され、必須ではないが一般には、原料の組み合わせに応じて、粉
砕された原料を乾燥式あるいは湿式調合し、圧縮するものである。本発明の気体
発生組成物が備える有利な特徴、すなわち、高いガス産出量、低い固体燃焼生成
物の産生量および高燃焼率という観点から、該発生物質は、自動車用エアバッグ
装置、ふくらませ式の筏や乗客避難用シュート、銃の発射薬、花火製造術、点火
混合物、火炎抑制機器やロケット推進燃料などに応用できる。
The gas generating composition of the present invention is usually prepared by a method which has heretofore been employed for the production of a conventional composition, and generally, but not necessarily, pulverized according to a combination of raw materials. Raw materials are prepared by dry or wet blending and compression. In view of the advantageous features of the gas generating composition of the present invention, i.e., high gas output, low solid combustion product output, and high burn rate, the generating material may be an automotive airbag device, an inflatable It can be applied to rafts and passenger evacuation chutes, gun propellants, fireworks manufacturing, ignition mixtures, flame suppression equipment and rocket propelled fuel.

【0017】 本発明の目的からして、推進剤および気体発生物質のこれら2語は互換可能に
用いられる。また、本発明の目的からして、上記反応は無水成分による。しかし
、非無水成分の使用についてもまた考慮中である。
For the purposes of the present invention, these two terms propellant and gas generant are used interchangeably. Also, for the purposes of the present invention, the above reaction is with an anhydrous component. However, the use of non-anhydrous components is also being considered.

【0018】 好適な実施形態の詳細な記述 本発明は、着火性(pyrotechnic) 期待を発生させる物質を提供するためのもの
である。この気体発生物質は、好ましくは二硝酸アゾジホルムアミジン(azodifo
rmamidine dinitrate)を含んでなり、燃焼させた場合に多量の気体と極微量の固
体燃焼生成物とを生成するものであって、様々な目的に対して有用である。本発
明の高酸素バランス燃料を酸化剤の存在下で反応させると多量の気体が発生する
が、固体燃焼生成物の発生量は非常に少ない。さらに、該燃料、好ましくは二硝
酸アゾジホルムアミジンは、高い燃焼率を示し、自己爆燃性の単元推進剤(monop
ropellant)である。したがって、本発明の気体発生組成物は、単一成分からなる
自己点火剤(AIP) 、固体型の単元推進剤、様々な着火システムで用いられる高酸
素バランス燃料、燃焼率向上用の添加物として、また、従来方式と酸素供給方式
とのハイブリッド膨張システムで使用する一成分として使用可能である。本発明
の気体発生物質は、自動車のエアーバッグ用推進剤として使用すれば特に有用で
あるが、銃用火薬、浮揚装置用の気体発生物質、推進剤、火工品、気体発生源、
点火用混合物、制火装置、および、ロケット用の推進剤にも応用可能であること
が理解できよう。
[0018] DETAILED DESCRIPTION The present invention of the preferred embodiment is intended to provide the ignitability (pyrotechnic) material that generates expected. The gas generating material is preferably azodiformamidine dinitrate (azodifo
It contains rmamidine dinitrate) and produces a large amount of gas and a trace amount of solid combustion products when burned, and is useful for various purposes. When the high oxygen balance fuel of the present invention is reacted in the presence of an oxidizing agent, a large amount of gas is generated, but the amount of solid combustion products is very small. In addition, the fuel, preferably azodiformamidine dinitrate, exhibits a high burn rate and is a self-deflagrating monopropellant (monop
ropellant). Accordingly, the gas generating composition of the present invention can be used as a single component auto-igniting agent (AIP), a solid type monopropellant, a high oxygen balance fuel used in various ignition systems, and an additive for improving the combustion rate. It can also be used as a component for use in a hybrid expansion system of a conventional system and an oxygen supply system. The gas generating material of the present invention is particularly useful when used as a propellant for an air bag of an automobile, but gun powder, a gas generating material for a levitation device, a propellant, a pyrotechnic, a gas generating source,
It will be appreciated that the invention is also applicable to ignition mixtures, fire suppression systems, and propellants for rockets.

【0019】 上記以外の本発明の目的や利点は、以下に記す詳細な説明から当該業者には明
らかになるであろう。なお、以下の記載では、本発明の実施に際して考えうる最
適な形態を説明し、これにより本発明の好適な実施の形態を提示する。よって本
発明の実施の形態は以下に挙げるものに限られず、本発明の主旨から逸脱しない
限りにおいて様々な面で詳細を変更可能であることが以下の記述から明らかにな
るはずである。つまり、図面と記述内容とは本発明の主旨について説明を加える
ものであり、本発明の範囲を制限するものではない。
Other objects and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art from the following detailed description. In the following description, the best mode that can be considered when practicing the present invention will be described, and thereby a preferred embodiment of the present invention will be presented. Therefore, it should be apparent from the following description that embodiments of the present invention are not limited to the following, and details can be changed in various aspects without departing from the gist of the present invention. In other words, the drawings and the description provide an explanation of the gist of the present invention, and do not limit the scope of the present invention.

【0020】 具体的には、本発明の気体発生組成物は、高酸素バランス ホルムアミジン型
燃料であり、硝酸と硝酸アミノグアニジンとの反応によって生成される。この燃
料は以下に構造式を示す二硝酸アゾジホルムアミジン(二硝酸アゾジカルバミジ
ン、二硝酸アゾビカルバミジン、または二硝酸アゾビスホルムアミジンとも称さ
れる)であると本件の発明者は考えている。
Specifically, the gas generating composition of the present invention is a high oxygen balanced formamidine type fuel, and is produced by the reaction of nitric acid and aminoguanidine nitrate. The inventor of the present invention claims that this fuel is azodiformamidine dinitrate (also referred to as azodicarbamidine dinitrate, azobicarbamidine dinitrate, or azobisformamidine dinitrate) having the following structural formula: thinking.

【0021】[0021]

【化1】 Embedded image

【0022】 ただし、本発明は結晶化あるいは再結晶化された二硝酸アゾジホルムアミジンの
みに限られるものではなく、以下に詳細するように、硝酸と硝酸アミノグアニジ
ンとの他の反応生成物をも対象とするものである。
However, the present invention is not limited to only the crystallized or recrystallized azodiformamidine dinitrate. As will be described in detail below, other reaction products of nitric acid and aminoguanidine nitrate may be used. Is also targeted.

【0023】 本発明の気体発生組成物は、硝酸と、上記以外のアミノグアニジン塩(例えば
、炭酸水素アミノグアニジン(AGB)や硫酸アミノグアニジン(AGS)など
)とを反応させて生成してもよい。好適なアミノグアニジン塩はAGBである。
こういった塩を硝酸と反応させると、先に述べた硝酸と硝酸アミノグアニジンと
の反応と同様に、二硝酸アゾジホルムアミジンだと思われる明黄色の固形物質が
えられる。
The gas generating composition of the present invention may be formed by reacting nitric acid with an aminoguanidine salt other than those described above (for example, aminoguanidine hydrogen carbonate (AGB) or aminoguanidine sulfate (AGS)). . A preferred aminoguanidine salt is AGB.
When these salts are reacted with nitric acid, a light yellow solid is obtained which is likely to be azodiformamidine dinitrate, similar to the reaction between nitric acid and aminoguanidine nitrate described above.

【0024】 二硝酸アゾジホルムアミジンについては、J. Thiele, Ann 270, 39 (1892)を
参照すると、この化合物はアゾジカルボンアミジンニトラット(azodicarbon am
idinnitrat)であるとの記述がある。先の合成は、羊毛用染料または顔料として
使用可能な材料についての調査研究と関連して行われた。
For azodiformamidine dinitrate, see J. Thiele, Ann 270, 39 (1892), this compound is azodicarbon amidine nitrate.
idinnitrat). The previous synthesis was conducted in connection with research on materials that could be used as wool dyes or pigments.

【0025】 さらに、上記従来の合成法では、酸化性金属化合物(過マンガン酸カリウム)
の溶液を加えて黄色の反応物を得ており、その過程では外部熱源を使用しての加
熱は行われない。以下に詳細する本発明の方法がこれら従来の方法に対して優れ
ている点は、酸化性金属化合物の添加を要さずに、加熱することにより反応が急
速におこる点にある。黄色反応生成物の調製中に酸化性金属化合物の使用を避け
ることにより、本発明の高酸素燃料性気体発生物質は、その調製の際に異物であ
る固体微粒子を内包してしまうことがない。また、調製の際に、粒状の金属酸化
物が形成される虞もなくなる。このようにして、本発明の高酸素バランス燃料を
使った気体発生物質は、金属含有不純物を含むことなく生成することができる。
Further, in the above conventional synthesis method, the oxidizable metal compound (potassium permanganate)
Was added to give a yellow reactant, during which no heating was performed using an external heat source. The advantage of the method of the present invention, which will be described below, over these conventional methods is that the reaction occurs rapidly by heating without the need of adding an oxidizing metal compound. By avoiding the use of an oxidizing metal compound during the preparation of the yellow reaction product, the highly oxygen-fueled gas generating substance of the present invention does not include solid fine particles which are foreign substances during the preparation. In addition, there is no possibility that a granular metal oxide is formed during the preparation. In this way, the gas generating substance using the high oxygen balance fuel of the present invention can be produced without containing metal-containing impurities.

【0026】 本発明によれば、硝酸と硝酸アミノグアニジンとの温浸時間をより長くすれば
、二硝酸アゾジホルムアミジンを生成する反応は、過マンガン酸カリウムを使用
しても使用しなくても、室温で外部から熱を供給することなくおきる。この方法
は、上記した添加塩(具体的には、炭酸水素アミノグアニジン(AGB)および
硫酸アミノグアニジン(AGS))を使用する際にも適用可能である。
According to the present invention, if the digestion time between nitric acid and aminoguanidine nitrate is made longer, the reaction for producing azodiformamidine dinitrate can be carried out without using potassium permanganate. Also at room temperature without external heat supply. This method is also applicable when using the above-mentioned additive salts (specifically, aminoguanidine hydrogen carbonate (AGB) and aminoguanidine sulfate (AGS)).

【0027】 さらに、ヒドラゾジカルボナミジン(hydrazodicarbonamidine)、ジアゾグアニ
ジン、ホルムアミジン、ビスホルムアミジン、アゾビスホルムアミジンなどの他
の高酸素バランス燃料や、硝酸グアニルアジ化物、硝酸ジアゾグアニジン、アゾ
ビスニトロホルムアミジン、1,1’−アゾジホルムアミジンジピクリン酸塩な
どの誘導体燃料も、本発明にかかる気体発生成分として有用である。また、(N
2 ),(NO3 ),(ClO4 ),(ClO3 )などの酸化性基を一つまたは
二種類以上有するホルムアミジン類、グアニルアジ化物類、ジアゾグアニジン類
あるいはヒドラゾジカルボナミジン類を含んでなる他の誘導体や燃料、さらには
、酸化性基を予め適当量含んでなるヒドラゾジカルボナミジン化合物、グアニル
アジ化物、ジアゾグアニジン化合物、ホルムアミジン化合物、ビスホルムアミジ
ン化合物あるいはアゾビスホルムアミジン化合物の混合物も、推進剤の組成物と
して有用である。
Furthermore, other high oxygen balance fuels such as hydrazodicarbonamidine, diazoguanidine, formamidine, bisformamidine, azobisformamidine, guanyl azide nitrate, diazoguanidine nitrate, azobisnitroforme Derivative fuels such as amidine and 1,1′-azodiformamidine dipicrate are also useful as the gas generating component according to the present invention. Also, (N
Formamidines, guanyl azides, diazoguanidines or hydrazodicarbonamidines having one or more oxidizing groups such as O 2 ), (NO 3 ), (ClO 4 ) and (ClO 3 ). Other derivatives and fuels comprising, in addition, hydrazodicarbonamidine compounds, guanyl azides, diazoguanidine compounds, formamidine compounds, bisformamidine compounds or azobisformamidine compounds containing an appropriate amount of an oxidizing group in advance Are also useful as propellant compositions.

【0028】 硝酸アンモニウムを含んだ推進剤をはじめとする従来の推進剤は、燃焼時に発
生する固体生成物が非常に少ないものの、これ以外の特性を考慮に入れるとそれ
ほど望ましいものではない。例えば、硝酸アンモニウムには吸湿性がある。また
、気体発生組成物や推進剤組成物中で使用すると燃焼率が低くなり、1000p
siから2000psiの運転圧力では圧力指数が高くなる。したがって、主に
硝酸アンモニウムを酸化剤として含んだ推進剤組成物は、例えば4000psi
から6000psiといった高圧で燃焼させなければならず、また、該推進剤組
成物と湿気との接触を防止するため密封しなければならない。その上、通常、硝
酸アンモニウムはカリウム化合物などの相安定剤とともに使用する必要があるが
、これを燃焼させると固体生成物を発生させてしまう。
Conventional propellants, including propellants containing ammonium nitrate, produce very little solid product during combustion, but are less desirable given other properties. For example, ammonium nitrate is hygroscopic. Further, when used in a gas generating composition or a propellant composition, the burning rate is reduced, and
At operating pressures from si to 2000 psi, the pressure index increases. Therefore, a propellant composition containing mainly ammonium nitrate as an oxidizing agent is, for example, 4000 psi.
It must be burned at a high pressure, such as from 6000 psi to 6000 psi, and must be sealed to prevent contact of the propellant composition with moisture. In addition, ammonium nitrate usually needs to be used with a phase stabilizer such as a potassium compound, but burning it produces solid products.

【0029】 本発明の高酸素バランス燃料を使えば、上記の望ましくない性質が改善できる
。具体的には、本発明にかかる高酸素バランス燃料を含んだ気体発生組成物や推
進剤組成物は多量の気体を発生させるが、固体状の燃焼生成物(灰)は全く発生
しないか、あるいは発生しても非常に少量である。さらに、相対的に吸湿性が低
く、燃焼率が高く、より好適な圧力指数を与えるものである。この結果、同じ燃
焼率を得るにしても、本発明の組成物は、上記の硝酸アンモニアを含んだ気体発
生推進剤組成物と比較して必要な運転圧力が大幅に低くなり、上記のような高圧
かつ湿気遮断性の容器に納める必要がなくなる。
With the high oxygen balance fuel of the present invention, the above undesirable properties can be improved. Specifically, the gas generating composition and the propellant composition containing the high oxygen balance fuel according to the present invention generate a large amount of gas, but do not generate solid combustion products (ash) at all, or Even if it occurs, it is very small. Furthermore, it has a relatively low hygroscopicity, a high combustion rate, and gives a more suitable pressure index. As a result, even if the same burning rate is obtained, the composition of the present invention requires a significantly lower operating pressure as compared with the above-mentioned gas generating propellant composition containing ammonium nitrate. There is no need to pack in a high pressure and moisture barrier container.

【0030】 本発明の気体発生組成物は、上記のように自己爆燃性の単元推進剤として単独
で機能することができ、あるいは酸化剤を含んでも構わない。加工、点火補助、
射撃特性向上、熱による劣化回避と安定性改善、危険な特性の改善、粒子の発生
抑制、結合、あるいは不所望な気体燃焼生成物の捕捉を目的として、上記組成物
に他の物質を添加してもよい。
As described above, the gas generating composition of the present invention can function alone as a self-deflagrating monopropellant, or may contain an oxidizing agent. Processing, ignition assistance,
Adding other substances to the above composition for the purpose of improving shooting characteristics, avoiding deterioration due to heat and improving stability, improving dangerous characteristics, suppressing generation of particles, binding, or trapping unwanted gas combustion products You may.

【0031】 一種類または二種類以上の酸化剤を本発明の高酸素バランス燃料と組み合わせ
て、燃焼時における酸素の対燃料バランス(O/F)が所望の値となるべく酸素
が追加供給されるようにしてもよい。本発明の高酸素バランス燃料は、従来の気
体発生組成物に比べて多量の酸素を含んでいるので、所望の酸素の対燃料(O/
F)バランスを得るに必要な酸化剤の量はより少なくてすむ。好適に使用される
酸化剤としては、金属性のものも非金属性のものも既に知られたものがあり、一
般には、非金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、または遷移金属
錯体それぞれの亜硝酸塩、硝酸塩、亜塩素酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩、酸化物
、水酸化物、過酸化物、過硫酸塩、クロム酸塩、過クロム酸塩、および、これら
の混合物からなるものがある。好ましい酸化剤としては、過塩素酸アンモニウム
、過塩素酸カリウム、硝酸ストロンチウム、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝
酸バリウム、塩素酸カリウム、および、これらの混合物が挙げられる。
One or more oxidizers are combined with the high oxygen balance fuel of the present invention so that additional oxygen is supplied so that the fuel-to-fuel balance (O / F) during combustion reaches a desired value. It may be. The high oxygen balance fuel of the present invention contains a greater amount of oxygen than conventional gas generating compositions, so that the desired oxygen to fuel (O /
F) The amount of oxidizing agent required to achieve balance is less. Suitable oxidizing agents include those already known, both metallic and nonmetallic, and generally include nonmetallic, alkali metal, alkaline earth metal, transition metal, or transition metal complexes. Each nitrite, nitrate, chlorite, chlorate, perchlorate, oxide, hydroxide, peroxide, persulfate, chromate, perchromate, and mixtures thereof There is something consisting of. Preferred oxidizing agents include ammonium perchlorate, potassium perchlorate, strontium nitrate, potassium nitrate, sodium nitrate, barium nitrate, potassium chlorate, and mixtures thereof.

【0032】 本発明の高酸素バランス燃料の優れた特性を損なわないためにも、酸化剤は吸
湿性のないものが好ましい。また、これら好適な酸化剤は、通常、気体発生組成
物全体に対して0重量%から98重量%程度の濃度となるよう使用するのが好ま
しく、5重量%から50重量%程度の濃度となるよう使用することがさらに好ま
しい。
In order not to impair the excellent characteristics of the high oxygen balance fuel of the present invention, the oxidizing agent preferably has no hygroscopicity. In addition, these suitable oxidizing agents are generally used preferably in a concentration of about 0% to 98% by weight, and preferably in a concentration of about 5% to 50% by weight, based on the whole gas generating composition. It is more preferred to use

【0033】 燃焼の結果として腐食性を持つ物質が発生することを制御するためには、捕捉
剤を用いるのが好ましい。例えば、アンモニウム過塩素酸などの非金属系の酸化
剤を使用すれば、反応生成物として塩化水素(HCl)が発生するが、これは明
らかに好ましくない。塩化水素の生成を防止するためには、硝酸ナトリウムなど
の捕捉剤を使用し、代わりに塩化ナトリウム(NaCl)を形成させることが可
能である。硝酸ナトリウム以外の腐食性・有毒気体補足剤を使用しても構わない
Preferably, a scavenger is used to control the generation of corrosive substances as a result of combustion. For example, when a nonmetallic oxidizing agent such as ammonium perchloric acid is used, hydrogen chloride (HCl) is generated as a reaction product, but this is clearly not preferable. To prevent the formation of hydrogen chloride, it is possible to use a scavenger such as sodium nitrate and instead to form sodium chloride (NaCl). Corrosive / toxic gas supplements other than sodium nitrate may be used.

【0034】 本発明の高酸素バランス燃料の燃焼を弾動調整剤(ballistic modifier)を加え
ることで調整してもよく、また、温度感受性、圧力指数、および推進剤燃焼率に
影響を及ぼす、燃焼速度触媒を含んでいてもよい。こういった弾動調整剤は、主
に固体ロケット燃料に使用することを目的に開発されたが、膨張式装置(inflata
ble device) 用の気体発生物質中での使用においても有用であることが判明して
いる。本発明の組成物にとって有用な弾動調整剤としては、例えば、第4族から
第12族元素(IUPAC作成、CRC Press社1989年発行の元素周
期表参照)の酸化物およびハロゲン化合物;硫黄および金属硫化物;銅、クロム
、コバルト、ニッケルなどを含む遷移金属塩、およびこれらの混合物;さらに、
水素化ホウ素アルカリ金属および水素化ホウ素アルカリ土類金属;などがあげら
れる。水素化ホウ素グアニジンおよび水素化ホウ素トリアミノグアニジンも弾動
調整剤として以前から使用されている。また、有機金属系の弾動調整剤をいくつ
か例示すれば、金属キレート、金属シュウ酸塩、メタロセン、フェロセン、金属
アセチルアセトネートなどがあるが、これらに限定されるものではない。さらに
他の弾動調整剤としては、ジシアンアミド、ニトログアニジン、クロム酸グアニ
ジン、二クロム酸グアニジン、三クロム酸グアニジン、過クロム酸グアニジンな
どがあげられる。弾動調整剤は、通常、気体発生組成物全体に対して0.1重量
%から25重量%程度の濃度で使用される。本発明の高酸素燃料には自己爆燃性
で燃焼率が高いという特質があるので、該燃料を低濃度(すなわち、0.1〜2
5重量%)で他の気体発生組成物中に、弾道調整剤として含ませることが可能で
ある。
The combustion of the high oxygen balance fuel of the present invention may be regulated by adding ballistic modifiers, and may also affect temperature sensitivity, pressure index, and propellant burn rate. A rate catalyst may be included. Although these ballistic modifiers were developed primarily for use in solid rocket fuels, inflatable devices (inflata
It has also proven useful in use in gas generating materials for ble devices. Useful ballistic modifiers for the compositions of the present invention include, for example, oxides and halogen compounds of Group 4 to 12 elements (prepared by IUPAC, published by CRC Press, 1989); sulfur and Metal sulfides; transition metal salts including copper, chromium, cobalt, nickel and the like, and mixtures thereof;
Alkali metal borohydride and alkaline earth metal borohydride; and the like. Guanidine borohydride and triaminoguanidine borohydride have also been used previously as ballistic modifiers. Examples of some organometallic ballistic modifiers include, but are not limited to, metal chelates, metal oxalates, metallocenes, ferrocenes, and metal acetylacetonates. Still other ballistic modifiers include dicyanamide, nitroguanidine, guanidine chromate, guanidine dichromate, guanidine trichromate, guanidine perchromate, and the like. The ballistic modifier is generally used at a concentration of about 0.1% to 25% by weight based on the entire gas generating composition. Since the high-oxygen fuel of the present invention has the characteristics of self-deflagration and high combustion rate, the fuel has a low concentration (that is, 0.1 to 2).
5% by weight) in other gas generating compositions as ballistic modifiers.

【0035】 スラグ形成剤を添加すれば、濾過可能なスラグの形成が促進される。しかし、
本発明では、燃焼によって発生する固体物質の量が限られていることを考えれば
、こういったスラグ形成剤は不必要かもしれない。それでも必要だという場合に
は、石灰、ホウ珪酸塩、ヴァイコーグラス、ベントナイト粘土、シリカ、アルミ
ナ、珪酸塩、アルミン酸塩、遷移金属酸化物、アルカリ土類金属系化合物、ラン
タン系列元素、および、これらの混合物などが好適なスラグ形成剤としてあげら
れる。
The addition of a slag former promotes the formation of a filterable slag. But,
In the present invention, such slag formers may not be necessary given the limited amount of solid matter generated by combustion. If you still need them, you can use lime, borosilicate, vigograss, bentonite clay, silica, alumina, silicates, aluminates, transition metal oxides, alkaline earth metal compounds, lanthanum elements, and A mixture of these and the like can be mentioned as a suitable slag forming agent.

【0036】 気体発生組成物の点火と燃焼とを補助し、燃焼温度を改善することが判明して
いる他の添加剤が点火補助剤である。点火補助剤の例としては、個々が微少な大
きさの単体として存在する硫黄、ホウ素、硝酸ホウ素カリウム(BKNO3 )、
炭素、マグネシウム、アルミニウム、さらに、第4族遷移金属、遷移金属の酸化
物、遷移金属の水素化物、遷移金属の硫化物などが挙げられ、また、3−ニトロ
−1,2,4−トリアゾール−5−オンのヒドラジン塩や、これらの混合物があ
げられる。点火補助剤は、通常、気体発生組成物全体に対して0.1重量%から
15重量%程度の濃度で使用される。
Other additives that have been found to assist in igniting and burning the gas generating composition and improve combustion temperatures are ignition aids. Examples of ignition aids include sulfur, boron, potassium potassium boron nitrate (BKNO 3 ), each of which is present as a single element of very small size.
Examples include carbon, magnesium, and aluminum, and further include a transition metal of Group IV, an oxide of a transition metal, a hydride of a transition metal, a sulfide of a transition metal, and the like, and 3-nitro-1,2,4-triazole- Examples thereof include hydrazine salts of 5-one and mixtures thereof. The ignition aid is usually used at a concentration of about 0.1% to 15% by weight based on the entire gas generating composition.

【0037】 配合を容易として均一な混合物を得るためには、配合剤を加えるのが望ましい
。適当な結合剤、および加工あるいは配合用補助剤をいくつか例示すると、二硫
化モリブデン、グラファイト、窒化ホウ素、アルカリ金属、アルカリ土類並びに
遷移金属のステアリン酸塩等が挙げられ、また、水、メタノール、エタノール、
エチルエーテル、アセトン、イソプロパノール、塩化メチレンなどの各種溶媒が
挙げられ、さらに、ポリエチレングリコール、ポリアセタール、ポリビニルアセ
テート、ポリビニルアルコールが挙げられ、Q−PAC、セルロースアセテート
(CA)、セルロースアセテートブチレート(CAB)、硝酸セルロース(CN
)、などのポリカーボネートが挙げられ、TEFLONという商標名で市販され
ているフルオロポリマー、それにシリコンなどが挙げられる。これらの配合用補
助剤は、通常、気体発生組成物全体に対して0.1重量%から15重量%程度の
濃度で使用するが、この値は常に適用されるものではない。
In order to facilitate blending and obtain a uniform mixture, it is desirable to add a blending agent. Some examples of suitable binders and processing or compounding aids include molybdenum disulfide, graphite, boron nitride, alkali metals, alkaline earth and transition metal stearate, and also water, methanol ,ethanol,
Examples include various solvents such as ethyl ether, acetone, isopropanol, and methylene chloride, and further include polyethylene glycol, polyacetal, polyvinyl acetate, and polyvinyl alcohol. Q-PAC, cellulose acetate (CA), and cellulose acetate butyrate (CAB) , Cellulose nitrate (CN
), And fluoropolymers marketed under the trade name TEFLON, as well as silicon. These adjuvants are usually used at a concentration of about 0.1 to 15% by weight based on the whole gas generating composition, but this value is not always applied.

【0038】 本発明の高酸素バランス燃料は、上記した添加剤以外に、他の燃料および/ま
たはエネルギー性のニトロおよび/またはニトラト可塑剤、および/またはエネ
ルギー性並びに非エネルギー性結合剤と組み合わせて、気体発生・推進組成物を
形成してもよい。本発明の燃料と組み合わせ使用するに適した燃料をいくつか例
示すると、アジ化物類、ヒドラジン類、グアニジン類、テトラアゾール類、トリ
アゾール類、トリアジン類、ポリアミン類、ニトロアミン類(線状および環状)
、これらの化合物類の誘導体、さらに、これらの混合物などが挙げられる。エネ
ルギー性の可塑剤の中で好適なものをいくつか例示すると、三硝酸ブタントリオ
ル(BTTN)、ニトログリセリン(NG)、二硝酸トリエチレングリコール(
TEGDN)、三硝酸トリメチルオレタン(TMETN)、および、これらの混
合物などが挙げられる。エネルギー性の結合剤の一例としては、グリシジルアジ
化物ポリマー(GAP)があげられる。
The high oxygen balance fuel of the present invention may be used in combination with other fuels and / or energetic nitro and / or nitrato plasticizers and / or energetic and non-energy binders in addition to the additives described above. A gas generating and propelling composition may be formed. Some examples of fuels suitable for use in combination with the fuels of the present invention include azides, hydrazines, guanidines, tetraazoles, triazoles, triazines, polyamines, nitroamines (linear and cyclic).
, Derivatives of these compounds, and mixtures thereof. Some preferred examples of the energetic plasticizer include butanetriol trinitrate (BTTN), nitroglycerin (NG), and triethylene glycol dinitrate (
TEGDN), trimethyl oletan trinitrate (TMETN), and mixtures thereof. An example of an energetic binder is glycidyl azide polymer (GAP).

【0039】 構造的に均整がとれ、良く混合された一様な混合物が得られ、かつ、過度な危
険を伴わず、使用中の成分の分解がおこらない条件下での配合が可能な限りにお
いて、本発明の気体発生組成物の成分の混合・配合方法とその順序とはそれほど
重要とはされない。例えば、材料をボールミルあるいは「Red Devil 」型のペイ
ントシェーカに入れて、水性液体あるいは非水性液体中で湿式混合してもよく、
乾式混合してもよい。混合時には結合剤あるいは加工補助剤を使用してもよく、
また使用しなくてもよい。さらに、この混合物は押出し、圧縮成形にかけて小球
状としてもよく、もしくは鋳造可能な、または圧縮成形された単層状のグレイン
としてもよい。構成材料はそれぞれ別々に破砕してもよく、同時に破砕してもよ
い。また、破砕時には、材料をジェットミル、「SWECO 」振動エネルギーミル(v
ibroenergy mill)、軽級マイクロ粉砕機(bantam micro-pulverizer) のいずれに
入れて行ってもよく、結合剤やその他の添加物を加えても、また加えなくてもよ
い。破砕後は混合をおこない、さらに圧密前にV型混合機に移し替えて混合して
もよい。
As far as possible, a structurally balanced, well-mixed and homogeneous mixture is obtained, and without any undue danger, under conditions in which the components in use do not decompose. The method of mixing and blending the components of the gas generating composition of the present invention and the order thereof are not so important. For example, the materials may be placed in a ball mill or "Red Devil" type paint shaker and wet mixed in aqueous or non-aqueous liquids,
You may dry-mix. When mixing, a binder or a processing aid may be used,
It is not necessary to use it. Further, the mixture may be extruded, compression molded into small spheres, or castable or compression molded monolayer grains. The constituent materials may be individually crushed or crushed simultaneously. At the time of crushing, the material is jet milled and “SWECO” vibration energy mill (v
It may be carried out in any of an ibroenergy mill and a light-grade micro-pulverizer, and may or may not contain a binder or other additives. After the crushing, mixing may be performed, and the mixture may be transferred to a V-type mixer before consolidation and mixed.

【0040】 本発明にかかる新規な高酸素バランス燃料とともに使用される上記各種成分は
、従来、他の気体発生組成物中で使用されてきたものである。気体発生組成物か
かる先行文献のうち、様々な添加剤に関して記載があるものには、例えば、米国
特許5,035,757号、5,084,118号、5,139,588号、4
,948,439号、4,909,549号、4,370,181号などが挙げ
られる。これら先行文献に記載され、また当該分野の技術者であれば自明のとお
り、一つの組成物に複数種の添加剤の機能を持たせることが可能である。例えば
、テトラアゾール、バイテトラアゾール、トリアゾールのアルカリ土類金属塩は
気体発生成分として機能するだけではなく、スラグ形成剤としての使用も可能で
ある。さらに、例えば硝酸ストロンチウムについては、酸化剤およびスラグ形成
剤として作用するだけでなく、弾動調整剤、点火補助剤、密度増加剤、合成補助
剤としても有効であることが明らかとなっている。
The above various components used with the novel high oxygen balance fuel according to the present invention are those conventionally used in other gas generating compositions. Gas Generating Compositions Among such prior art references that describe various additives are described, for example, in U.S. Pat. Nos. 5,035,757, 5,084,118, 5,139,588,4.
, 948, 439, 4,909, 549, 4, 370, 181 and the like. As described in these prior art documents and as will be apparent to those skilled in the art, one composition can have the function of a plurality of additives. For example, alkaline earth metal salts of tetraazole, bitetraazole, and triazole not only function as a gas generating component, but can also be used as a slag forming agent. Further, for example, strontium nitrate has been found to be effective not only as an oxidizing agent and a slag forming agent, but also as a ballistic modifier, an ignition aid, a density increasing agent, and a synthesis aid.

【0041】 本発明の高酸素バランス燃料の使用に際しては、従来の気体発生装置を採用す
ることができる。該装置については米国特許4,369,079号に詳細が記載
されているので、ここでは該文献を援用することにより詳細な記載にかえるもの
とする。従来の方法では、一般に、気体発生組成物を入れて密封した金属製気密
カートリッジを使用する。本発明の燃料のうち、ヒドラアゾジカルボンアミジン
、ジアゾグアニジン、ホルムアミジン、ビスホルムアミジン、および、アゾビス
ホルムアミジン型の燃料についてはこの種のカートリッジが使用可能である。具
体的には、導火爆管に点火することで燃焼を開始する際に密封機構が破裂し、こ
の結果、気体が燃焼室から複数個の開口部を通じて外部へ流出可能になる。もち
ろん、本発明の気体発生組成物は、これ以外の気体発生装置においても同様に使
用可能である。
In using the high oxygen balance fuel of the present invention, a conventional gas generator can be employed. The details of the device are described in U.S. Pat. No. 4,369,079, and the detailed description is hereby incorporated by reference. Conventional methods generally use a hermetically sealed metal cartridge containing the gas generating composition. Of the fuels of the present invention, this type of cartridge can be used for hydraazodicarbonamidine, diazoguanidine, formamidine, bisformamidine, and azobisformamidine type fuels. Specifically, when starting the combustion by igniting the squib, the sealing mechanism ruptures, and as a result, gas can flow out of the combustion chamber to the outside through the plurality of openings. Of course, the gas generating composition of the present invention can be similarly used in other gas generating devices.

【0042】 自動車のエアーバッグに関して記載するが、図1は、本発明の高酸素バランス
燃料を使用しうる、一般的な、自動車用の助手席側ハイブリッド膨張装置(infla
tor)を示している。以下、実際の作動を説明する。センサ( 図示せず) が衝突を
示す急激な減速を感知すると、それに反応してイニシエータ1が点火する。該イ
ニシエータは高温の気体を放出し、この気体が点火充填物(ignition charge) 2
に点火する。さらにこの点火充填物2が今度は主気体発生充填物(main generant
charge)8に点火することで、主気体発生充填物8が燃焼する。こうして膨張混
合気体3は加熱され、さらに圧力を受ける。該膨張混合気体の圧力があるところ
まで増加すると、密封板6が破裂し、流路を得た混合気体は出口部5を通って多
岐管4から外部へ流れ出てエアーバッグを膨張させる。気体発生容器9には主気
体発生充填物8が収納されている。膨張混合気体中の充填物は全て圧力タンク7
の内部に閉じ込められている。
Referring to a vehicle airbag, FIG. 1 illustrates a typical, passenger-side hybrid inflator (infla) for a vehicle that may use the high oxygen balance fuel of the present invention.
tor). Hereinafter, the actual operation will be described. When a sensor (not shown) detects a sudden deceleration indicating a collision, the initiator 1 is ignited in response thereto. The initiator emits hot gas, which is charged with an ignition charge 2
Ignite. In addition, this ignition charge 2 is now a main gas generant charge.
By igniting the charge 8, the main gas generating charge 8 burns. Thus, the expanded mixed gas 3 is heated and further subjected to pressure. When the pressure of the inflated mixed gas increases to a certain level, the sealing plate 6 ruptures, and the mixed gas obtained in the flow path flows out of the manifold 4 through the outlet 5 to inflate the air bag. The gas generating vessel 9 contains the main gas generating filling 8. All the fillers in the expanded gas mixture are stored in the pressure tank 7
Is trapped inside.

【0043】 図2は本発明が適用可能な、着火単独式(all pyrotechnic )の気体発生装置
を示している。本膨張装置には蓄積スペースが設けられていないので、ハイブリ
ッド型膨張装置と比較すれば小さくなる。該図ではイニシエータ11が設けられ
ている。この膨張装置が設置された自動車の温度が過度に上昇する、あるいは自
動車が急激に減速(衝突を示す)するなどの状況の変化の結果、センサ( 図示せ
ず) が生成した信号に応答してイニシエータ11が燃焼する。イニシエータ11
は高温の気体を放出し、この気体が主気体発生充填物16に点火すると、主気体
発生充填物16が燃焼して膨張混合気体を生成する。該混合気体は出口部15を
通って多岐管14から外部へ流れ出る。気体発生推進剤16の自己点火温度(T
ig)より十分低く、かつ、装置構成材料の強度が低下する温度より十分低い温度
で確実に気体発生推進物16に点火されるようにするため、適度に低いTigを有
する自己点火推進剤(AIP)13を使用する必要があり、これで点火充填物1
2に点火し、この点火によってさらに該推進剤16を点火する。
FIG. 2 shows an ignition-only (all pyrotechnic) gas generator to which the present invention can be applied. Since no storage space is provided in the present expansion device, the size is smaller than that of the hybrid expansion device. In the figure, an initiator 11 is provided. In response to a signal generated by a sensor (not shown), as a result of a change in conditions, such as an excessively high temperature of the vehicle in which the inflator is installed, or a sudden deceleration of the vehicle (indicating a collision), The initiator 11 burns. Initiator 11
Emits a hot gas which, when ignited to the main gas generating charge 16, causes the main gas generating charge 16 to burn and produce an expanded gas mixture. The gas mixture flows out of the manifold 14 through the outlet 15. The self-ignition temperature (T
ig) to ensure that the gas generating propellant 16 is ignited at a temperature sufficiently lower than the temperature below which the strength of the component materials of the device is reduced, and an autoignited propellant (AIP) having a reasonably low Tig. ) 13 must be used, and this is the ignition charge 1
2, and the propellant 16 is further ignited by this ignition.

【0044】 本発明の高酸素バランス燃料は、中レベルから低レベルにかけての運転圧力で
燃焼率が高いため、単層状のグレイン(monolithic grain)の形状でも使用可能
である。
Since the high oxygen balance fuel of the present invention has a high combustion rate at an operating pressure from a medium level to a low level, it can be used in the form of a monolayer grain (monolithic grain).

【0045】 本発明の高酸素バランス燃料を使用すると、固体型の単元推進剤に類似した自
己爆燃能力がうまく生じる。しかも、本発明の高酸素バランス燃料であれば、酸
化性成分の使用量をより一層低濃度化することが可能となる。したがって、固体
状の燃焼生成物の濃度は大きく低下し、発生する気体の量が大幅に増加する。こ
れは容量に制限のあるシステムでは特に利便性の高い特徴点である。すなわち、
本発明の高酸素バランス燃料は、図1および図2に一般化して示した前述のシス
テムの双方に適用可能である。
The use of the high oxygen balance fuel of the present invention successfully produces a self-deflagration capability similar to a solid monopropellant. Moreover, with the high oxygen balance fuel of the present invention, it is possible to further reduce the amount of the oxidizing component used. Therefore, the concentration of solid combustion products is greatly reduced, and the amount of generated gas is greatly increased. This is a particularly convenient feature in systems with limited capacity. That is,
The high oxygen balance fuel of the present invention is applicable to both of the above-described systems generalized in FIGS.

【0046】 硝酸と硝酸アミノグアニジンとの反応により生じる黄色の固体反応生成物、お
よび、炭酸水素アミノグアニジンや硫酸アミノグアニジンなどの他のアミノグア
ニジン塩と硝酸との反応により生じる黄色の固体反応生成物は、ともに二硝酸ア
ゾジホルムアミジン(二硝酸アゾビスホルムアミジン)であると考えられが、本
発明はこの特定の高酸素バランス燃料のみに限定されるものではない。しかし、
本発明では、特に具体的に、二硝酸アゾジホルムアミジン(二硝酸アゾビスホル
ムアミジン)に関して記述した。ただし、記述を簡潔にするため、以下、AZO
DNという用語を用い、特に具体的な断り書きのない限り、この用語は含水タイ
プ及び無水タイプの反応生成物と二硝酸アゾジホルムアミジンとの双方を指すこ
ととする。また、炭酸水素アミノグアニジンと硫酸アミノグアニジンとのいずれ
か一方、または双方と硝酸とを反応させて得られる二硝酸アゾジホルムアミジン
を使用しても、同様の結果が得られる。
A yellow solid reaction product resulting from the reaction between nitric acid and aminoguanidine nitrate, and a yellow solid reaction product resulting from the reaction between other aminoguanidine salts such as aminoguanidine hydrogencarbonate or aminoguanidine sulfate and nitric acid Are considered to be both azodiformamidine dinitrate (azobisformamidine dinitrate), but the invention is not limited to only this particular high oxygen balance fuel. But,
In the present invention, azodiformamidine dinitrate (azobisformamidine dinitrate) has been particularly specifically described. However, for simplicity of description, hereafter AZO
The term DN is used, unless otherwise specified, to refer to both hydrated and anhydrous type reaction products and azodiformamidine dinitrate. Similar results can be obtained by using azodiformamidine dinitrate obtained by reacting one or both of aminoguanidine hydrogencarbonate and aminoguanidine sulfate with nitric acid.

【0047】 本発明の高酸素バランス燃料、つまりAZODNを他の高酸素バランス燃料(
HOBとCAPS)と比較すると、表1に示すように、AZODNの方が二酸化
炭素と水とに対する酸素バランスが高いことが分かる。
The high oxygen balance fuel of the present invention, that is, AZODN is replaced with another high oxygen balance fuel (
Compared with HOB and CAPS), as shown in Table 1, it can be seen that AZODN has a higher oxygen balance with respect to carbon dioxide and water.

【0048】[0048]

【表1】 [Table 1]

【0049】 本発明のAZODNは、硝酸グアニジンなどの他の高酸素バランス燃料に比べ
て酸素バランスがよく、したがって、より低濃度の酸化剤の使用でも、生成され
る気体発生組成物中の対燃料酸素バランス(O/F)を所望する0.90/1か
ら1.1/1の範囲内とすることができる。ただし、固体燃焼生成物を全く含ま
ない、あるいは実質的に含まない気体発生物質が求められるのであれば、相安定
化硝酸アンモニウムや非相安定化硝酸アンモニウムなどの酸化剤が本発明の高酸
素バランス燃料とともに使用可能である。この場合、本発明の燃料は気体発生組
成物全体の40重量%から60重量%を占めていなければならない。本発明にか
かるAZODNを、硝酸アミノグアニジンと硝酸との反応によって発生する反応
生成物のかたち、あるいは具体的には二硝酸アゾビスホルムアミジンのかたちで
使用すれば、気体の発生量が増加し、固体状の燃焼生成物の量が減少する。
The AZODN of the present invention has a better oxygen balance as compared to other high oxygen balance fuels such as guanidine nitrate, and therefore, even with the use of lower concentrations of oxidizer, the fuel-to-fuel ratio in the generated gas generating composition. The oxygen balance (O / F) can be in the desired range of 0.90 / 1 to 1.1 / 1. However, if a gas-generating substance containing no or substantially no solid combustion products is required, an oxidizing agent such as phase-stabilized ammonium nitrate or non-phase-stabilized ammonium nitrate may be used together with the high oxygen balance fuel of the present invention. Can be used. In this case, the fuel of the present invention must account for 40% to 60% by weight of the total gas generating composition. When the AZODN according to the present invention is used in the form of a reaction product generated by the reaction between aminoguanidine nitrate and nitric acid, or specifically, in the form of azobisformamidine dinitrate, the amount of generated gas increases, The amount of solid combustion products is reduced.

【0050】 表2に示すように、5−アミノテトラゾール(5ATZ:背景技術の説明で記
載済み)、硝酸グアニジン(GN)、二硝酸エチレンジアミン(EDDN)など
の従来の燃料において、酸素の対燃料バランス(O/F)を0.95/1とする
には、本発明と比較してより多量の硝酸ストロンチウム(SrN)を必要とする
。さらに、これら従来の燃料を含有した気体発生組成物は、本発明のAZODN
を含有した気体発生組成物に比べると、気体の発生量が少なく、固体状の燃焼生
成物の生成量が多くなる。
As shown in Table 2, in a conventional fuel such as 5-aminotetrazole (5ATZ: described in the description of the background art), guanidine nitrate (GN), and ethylenediamine dinitrate (EDDN), the balance of oxygen with respect to fuel is shown. To make (O / F) 0.95 / 1, a larger amount of strontium nitrate (SrN) is required as compared with the present invention. In addition, these conventional fuel-containing gas generating compositions can be used with the AZODN of the present invention.
As compared with a gas-generating composition containing, a smaller amount of gas is generated and a larger amount of solid combustion products is generated.

【0051】[0051]

【表2】 [Table 2]

【0052】 表2の結果が示すように、O/Fの値をここで基準とした0.95/1とする
ために、EDDN、GN、あるいは5ATZを含んでなる組成物では、本発明の
高酸素バランス燃料(AZODN)を含んでなる気体発生組成物と比較して、S
rNを10重量%以上余剰に必要とした。また、5ATZは本発明のものに近い
燃焼温度を示したものの、AZODNを含んだ組成物と比較すれば気体発生量が
はるかに少なく、また固体状の燃焼生成物の含有量は2倍以上となった。
As shown in the results of Table 2, in order to set the value of O / F to 0.95 / 1, which is a reference here, in a composition containing EDDN, GN, or 5ATZ, the present invention Compared to gas generating compositions comprising high oxygen balance fuel (AZODN), S
rN was required in excess of 10% by weight or more. Although 5ATZ exhibited a combustion temperature close to that of the present invention, the amount of gas generation was much smaller than that of the composition containing AZODN, and the content of solid combustion products was twice or more. became.

【0053】 弾動の調整が必要になると思われる場合には、硝酸ストロンチウムの一部を過
塩素酸カリウム(KP)で置換することもできる。この置換を行うと、表3に示
すように、固体燃焼生成物の生成量がさらに減少する。
If it is deemed necessary to adjust the elasticity, part of the strontium nitrate can be replaced by potassium perchlorate (KP). When this replacement is performed, as shown in Table 3, the amount of solid combustion products generated further decreases.

【0054】[0054]

【表3】 [Table 3]

【0055】 これでもなお、EDDNあるいはGNを燃料として含んでなる組成物では、A
ZODNを含んでなる組成物と比較して、多量の過塩素酸カリウムと硝酸ストロ
ンチウムとを必要とした。また、上記3種の組成物の気体生成量はいずれも同等
の値であったが、AZODNを含んだ組成物における固体燃焼生成物の生成量は
他の2種の組成物の場合と比較してごく少量であった。したがって、AZODN
を含んだ本発明の気体発生物の方が、図1および図2に示す着火式気体発生シス
テム用により好適である。
Nevertheless, in a composition comprising EDDN or GN as a fuel, A
Higher amounts of potassium perchlorate and strontium nitrate were required compared to compositions comprising ZODN. In addition, the gas generation amounts of the above three compositions were all the same, but the solid combustion product generation amount in the composition containing AZODN was lower than that of the other two compositions. It was very small. Therefore, AZODN
Is more suitable for the ignition type gas generation system shown in FIG. 1 and FIG.

【0056】 O/Fバランスとして、所望する0.90/1から1.1/1の範囲内の値が
得られる、本発明の高酸素バランス燃料(AZODN)と酸化剤とを含んだ組成
物を下記の表4から表7に示す。具体的には、表4にはAZODNと硝酸アンモ
ニウム(AN)とを含んでなる組成物を示し、表5にはAZODN、過塩素酸ア
ンモニウム(AP)、及び硝酸ストロンチウム(SrN)を含んでなる組成物を
示し、表6にはAZODN、過塩素酸アンモニウム(AP)、及び硝酸ナトリウ
ム(SN)を含んでなる組成物を示している。また、表7にはAZODN、過塩
素酸アンモニウム(AP)、及び硝酸カリウム(KN)を含んでなる組成物を示
している。なお、表4に示す組成物は吸湿性を有するにもかかわらず、固体燃焼
生成物の生成量がほぼ0に等しい。また、相安定化した硝酸アンモニウムの使用
が好適である。
A composition containing a high oxygen balance fuel (AZODN) of the present invention and an oxidizing agent, which can provide a desired value of O / F balance in the range of 0.90 / 1 to 1.1 / 1. Are shown in Tables 4 to 7 below. Specifically, Table 4 shows a composition containing AZODN and ammonium nitrate (AN), and Table 5 shows a composition containing AZODN, ammonium perchlorate (AP), and strontium nitrate (SrN). Table 6 shows compositions comprising AZODN, ammonium perchlorate (AP), and sodium nitrate (SN). Table 7 shows a composition containing AZODN, ammonium perchlorate (AP), and potassium nitrate (KN). Although the compositions shown in Table 4 have hygroscopicity, the amount of solid combustion products generated is almost equal to zero. Also, the use of phase-stabilized ammonium nitrate is preferred.

【0057】[0057]

【表4】 [Table 4]

【0058】[0058]

【表5】 [Table 5]

【0059】[0059]

【表6】 [Table 6]

【0060】[0060]

【表7】 [Table 7]

【0061】 本発明の高バランス燃料の機能を理解する一助として、本発明のAZODNの
理論的反応の例を以下に示す。ここで、AZODNの構造式は下記のようになる
To help understand the function of the high balance fuel of the present invention, the following is an example of the theoretical reaction of the AZODN of the present invention. Here, the structural formula of AZODN is as follows.

【0062】[0062]

【化2】 Embedded image

【0063】 また、AZODNの分子式は、 C2 8 8 6 である。The molecular formula of AZODN is C 2 H 8 N 8 O 6 .

【0064】 (1) ハイブリッドシステムあるいは点火システムで使用する単元推進剤と しての純粋AZODN C2H8N8O6 → 4H2O + 2CO + 4N2 240 72 56 112 = 240 100.0% 30.0% 23.33% 46.67% 1.667M 0.833M 1.667M 発生気体総量 100重量% 発生気体総量(モル) 4.167モル/100グラム 固体状の燃焼生成物総量 0重量%[0064] (1) a hybrid system or of a monopropellant agent used in the ignition system pure AZODN C 2 H 8 N 8 O 6 → 4H 2 O + 2CO + 4N 2 240 72 56 112 = 240 100.0% 30.0% 23.33% 46.67% 1.667M 0.833M 1.667M Total amount of generated gas 100% by weight Total amount of generated gas (mol) 4.167mol / 100g Total amount of solid combustion products 0% by weight

【0065】 (2) 通常の、あるいは相安定化硝酸アンモニウムとAZODN 2C2H8N8O6 + 3NH4NO3 → 14H2O + 3CO2 + CO + 11N 2 480 240 252 132 28 308 = 720 66.67% 33.33% 35.00% 18.33% 3.89% 42.78% 1.944M 0.417M 0.139M 1.528M 発生気体総量 100重量% (O/F=1.00) 100重量% (O/F=0.95) 発生気体総量(モル) 4.04モル/100グラム 固体状の燃焼生成物総量 0重量%(2) Normal or phase stabilized ammonium nitrate and AZODN 2 C 2 H 8 N 8 O 6 + 3 NH 4 NO 3 → 14 H 2 O + 3 CO 2 + CO + 11 N 2 480 240 252 132 28 308 = 720 66.67 % 33.33% 35.00% 18.33% 3.89% 42.78% 1.944M 0.417M 0.139M 1.528M Total amount of generated gas 100% by weight (O / F = 1.00) 100% by weight (O / F = 0.95) Total amount of generated gas ( 4.04 mol / 100 g Total combustion products in solid form 0% by weight

【0066】 (3) 硝酸リチウム、過塩素酸アンモニウムとAZODN 5C2H8N8O6 + 2LiNO3 + 2NH4ClO4 → 2LiCl + 24H2O + 10CO2 + 22N2 1200 138 234 84 432 440 616 = 1572 76.33% 8.78% 14.89% 5.34% 27.48% 27.99% 39.19% 0.127M 1.53M 0.636M 1.400M 発生気体総量 94.7重量% (O/F=1.00) 95.6重量% (O/F=0.95) 発生気体総量(モル) 3.69モル/100グラム 固体状の燃焼生成物総量 5.3重量%(O/F=1.00) 4.4重量%(O/F=0.95)(3) Lithium nitrate, ammonium perchlorate and AZODN 5C 2 H 8 N 8 O 6 + 2LiNO 3 + 2NH 4 ClO 4 → 2LiCl + 24H 2 O + 10CO 2 + 22N 2 1200 138 234 84 432 440 440 616 = 1572 76.33% 8.78% 14.89% 5.34% 27.48% 27.99% 39.19% 0.127M 1.53M 0.636M 1.400M Total generated gas 94.7% by weight (O / F = 1.00) 95.6% by weight (O / F = 0.95) Total amount of generated gas (mol) 3.69 mol / 100 g Total amount of solid combustion products 5.3% by weight (O / F = 1.00) 4.4% by weight (O / F = 0) .95)

【0067】 (4) 硝酸ナトリウム、過塩素酸アンモニウムとAZODN 5C2H8N8O6 + 2NaNO3 + 2NH4ClO4 → 2NaCl + 24H2O + 10CO2 + 22N2 1200 170 234 116 432 440 616=1604 74.81% 10.60% 14.59% 7.23% 26.93% 27.43% 38.41% 0.125M 1.50M 0.623M 1.372M 発生気体総量 92.8重量% (O/F=1.00) 93.8重量% (O/F=0.95) 発生気体総量(モル) 3.50モル/100グラム 固体状の燃焼生成物総量 7.2重量%(O/F=1.00) 6.2重量%(O/F=0.95)(4) Sodium nitrate, ammonium perchlorate and AZODN 5C 2 H 8 N 8 O 6 + 2NaNO 3 + 2NH 4 ClO 4 → 2NaCl + 24H 2 O + 10CO 2 + 22N 2 1200 170 234 116 432 440 616 = 1604 74.81% 10.60% 14.59% 7.23% 26.93% 27.43% 38.41% 0.125M 1.50M 0.623M 1.372M Total generated gas 92.8% by weight (O / F = 1.00) 93.8% by weight (O / F) = 0.95) Total amount of generated gas (mol) 3.50 mol / 100 g Total amount of solid combustion products 7.2% by weight (O / F = 1.00) 6.2% by weight (O / F = 0) .95)

【0068】 (5) 硝酸カリウム、過塩素酸アンモニウムとAZODN 5C2H8N8O6 + 2KNO3 + 2NH4ClO4 → 2KCl + 24H2O + 10CO2 + 22N2 1200 202 234 148 432 440 616 = 1636 73.35% 12.35% 14.30% 9.05% 26.41% 26.89% 37.65% 0.122M 1.467M 0.611M 1.345M 発生気体総量 91.0重量% (O/F=1.00) 92.0重量% (O/F=0.95) 発生気体総量(モル) 3.42モル/100グラム 固体状の燃焼生成物総量 9.0重量%(O/F=1.00) 8.0重量%(O/F=0.95)(5) Potassium nitrate, ammonium perchlorate and AZODN 5C 2 H 8 N 8 O 6 + 2KNO 3 + 2NH 4 ClO 4 → 2KCl + 24H 2 O + 10CO 2 + 22N 2 1200 202 234 148 432 440 416 616 = 1636 73.35% 12.35% 14.30% 9.05% 26.41% 26.89% 37.65% 0.122M 1.467M 0.611M 1.345M Total generated gas 91.0% by weight (O / F = 1.00) 92.0% by weight (O / F = 0.95) Total amount of generated gas (mol) 3.42 mol / 100 g Total amount of solid combustion products 9.0% by weight (O / F = 1.00) 8.0% by weight (O / F = 0. 95)

【0069】 (6) 硝酸ストロンチウム、過塩素酸アンモニウムとAZODN 5C2H8N8O6 + Sr(NO3)2 + 2NH4ClO4 → SrCl2 + 24H2O + 10CO2 + 22N2 1200 212 234 157 432 440 616=1645 72.90% 12.89% 14.21% 9.54% 26.26% 26.75% 37.45% 0.061M 1.459M 0.608M 1.338M 発生気体総量 90.5重量% (O/F=1.00) 92.0重量% (O/F=0.95) 発生気体総量(モル) 3.405モル/100グラム 固体状の燃焼生成物総量 9.5重量%(O/F=1.00) 8.0重量%(O/F=0.95)(6) Strontium nitrate, ammonium perchlorate and AZODN 5C 2 H 8 N 8 O 6 + Sr (NO 3 ) 2 + 2NH 4 ClO 4 → SrCl 2 + 24H 2 O + 10CO 2 + 22N 2 1200 212 234 157 432 440 616 = 1645 72.90% 12.89% 14.21% 9.54% 26.26% 26.75% 37.45% 0.061M 1.459M 0.608M 1.338M Total generated gas 90.5% by weight (O / F = 1.00) 92.0% by weight % (O / F = 0.95) Total amount of generated gas (mol) 3.405 mol / 100 g Total amount of solid combustion products 9.5% by weight (O / F = 1.00) 8.0% by weight ( O / F = 0.95)

【0070】 (7) 過塩素酸アンモニウム、冷却剤としての炭酸リチウムとAZODN 14C2H8N8O6 + 9NH4ClO4 + 5Li2CO3 3360 1053 370 70.25% 22.01% 7.74% → 9LiCl + 1/2Li2O + 74H2O + 27CO2 + 6CO + 60 1/2N2 + 1/4O2 378 15 1332 1188 168 1694 8 = 4783 7.90% 0.31% 27.85% 24.84% 3.51% 35.42% 0.17% 0.188M 0.010M 1.547M 0.565M 0.125M 1.265M 0.005M 発生気体総量 91.79重量%(O/F=1.00) 92.00重量%(O/F=0.95) 発生気体総量(モル) 3.51モル/100グラム 3.73モル/100グラム 固体状の燃焼生成物総量 8.20重量%(O/F=1.00) 8.00重量%(O/F=0.95)(7) Ammonium perchlorate, lithium carbonate as coolant and AZODN 14C 2 H 8 N 8 O 6 + 9NH 4 ClO 4 + 5Li 2 CO 3 3360 1053 370 70.25% 22.01% 7.74% → 9LiCl + 1 / 2Li 2 O + 74H 2 O + 27CO 2 + 6CO + 60 1 / 2N 2 + 1 / 4O 2 378 15 1332 1188 168 1694 8 = 4783 7.90% 0.31% 27.85% 24.84% 3.51% 35.42% 0.17% 0.188M 0.010 M 1.547M 0.565M 0.125M 1.265M 0.005M Total amount of generated gas 91.79% by weight (O / F = 1.00) 92.00% by weight (O / F = 0.95) Total amount of generated gas (mol) 3. 51 mol / 100 g 3.73 mol / 100 g Total combustion products in solid form 8.20% by weight (O / F = 1.00) 8.00% by weight (O / F = 0.95)

【0071】 (8) 硝酸スカンジウム、過塩素酸アンモニウムとAZODN 2C2H8N8O6 + 1/3Sc(NO3)3 + 2/3NH4ClO4 480 77 78 75.59% 12.13% 12.28% → 1/3ScC12 + 9 1/3H2O + 4CO2 + 9N2 + 1/6O2 38 167.4 176 251 2.6 = 635 5.98% 26.36% 27.72% 39.53% 0.41% 0.05M 1.46M 0.63M 1.41M 0.01M 発生気体総量 94.0重量%(O/F=1.00) 3.51モル/100グラム(O/F=1.00)
固体状の燃焼生成物総量 6.0重量%(O/F=1.00)
(8) Scandium nitrate, ammonium perchlorate and AZODN 2C 2 H 8 N 8 O 6 + 1 / 3Sc (NO 3 ) 3 + 2 / 3NH 4 ClO 4 480 77 78 75.59% 12.13% 12.28% → 1 / 3ScC 12 + 9 1 / 3H 2 O + 4CO 2 + 9N 2 + 1 / 6O 2 38 167.4 176 251 2.6 = 635 5.98% 26.36% 27.72% 39.53% 0.41% 0.05M 1.46M 0.63M 1.41M 0.01M Emitted gas Total amount 94.0% by weight (O / F = 1.00) 3.51 mol / 100 g (O / F = 1.00)
Total weight of solid combustion products 6.0% by weight (O / F = 1.00)

【0072】 (9) 硝酸ナトリウムとAZODN 5C2H8N8O6 + 4NaNO3 → 2Na2O + 20H2O + 10CO2 + 22N2 1200 340 124 360 440 616 = 1540 77.92% 22.08% 8.05% 23.38% 28.57% 40.00% 0.130M 1.299M 0.649M 1.429M 発生気体総量 92.0重量% (O/F=1.00) 93.0重量% (O/F=0.95) 発生気体総量(モル) 3.38モル/100グラム 固体状の燃焼生成物総量 8.0重量%(O/F=1.00) 7.00重量%(O/F=0.95)(9) Sodium nitrate and AZODN 5C 2 H 8 N 8 O 6 + 4NaNO 3 → 2Na 2 O + 20H 2 O + 10CO 2 + 22N 2 1200 340 124 360 440 616 = 1540 77.92% 22.08% 8.05% 23.38 % 28.57% 40.00% 0.130M 1.299M 0.649M 1.429M Total generated gas 92.0% by weight (O / F = 1.00) 93.0% by weight (O / F = 0.95) Total generated gas (mol) 3.38 mol / 100 g Total amount of solid combustion products 8.0% by weight (O / F = 1.00) 7.00% by weight (O / F = 0.95)

【0073】 (10) 硝酸ストロンチウムとAZODN 5C2H8N8O6 + 2Sr(NO3) 2 → 2SrO + 20H2O + 10CO2 + 22N2 1200 424 208 360 440 616 = 1624 73.89% 26.11% 12.81% 22.17% 27.09% 37.93% 0.123M 1.232M 0.616M 1.355M 発生気体総量 87.2重量% (O/F=1.00) 89.3重量% (O/F=0.95) 発生気体総量(モル) 3.20モル/100グラム 固体状の燃焼生成物総量 12.8重量%(O/F=1.00) 10.7重量%(O/F=0.95)(10) Strontium nitrate and AZODN 5C 2 H 8 N 8 O 6 + 2Sr (NO 3 ) 2 → 2SrO + 20H 2 O + 10CO 2 + 22N 2 1200 424 208 360 440 616 = 1624 73.89% 26.11% 12.81 % 22.17% 27.09% 37.93% 0.123M 1.232M 0.616M 1.355M Total generated gas 87.2% by weight (O / F = 1.00) 89.3% by weight (O / F = 0.95) Total generated gas ( Mol) 3.20 mol / 100 g Total amount of combustion products in solid state 12.8% by weight (O / F = 1.00) 10.7% by weight (O / F = 0.95)

【0074】 (11) 過塩化酸カリウムとAZODN 2C2H8N8O6 + KClO4 → KCl + 8H2O + 4CO2 + 8N2 480 138 74 144 176 224 = 618 77.67% 22.33% 11.97% 23.30% 28.48% 36.25% 0.162M 1.294M 0.647M 1.295M 発生気体総量 88.03重量% (O/F=1.00) 89.90重量% (O/F=0.95) 発生気体総量(モル) 3.24モル/100グラム 3.56モル/100グラム 固体状の燃焼生成物総量 11.97重量%(O/F=1.00) 10.10重量%(O/F=0.95)(11) Potassium perchlorate and AZODN 2C 2 H 8 N 8 O 6 + KClO 4 → KCl + 8H 2 O + 4CO 2 + 8N 2 480 138 74 144 176 224 = 618 77.67% 22.33% 11.97% 23.30 % 28.48% 36.25% 0.162M 1.294M 0.647M 1.295M Total generated gas 88.03% by weight (O / F = 1.00) 89.90% by weight (O / F = 0.95) Total generated gas (mol) 3.24 mol / 100 g 3.56 mol / 100 g Total combustion products in solid form 11.97% by weight (O / F = 1.00) 10.10% by weight (O / F = 0.95)

【0075】 (12) アミノグアニジンヘキサニトラトセレートとAZODN CeC2H12N14O18 + 3C2H8N8O6 → CeO2 + 18H2O + 8CO2 + 19N2 660 720 172 324 352 532 = 1380 47.82% 52.18% 12.46% 23.48% 25.51% 38.55% = 100% 発生気体総量 87.54% 固体状の燃焼生成物総量 12.46%(12) Aminoguanidine hexanitratoserate and AZODN CeC 2 H 12 N 14 O 18 + 3 C 2 H 8 N 8 O 6 → CeO 2 + 18 H 2 O + 8 CO 2 + 19 N 2 660 720 172 324 352 352 532 = 1380 47.82% 52.18% 12.46% 23.48% 25.51% 38.55% = 100% Total generated gas 87.54% Total solid combustion products 12.46%

【0076】 (13) アミノグアニジンヘキサニトラトスカンデートとAZODN ScC2H12N14O18 + 3C2H8N8O6 → ScO2 + 18H2O + 8CO2 + 19N2 565 720 77 324 352 532 = 1285 43.97% 56.03% 5.99% 25.21% 27.39% 41.40% = 100% 発生気体総量 94.01% 固体状の燃焼生成物総量 5.99%[0076] (13) aminoguanidine hexane Sanitora Tosca emissions dating AZODN ScC 2 H 12 N 14 O 18 + 3C 2 H 8 N 8 O 6 → ScO 2 + 18H 2 O + 8CO 2 + 19N 2 565 720 77 324 352 532 = 1285 43.97% 56.03% 5.99% 25.21% 27.39% 41.40% = 100% Total gas generated 94.01% Total solid combustion products 5.99%

【0077】 上記のAZODNの理論的反応で示されているように、本発明にかかる燃料を
使用すれば相当に多量の気体が生成可能となり、ほぼ全ての場合で気体生成量が
90重量%を越えるものとなる。また、AZODNを使用した本発明にかかる気
体発生物質は、たとえ固体燃焼生成物を多く発生する場合でも、従来の気体発生
組成物と比較すればその発生量が低減される。
As shown by the above-mentioned theoretical reaction of AZODN, the use of the fuel according to the present invention makes it possible to generate a considerably large amount of gas. In almost all cases, the amount of gas generated is 90% by weight. Beyond. In addition, even when a large amount of solid combustion products are generated, the amount of the gas generating substance according to the present invention using AZODN is reduced as compared with a conventional gas generating composition.

【0078】 以下の記述では、硝酸アミノグアニジンと硝酸とを反応させて本発明の反応生
成物を得る具体的なプロセスについて説明する。さらに、この反応の結果得られ
た反応生成物を各種添加物とともに使用する場合に関しても説明を行い、その効
果を明らかにする。したがって、下記の実施例1から実施例12において、「A
ZODN」という用語は、実施例1で実際に得られた黄色の沈殿物を指すものと
する。なお、以下の実施例ではこの「AZODN」を使用するが、先に述べたよ
うに、硝酸と炭酸水素アミノグアニジンや硫酸アミノグアニジンなどの他のアミ
ノグアニジン塩との反応生成物を使用する場合でも、実質的には「AZODN」
を使用する場合と同等の結果が得られる。これについては、これら添加される塩
と硝酸との反応により得られる生成物が、実施例1の「AZODN」と同一特性
を有することを検証する追加試験を行い、その試験によって実証されている。
In the following description, a specific process for reacting aminoguanidine nitrate with nitric acid to obtain the reaction product of the present invention will be described. Further, the case where the reaction product obtained as a result of this reaction is used together with various additives will be described, and the effect will be clarified. Therefore, in Examples 1 to 12 below, “A
The term "ZODN" shall refer to the yellow precipitate actually obtained in Example 1. In the following examples, this "AZODN" is used, but as described above, even when a reaction product of nitric acid and another aminoguanidine salt such as aminoguanidine hydrogencarbonate or aminoguanidine sulfate is used. , Essentially "AZODN"
The result is equivalent to using. This has been demonstrated by an additional test which verifies that the product obtained by the reaction of these added salts with nitric acid has the same properties as "AZODN" of Example 1.

【0079】 実施例1 本発明に係る高酸素バランス燃料は、次のような方法で調製された。まず、硝
酸アミノグアニジン(AGN)10gを計量して400mlのガラス製ビーカー
に準備した。そこへ、体積約20〜25mlの水、または好適には蒸留水を加え
て、AGN/水のスラリーが調製された。このAGN/水 スラリーへ、ゆるや
かにかき混ぜつつ試薬等級の硝酸(70%)150mlを注ぐことにより、分散
液が形成され、その全体積は約170〜175mlとなった。最初に酸が加えら
れた時に10度の温度上昇がおこり、引き続き酸が加えられていくにつれ、温度
は元に戻った。その後、分散液は適度に攪拌されつつ、ホットプレート上で55
〜65℃で加熱された。その結果、残っていたAGNはすべて溶液中に溶解した
Example 1 A high oxygen balance fuel according to the present invention was prepared by the following method. First, 10 g of aminoguanidine nitrate (AGN) was weighed and prepared in a 400 ml glass beaker. Thereto, a volume of about 20-25 ml of water, or preferably distilled water, was added to prepare an AGN / water slurry. By pouring 150 ml of reagent grade nitric acid (70%) into this AGN / water slurry with gentle stirring, a dispersion was formed, the total volume of which was about 170-175 ml. A 10 degree temperature increase occurred when the acid was first added, and the temperature returned to normal as acid was added. Thereafter, while the dispersion liquid is appropriately stirred, the dispersion liquid is placed on a hot plate for 55 minutes.
Heated at 6565 ° C. As a result, all the remaining AGN was dissolved in the solution.

【0080】 溶液の色が無色透明から淡黄色、そして濃い明黄色(重クロム酸カリウム溶液
の色に類似)へ変化するまでの間、温度を55〜65℃に維持して継続して加熱
した。ここでは、フード内で行い、かつ氷浴槽を用意しておくことが強く勧めら
れる。さらに、反応は上限温度が65℃を超えないよう制限する必要がある。発
熱が始まる直前に、溶液の色がより濃い黄色へと転化することが認められる。
The temperature was maintained at 55-65 ° C. until the color of the solution changed from clear and colorless to pale yellow and deep light yellow (similar to the color of potassium dichromate solution), and heating was continued. . It is strongly recommended that you do this in a hood and have an ice tub. In addition, the reaction must be limited so that the maximum temperature does not exceed 65 ° C. Immediately before the exotherm begins, the color of the solution is observed to convert to a deeper yellow.

【0081】 ビーカーを氷浴槽中に置くことで内容物は冷却され、起沸が沈静化する。反応
混合物を0〜5℃の氷浴槽中に置くと、12℃以下に冷却されたときに黄色の沈
殿物が現れた。黄色の沈殿物を真空濾過し、蒸留水で数回にわたり洗浄した。そ
の後、沈殿物をエタノールで数回洗浄し、62℃で乾燥した。
By placing the beaker in an ice bath, the contents are cooled and the effervescence subsides. The reaction mixture was placed in an ice bath at 0-5 <0> C and a yellow precipitate appeared when cooled below 12 <0> C. The yellow precipitate was vacuum filtered and washed several times with distilled water. Thereafter, the precipitate was washed several times with ethanol and dried at 62 ° C.

【0082】 実施例2 図3は実施例1で述べた処理により生成した生成物の赤外吸収スペクトルを示
す。上記吸収スペクトルを、文献「 Anal.Chem .23, 1594(1951)」より引用した、
二硝酸アゾジカルバミジンの赤外線吸収スペクトルと比較している。図3を、図
11に示す上記参照用のスペクトルと比較すると、本発明の合成アゾビスホルム
アミジン系の反応生成物は、二硝酸1,1'-アゾジホルムアミジン(二硝酸アゾ
ジカルバミジン)であると考えられる。
Example 2 FIG. 3 shows the infrared absorption spectrum of the product produced by the treatment described in Example 1. The above absorption spectrum was cited from the document `` Anal.Chem. 23, 1594 (1951) ''
Comparison with the infrared absorption spectrum of azodicarbamidine dinitrate. When FIG. 3 is compared with the reference spectrum shown in FIG. 11, the reaction product of the synthetic azobisformamidine system of the present invention is 1,1′-azodiformamidine dinitrate (azodicarbamidine dinitrate). ).

【0083】 実施例3 示差走査熱量測定法(DSC)を用いて、実施例1で得られた洗浄後の反応生
成物と、熱老化させた( 107℃で17日間)反応生成物との間で熱安定度を比
較した。この洗浄後反応生成物と熱老化反応生成物とのDSCプロットから、老
化(エイジング)による該生成物の発熱ピーク温度及び発熱開始温度の変化量は
、ごくわずかであることが判明した。具体的には、発熱開始温度は160.82
℃から170.21℃に変化し、発熱ピーク温度は183.32℃から185.
47℃ヘ変化した。このように本発明のAZODN燃料は良好なエイジング特性
を示す。
Example 3 Using the differential scanning calorimetry (DSC), the reaction product after washing obtained in Example 1 was heat-aged (at 107 ° C. for 17 days). And the thermal stability was compared. From the DSC plot of the reaction product after washing and the heat aging reaction product, it was found that the amount of change in the exothermic peak temperature and the exothermic onset temperature of the product due to aging was very small. Specifically, the heat generation starting temperature is 160.82
° C to 170.21 ° C, and the exothermic peak temperature changes from 183.32 ° C to 185.
Changed to 47 ° C. Thus, the AZODN fuel of the present invention shows good aging characteristics.

【0084】 実施例4 実施例1の方法によって生成された、酸化剤などの添加物を含まない純粋のA
ZODN粉末は、外界温度かつ大気圧下での点火により、急激な自然爆燃を起こ
した。すなわち、実施例1の高酸素バランス燃料( サンプル) を少量(1/2g
)時計皿の中央に盛り、火の点いた軸木を当該サンプルに差し込んだ。サンプル
は、無煙ライフル火薬のように、すぐに着火し、その燃焼は急速かつ清浄であっ
た。このように本発明のAZODN燃料は急激な自己燃焼をするので、異種混合
および/またはハイブリッド方式の膨張装置、または、自己点火剤(AIP)や
、着火単独方式のガス発生装置に、非常に有効に使用可能である。
Example 4 Pure A produced by the method of Example 1 without additives such as oxidizing agents
The ZODN powder caused rapid spontaneous deflagration by ignition at ambient temperature and atmospheric pressure. That is, a small amount (1/2 g) of the high oxygen balance fuel (sample) of Example 1 was used.
) Placed in the center of the watch glass and inserted a lit stalk into the sample. The sample ignited immediately, like a smokeless rifle gunpowder, and its burning was rapid and clean. As described above, the AZODN fuel of the present invention performs rapid self-combustion, so that it is very effective for a heterogeneous and / or hybrid type expansion device, an auto-igniting agent (AIP), and a gas generation device of ignition only type. It can be used for

【0085】 実施例5 予め計量されたアルミニウム製の天秤皿に本発明のAZODNを0.269載
せ、火の点いた軸木で点火した。点火後、天秤皿を再度計量した。AZODN反
応生成物中、0.005gの淡褐色の残留物が残り、燃焼残差は1.84重量%
であった。
Example 5 0.269 AZODN of the present invention was placed on a pre-weighed aluminum balance dish, and ignited with a lighted shaft. After ignition, the pan was weighed again. 0.005 g of a light brown residue remained in the AZODN reaction product, and the combustion residue was 1.84% by weight.
Met.

【0086】 本発明のAZDON反応生成物を含んでんる小型の推進剤バッチについて、感
度、熱老化、損失重量、並びに弾道特性を求めるためにさらに実験を行った。生
成物および当該生成物からなる各種推進剤の密度は、その重量とペレット寸法と
を測定して求められ、1.66g/cc以上であった。
Further experiments were performed on small propellant batches containing the AZDON reaction product of the present invention to determine sensitivity, heat aging, weight loss, and ballistic properties. The density of the product and various propellants composed of the product was determined by measuring the weight and the pellet size, and was 1.66 g / cc or more.

【0087】 実施例6 本発明の純粋なAZODNを1/4インチ×5/8インチの圧縮ペレットに形
成し、ストランド爆弾状態で、酸化剤などの添加物なしで燃焼させると、100
psi、500psi、750psiでそれぞれ0.122、0.342、0.
428ips( インチ/秒)の燃焼率を示した。これらの燃焼率から、燃焼指数
(burning rate exponent) は0.63と求められた。
EXAMPLE 6 Pure AZODN of the present invention was formed into 1/4 inch by 5/8 inch compacted pellets and fired in a strand bomb state without additives such as oxidizing agents to give 100%.
0.122, 0.342, .0 at psi, 500 psi, and 750 psi, respectively.
It exhibited a burn rate of 428 ips (inch / second). From these combustion rates, the combustion index
(burning rate exponent) was determined to be 0.63.

【0088】 実施例7 酸化剤および捕捉剤としての硝酸ナトリウム(SN)を10.60%、過塩素
酸アンモニウム(AP)を14.59%、本発明のAZDONを74.81%含
む推進剤( バッチナンバー11899)を、燃焼に際しO/F比率1.0を与え
るように調製し、燃焼させたところ、組成物100gにつき、7%の固体状の燃
焼生成物、およびほぼ無害なガス3.7モルが生成された。この調製では、50
0psi、750psiでそれぞれ0.32ips、0.46ipsの燃焼率を
示した。これらの燃焼率から、圧力指数は0.90と求められた。
Example 7 A propellant containing 10.60% of sodium nitrate (SN) as an oxidizing agent and a scavenger, 14.59% of ammonium perchlorate (AP), and 74.81% of AZDON of the present invention ( Batch No. 11899) was prepared to give an O / F ratio of 1.0 on combustion and was fired to give 7% solid combustion products per 100 grams of composition and 3.7 harmless gases. Mole was produced. In this preparation, 50
At 0 psi and 750 psi, the burn rates were 0.32 ips and 0.46 ips, respectively. From these combustion rates, the pressure index was determined to be 0.90.

【0089】 実施例8 硝酸ナトリウム(SN)酸化剤を22.05%、本発明のAZDONを77.
92%含む推進剤( バッチナンバー11900)を調製し、燃焼させたところ、
組成物100gにつき、固体状の燃焼生成物レベルは8%、ほぼ無害なガスの生
成は3.4モルであった。1/4インチ×5/8インチのペレットとしてその弾
動特性について実験したところ、250psi、500psi、750psi、
1000psi、および1250psiでそれぞれ、0.17ips、0.32
ips、0.47ips、0.59ips、および0.73ipsの燃焼率を示
した。これらの燃焼率から、圧力指数は0.90と求められた。
Example 8 22.05% of sodium nitrate (SN) oxidizing agent and AZDON of the present invention at 77.
Propellant containing 92% (batch number 11900) was prepared and burned,
For 100 g of the composition, the solid combustion product level was 8% and the production of almost harmless gas was 3.4 mol. When tested for its elastic properties as 1/4 inch x 5/8 inch pellets, 250 psi, 500 psi, 750 psi,
0.17 ips and 0.32 at 1000 psi and 1250 psi, respectively.
It exhibited burn rates of ips, 0.47 ips, 0.59 ips, and 0.73 ips. From these combustion rates, the pressure index was determined to be 0.90.

【0090】 実施例9 炭酸リチウム(LC)捕捉剤・冷却剤を7.74%、AP酸化剤を22.01
%、および本発明のAZDONを70.25%含む推進剤( バッチナンバー11
901)は、500psiで0.34ipsの燃焼率を示したが、24時間の間
、107℃下にさらした結果5.9%の深刻な重量損失を伴った。本調製に対す
る示差走査熱量測定では、発熱開始温度が146℃、発熱ピーク温度が179℃
を示した。
Example 9 Lithium carbonate (LC) scavenger / coolant 7.74%, AP oxidizer 22.01
%, And a propellant containing 70.25% of the AZDON of the present invention (batch number 11
901) showed a burn rate of 0.34 ips at 500 psi, but with a severe weight loss of 5.9% as a result of exposure to 107 ° C. for 24 hours. In the differential scanning calorimetry for this preparation, the exothermic onset temperature was 146 ° C, and the exothermic peak temperature was 179 ° C.
showed that.

【0091】 実施例10 捕捉剤/酸化剤としての硝酸カリウム(KN)を12.35%、過塩素酸アン
モニウム(AP)を14.3%、本発明のAZDONを73.35%含む推進剤
( バッチナンバー11903)を、燃焼に際しO/F比率1.0を与えるように
調製し、燃焼させたところ、組成物100gにつき、固体状の燃焼生成物レベル
は9%、ほぼ無害なガスの生成は3.6モルであった。1/4インチ×5/8イ
ンチのペレットとしてその弾動特性につき実験したところ、この調製では、50
0psi、750psiでそれぞれ、0.40ips、0.52ipsの燃焼率
を示し、圧力指数は0.56であった。
Example 10 Propellant containing 12.35% of potassium nitrate (KN), 14.3% of ammonium perchlorate (AP) and 73.35% of AZDON of the present invention as a scavenger / oxidizer
(Batch No. 11903) was prepared to give an O / F ratio of 1.0 on combustion and was fired to give a solid combustion product level of 9% per 100 g of composition, producing almost harmless gas. Was 3.6 mol. When tested for its ballistic properties as 1/4 inch by 5/8 inch pellets, this preparation yielded 50
At 0 psi and 750 psi, the burn rates were 0.40 ips and 0.52 ips, respectively, and the pressure index was 0.56.

【0092】 実施例11 硝酸ストロンチウム(SrN)を12.89%、APを14.21%、本発明
のAZDONを72.90%含む推進剤( バッチナンバー11905)を、燃焼
に際しO/F比率1.0を与えるように調製し(SrNはクリンカ・捕捉剤・酸
化剤として作用する)、燃焼させたところ、組成物100gにつき、固体状の燃
焼生成物レベルは9.5%、ほぼ無害なガスの生成は3.5モルであった。この
混合物は、500psi、1000psiでそれぞれ、0.34ips、0.6
1ipsの燃焼率を示し、圧力指数は0.85であった。
Example 11 A propellant containing 12.89% of strontium nitrate (SrN), 14.21% of AP, and 72.90% of AZDON of the present invention (batch number 11905) was used for combustion at an O / F ratio of 1 2.0 (SrN acts as a clinker / scavenger / oxidizer) and is burned to give a solid combustion product level of 9.5% per 100 g of composition, an almost harmless gas. Was 3.5 moles. The mixture was 0.34 ips and 0.6 psi at 500 psi and 1000 psi, respectively.
It exhibited a burn rate of 1 ips and a pressure index of 0.85.

【0093】 各種推進剤混合物の発熱開始温度および発熱ピーク温度は、表8に示されてい
る。これら温度は、上記サンプルの各々について行われた示差走査熱量測定結果
から求められた。
The exothermic onset temperatures and exothermic peak temperatures for the various propellant mixtures are shown in Table 8. These temperatures were determined from the results of differential scanning calorimetry performed on each of the samples.

【0094】[0094]

【表8】 [Table 8]

【0095】 AZODN推進剤の上記実施例の加圧下条件での燃焼率は、下記の表9に示す
とおりである。
The burning rates of the AZODN propellant under the conditions of the above-mentioned examples under pressure are shown in Table 9 below.

【0096】[0096]

【表9】 [Table 9]

【0097】 表10は、上記の様々なAZODN調製物に関し、エイジング(経時)による
重量損失を示したものである。
Table 10 shows the weight loss due to aging (aging) for the various AZODN preparations described above.

【0098】[0098]

【表10】 [Table 10]

【0099】 上記実施例のサンプルは濾過、洗浄、および乾燥されているが、再結晶化され
ていないAZODNである。表10は、107℃および90℃でエイジングが加
速的に行われた場合でも、重量損失がほとんど見られなかったことを示している
。ペレット(直径1/2インチ×高さ1/2インチ)は、いずれかのエイジング
用オーブンに入れるに際し、予め62℃( 減圧無し) で乾燥させたものであった
。第一日目( 24時間) 経過中に重量損失が幾分生じたが、これは水性または非
水性の揮発性内容物によるもののようである。
The sample of the above example is AZODN which has been filtered, washed and dried but not recrystallized. Table 10 shows that little weight loss was seen when aging was performed at 107 ° C. and 90 ° C. at an accelerated rate. The pellets (1/2 inch in diameter x 1/2 inch in height) were previously dried at 62 ° C (no reduced pressure) before being placed in any of the aging ovens. Some weight loss occurred during the course of the first day (24 hours), likely due to aqueous or non-aqueous volatile contents.

【0100】 実施例12 上記推進剤の各サンプルを、そのO/F比率が0.90、0.95となるよう
再調製した場合、固体状の燃焼生成物レベルは6ないし7.5%の範囲となった
。AP/AZODNの系(この系では、捕捉剤は塩化水素の生成を防止し、また
それを除去する) において、捕捉剤・酸化剤としてのKNに代えてSNを使用す
ると、O/F比率が0.95、0.90での固体状の燃焼生成物レベルはそれぞ
れ、6%および4.5%でとなった。
Example 12 When each sample of the above propellant was re-prepared to have an O / F ratio of 0.90, 0.95, the level of solid combustion products was between 6 and 7.5%. Range. In the AP / AZODN system (in which the scavenger prevents and removes hydrogen chloride), the use of SN instead of KN as scavenger / oxidizer results in a lower O / F ratio. The solid combustion product levels at 0.95 and 0.90 were 6% and 4.5%, respectively.

【0101】 純粋なAZODN同様、本発明の高酸素バランス燃料を利用した推進剤バッチ
では、粉末形態での実験の際に呈した衝撃、摩擦、静電気感度にかかる危険特性
は、いずれも許容範囲内であった。初期の推進剤衝撃実験では10件すべてにつ
いて50cmで2.5kg( 100kg−cm)という陰性の結果が出た。より
乾燥させた材料を用いての後期実験でも、危険特性は許容範囲内であった。ただ
し、これら後期実験で得られた衝撃実験値は幾分大きな感度を示し、たとえば5
0kg−cmであった。静電放電実験では、10件すべてについて6ジュール、
5kVという陰性の結果が出た。摩擦実験(ABL型)においても、10件すべ
てについて300psi−90°という陰性の結果が出、LS、SN、KN推進
剤( 以下の実施例を参照) についても1800psi−90°という陰性の結果
が出た。
Like the pure AZODN, the propellant batch using the high oxygen balance fuel according to the present invention has all of the permissible characteristics of impact, friction and electrostatic sensitivity exhibited in the experiment in powder form within the allowable range. Met. Initial propellant impact tests all gave a negative result of 2.5 kg (100 kg-cm) at 50 cm for all 10 cases. In later experiments with the dried material, the hazard properties were still acceptable. However, the shock experimental values obtained in these later experiments show somewhat higher sensitivity, for example, 5
It was 0 kg-cm. In the electrostatic discharge experiment, 6 joules for all 10 cases,
A negative result of 5 kV was obtained. Also in the friction test (ABL type), a negative result of 300 psi-90 ° was obtained for all 10 cases, and a negative result of 1800 psi-90 ° was also obtained for the LS, SN, and KN propellants (see Examples below). Came out.

【0102】 実施例1の方法で調製されたAZODNと考えられる高酸素バランス生成物の
サンプルのいくつかにつき、示差走査熱量測定(DSC)、高温での加速エイジ
ング試験などを含む熱安定性を考察した。硝酸ストロンチウム(SrN)、過塩
素酸アンモニウム(AP)、および未再結晶化AZODNそれぞれを12.9重
量%、14.2重量%、72.9重量%含む推進剤に関して、DSCにて得られ
た結果では、その発熱開始温度は161℃を、本格的な分解温度は184.5℃
を示した。
For some of the samples of high oxygen balance products that are considered AZODN prepared by the method of Example 1, the thermal stability including differential scanning calorimetry (DSC), accelerated aging test at high temperature, etc. is considered. did. Obtained by DSC for propellants containing 12.9%, 14.2%, 72.9% by weight of strontium nitrate (SrN), ammonium perchlorate (AP), and unrecrystallized AZODN respectively. As a result, the exothermic onset temperature was 161 ° C, and the full decomposition temperature was 184.5 ° C.
showed that.

【0103】 DSCの結果によれば、上記推進剤すべてについてその発熱分解開始温度は約
160℃であった。これは、本発明の高酸素バランス燃料またはAZODNを含
む推進剤は、自己点火剤(AIP)との併用を必須要件としないことを示唆して
いる。純粋AZODN並びにAZODNを含む推進剤はいずれも、低操作圧力で
の高燃焼率と、低いが許容範囲内の自己点火温度と許容範囲内の圧力指数とを、
いずれも達成しているので、本発明は容積や重量が限られた膨張装置(inflator)
に極めて有効に適用可能である。加えて、これら膨張装置がアルミニウム、高性
能プラスチック、低ゲージな鋼鉄成分などから成るものであれば、本発明の推進
剤を用いて該膨張装置を操作することにより、膨張装置が粉砕されずに破裂する
ことを合格要件とする焼却試験(bonfire test)をより高率でパスすることが可能
となろう。
According to the DSC results, the exothermic decomposition onset temperature of all the propellants was about 160 ° C. This suggests that the propellant containing the high oxygen balance fuel or AZODN of the present invention does not necessarily require the use with an auto-ignition agent (AIP). Both pure AZODN and propellants containing AZODN have high burning rates at low operating pressures, low but acceptable autoignition temperatures and acceptable pressure exponents.
Since both have been achieved, the present invention provides an inflator with limited volume and weight.
Can be applied very effectively. In addition, if these expansion devices are made of aluminum, high-performance plastic, low-gauge steel components, etc., by operating the expansion devices using the propellant of the present invention, the expansion devices are not crushed. It would be possible to pass a higher rate of the bonfire test, which requires a burst to pass.

【0104】 実施例13 本発明の高酸素バランス燃料は、実施例1の方法に従い、ただ硝酸アミノグア
ニジンに代えて重炭酸アミノグアニジンを硝酸との組合せで使用して調製される
。これにより第2の形態にかかる高酸素バランス燃料が提供される。
Example 13 A high oxygen balance fuel of the present invention is prepared according to the method of Example 1 using aminoguanidine bicarbonate in combination with nitric acid instead of aminoguanidine nitrate. Thereby, the high oxygen balance fuel according to the second embodiment is provided.

【0105】 実施例14 本発明の高酸素バランス燃料は、実施例1の方法に従い、ただ硝酸アミノグア
ニジンに代えて硫酸アミノグアニジンを硝酸との組合せで使用して調製される。
これにより第3の形態にかかる高酸素バランス燃料が提供される。
Example 14 A high oxygen balance fuel of the present invention is prepared according to the method of Example 1 using aminoguanidine sulfate in combination with nitric acid instead of aminoguanidine nitrate.
This provides a high oxygen balance fuel according to the third embodiment.

【0106】 実施例15 本発明の高酸素バランス燃料は、実施例1の方法に従い、ただ硝酸アミノグア
ニジンに代えて硫酸アミノグアニジンを硝酸との組合せで使用して調製される。
さらに上記実施例1の方法で使用された酸を上記硝酸成分として用いることで、
第4の形態にかかる高酸素バランス燃料が提供される。すなわち、本発明の燃料
が回収された後に硝酸を再利用することが出来るので、最終製品の収率が改善さ
れる。アミノグアニジン酸塩の種類や、該アミノグアニジン酸塩が初期反応また
は後続する反応に使用されるか否かに関わらず、一反応に使用された硝酸は、そ
れに後続する反応に使用することができる。
Example 15 A high oxygen balance fuel of the present invention is prepared according to the method of Example 1 using aminoguanidine sulfate in combination with nitric acid instead of aminoguanidine nitrate.
Further, by using the acid used in the method of Example 1 as the nitric acid component,
A high oxygen balance fuel according to a fourth aspect is provided. That is, since the nitric acid can be reused after the fuel of the present invention is recovered, the yield of the final product is improved. Regardless of the type of aminoguanidate and whether the aminoguanidate is used in the initial reaction or in subsequent reactions, the nitric acid used in one reaction can be used in subsequent reactions .

【0107】 図4は実施例1のAZODNに関し、補足的に添付したDSCグラフである。
この図からわかるように、発熱開始温度は約160℃、本格的な分解が起こった
のは185.1℃であった。図5は、実施例13の方法により生成された燃料(
第2の形態)のDSCグラフであり、発熱開始温度は157.69℃、本格的な
分解が起こったのは184.98℃であった。つまり、重炭酸アミノグアニジン
を使用した実施例13の燃料は、実施例1の燃料と実質的に同等であり、二硝酸
アゾジホルムアミジンである。本発明では、アミノグアニジン塩として重炭酸ア
ミノグアニジンを使用することが好ましい。
FIG. 4 is a supplementary DSC graph relating to AZODN of Example 1.
As can be seen from this figure, the exothermic onset temperature was about 160 ° C, and the actual decomposition occurred at 185.1 ° C. FIG. 5 shows the fuel produced by the method of Example 13 (
FIG. 4 is a DSC graph of the second embodiment), wherein the exothermic onset temperature was 157.69 ° C., and 184.98 ° C. at which full-scale decomposition occurred. That is, the fuel of Example 13 using aminoguanidine bicarbonate is substantially equivalent to the fuel of Example 1, and is azodiformamidine dinitrate. In the present invention, it is preferable to use aminoguanidine bicarbonate as the aminoguanidine salt.

【0108】 図6は、実施例14の方法により生成された燃料(第3の形態)のDSCグラ
フであり、発熱開始温度は150.39℃、本格的な分解が起こったのは182
.44℃であった。つまり、硫酸アミノグアニジンを使用した実施例14の燃料
は、実施例1の燃料と実質的に同等であり、二硝酸アゾジホルムアミジンである
FIG. 6 is a DSC graph of the fuel (third embodiment) produced by the method of Example 14, with an exothermic onset temperature of 150.39 ° C. and full-scale decomposition occurring at 182.
. 44 ° C. That is, the fuel of Example 14 using aminoguanidine sulfate is substantially equivalent to the fuel of Example 1, and is azodiformamidine dinitrate.

【0109】 図7、図8、および図9は実施例1、13、14にかかる燃料の、赤外線スペ
クトルをそれぞれ順に示している。図10(a)〜(d)もまた、実施例15、
1、13、および14の燃料の赤外線スペクトルをそれぞれ順に示している。こ
れらスペクトルと文献「 Analytical Chemistry Vol. 23, p.1594 (1951)」から引
用した、図11に示す赤外線スペクトルとの比較から、硝酸アミノグアニジン、
重炭酸アミノグアニジン、硫酸アミノグアニジン、などアミノグアニジン塩を使
用した本発明の高酸素バランス燃料は、二硝酸アゾジホルムアミジンであること
を示している(produce) 。実施例15にかかる酸の再利用のケースでも同等のこ
とがいえる。
FIG. 7, FIG. 8, and FIG. 9 show infrared spectra of the fuels according to Examples 1, 13, and 14, respectively, in order. 10 (a) to 10 (d) also show Example 15,
The infrared spectra of fuels 1, 13, and 14 are shown in order, respectively. Comparison of these spectra with the infrared spectra shown in FIG. 11 quoted from the document "Analytical Chemistry Vol. 23, p. 1594 (1951)" shows that aminoguanidine nitrate,
The high oxygen balance fuel of the present invention using aminoguanidine salts, such as aminoguanidine bicarbonate, aminoguanidine sulfate, etc., has been shown to be azodiformamidine dinitrate. The same can be said for the case of acid reuse according to Example 15.

【0110】 表11ないし15は、硝酸アミノグアニジン、重炭酸アミノグアニジン、硫酸
アミノグアニジン、またはその組み合わせから生成された典型的なAZODNの
使用について示す。表11に示す結果から明らかなように、生成物中の灰の総量
の割合は低く、燃焼温度は許容範囲内であり、危険度試験の結果は「許容範囲内
」を意味する「Green」である。特に、表11は、結合剤を用いずに、異な
る5通りの調合により得られたAZODNそれぞれが有する推進剤特性を表して
いる。
Tables 11 to 15 show the use of typical AZODN produced from aminoguanidine nitrate, aminoguanidine bicarbonate, aminoguanidine sulfate, or a combination thereof. As is evident from the results shown in Table 11, the proportion of the total amount of ash in the product is low, the combustion temperature is within the allowable range, and the result of the risk test is “Green” which means “within the allowable range”. is there. In particular, Table 11 shows the propellant properties of each of the AZODNs obtained with five different formulations without using a binder.

【0111】 表12はAZODN推進剤の組成物として結合剤を使用した場合の評価を表し
、特に、PACポリマー社製のQPAC−40結合剤(ポリカーボネート)とイ
ーストマン・ケミカル社製のCAB(ブチル酢酸セルロース)とを比較している
。この表から、概して、結合剤成分が増加するとAZODN推進剤組成の初期衝
突耐久力が増加することが判る。
Table 12 shows the evaluation when a binder was used as the composition of the AZODN propellant. In particular, QPAC-40 binder (polycarbonate) manufactured by PAC Polymer and CAB (butyl) manufactured by Eastman Chemical Company were used. Cellulose acetate). From this table, it can be seen that generally, as the binder component increases, the initial impact durability of the AZODN propellant composition increases.

【0112】 表13ないし表15は、QPZC−40結合剤を含ませた、または含ませない
様々なAZODN推進剤組成において、そのアニーリング時間と粒子サイズとが
圧縮耐性や燃焼率に及ぼす影響を表している。
Tables 13 through 15 show the effect of annealing time and particle size on compression resistance and burn rate for various AZODN propellant compositions with and without the QPZC-40 binder. ing.

【0113】[0113]

【表11】 [Table 11]

【0114】[0114]

【表12】 [Table 12]

【0115】[0115]

【表13】 [Table 13]

【0116】[0116]

【表14】 [Table 14]

【0117】[0117]

【表15】 [Table 15]

【0118】[0118]

【表16】 [Table 16]

【0119】 表16は、硝酸アミノグアニジン、硫酸アミノグアニジン、重炭酸アミノグア
ニジンなどのアミノグアニジン塩と、硝酸との反応から生成される本発明のガス
生成推進剤組成物を用い、フィルタリングを行わずに膨張実験をした際に生成さ
れた、不溶性および可溶性分解生成物の量を示す。特にこの実験では、フィルタ
リング収集システムを備えていないPD−67フルサイズ重量実験膨張装置点火
ユニットを使用している。推進剤サンプルは、60リットルのタンク内で点火さ
れた後洗浄され、タンク内の固体状の分解生成物量を計測した。生成された固体
状の分解生成物のpHも測定した。上記表16からわかるように、分解生成物の
pHは相対的に中性である。これは、衝突に際して、エアバッグユニット中で本
発明の推進剤が使用される自動車の乗員に対し、害を与えないという点で重要で
ある。さらに、フィルタリングされていない不溶性、可溶性分解生成物の量は比
較的少ない。
Table 16 shows that the gas generating propellant composition of the present invention produced from the reaction of aminoguanidine salts such as aminoguanidine nitrate, aminoguanidine sulfate and aminoguanidine bicarbonate with nitric acid was used without filtering. 2 shows the amounts of insoluble and soluble degradation products produced during the swelling experiment. In particular, this experiment used a PD-67 full-size weight experimental inflator ignition unit without a filtering collection system. The propellant sample was washed after being ignited in a 60 liter tank, and the amount of solid decomposition products in the tank was measured. The pH of the solid decomposition product formed was also measured. As can be seen from Table 16 above, the pH of the decomposition products is relatively neutral. This is important in that it does not harm the occupants of the vehicle in which the propellant of the invention is used in the airbag unit in the event of a collision. In addition, the amount of unfiltered, insoluble, soluble degradation products is relatively small.

【0120】 上記実施例と対応する試験から判るように、本発明の高酸素バランス燃料、好
適には二硝酸アゾジホルムアミジンは、魅力的な推進剤特性を呈し、様々な着火
性ガス発生環境で利用できる。
As can be seen from the above examples and corresponding tests, the high oxygen balance fuels of the present invention, preferably azodiformamidine dinitrate, exhibit attractive propellant properties and can be used in a variety of ignitable gas generating environments. Available at

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1は、本発明にかかる組成物とともに使用されうる、従来型の助手席側膨張
装置である。
FIG. 1 is a conventional passenger-side inflation device that can be used with the composition according to the present invention.

【図2】 図2は、本発明にかかる組成物とともに使用されうる、従来型の運転手側膨張
装置である。
FIG. 2 is a conventional driver-side inflation device that can be used with the composition according to the present invention.

【図3】 図3は、本発明の実施例1に係る反応生成物の赤外吸収スペクトルを示す。FIG. 3 shows an infrared absorption spectrum of a reaction product according to Example 1 of the present invention.

【図4】 図4は、本発明の実施例1に係る反応生成物の示差走査熱量測定を示す。FIG. 4 shows the differential scanning calorimetry of the reaction product according to Example 1 of the present invention.

【図5】 図5は、本発明の実施例2に係る反応生成物の示差走査熱量測定を示す。FIG. 5 shows differential scanning calorimetry of a reaction product according to Example 2 of the present invention.

【図6】 図6は、本発明の実施例3に係る反応生成物の示差走査熱量測定を示す。FIG. 6 shows differential scanning calorimetry of a reaction product according to Example 3 of the present invention.

【図7】 図7は、本発明の実施例1に係る反応生成物の赤外吸収スペクトルを示す。FIG. 7 shows an infrared absorption spectrum of a reaction product according to Example 1 of the present invention.

【図8】 図8は、本発明の実施例2に係る反応生成物の赤外吸収スペクトルを示す。FIG. 8 shows an infrared absorption spectrum of a reaction product according to Example 2 of the present invention.

【図9】 図9は、本発明の実施例3に係る反応生成物の赤外吸収スペクトルを示す。FIG. 9 shows an infrared absorption spectrum of a reaction product according to Example 3 of the present invention.

【図10】 図10(a)〜(d)は、本発明の実施例4、1、2、3に係る反応生成物の
赤外吸収スペクトルをそれぞれ順に示す。
10 (a) to 10 (d) show infrared absorption spectra of reaction products according to Examples 4, 1, 2, and 3 of the present invention, respectively.

【図11】 図11は、従来測定された二硝酸アゾジカルバミジンの赤外吸収スペクトルを
示す。
FIG. 11 shows an infrared absorption spectrum of azodicarbamidine dinitrate measured conventionally.

【図12】 図12は、本発明の反応生成物を点火した場合の典型的な推移を示したグラフ
である。
FIG. 12 is a graph showing a typical transition when the reaction product of the present invention is ignited.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グレソ,アローン,ジェイ. アメリカ合衆国,ヴァージニア州 22701, カルペパー,フレンドシップ ウェイ ナ ンバー 102 600 (72)発明者 シェッフィー,ロバート,エス. アメリカ合衆国,ヴァージニア州 22079, ロートン,エリコ コート 9450──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Greso, Alone, Jay. United States, Virginia 22701, Culpeper, Friendship Way Number 102 600 (72) Inventor Sheffi, Robert, S.S. 22079, Virginia, USA Lawton, Jericho Court 9450

Claims (25)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高酸素バランス燃料を含んでなる着火式気体発生組成物であって、 前記高酸素バランス燃料は、硝酸とアミノグアニジン塩との反応により得られ
る固体状の黄色反応生成物である、着火式気体発生組成物。
1. An ignitable gas generating composition comprising a high oxygen balance fuel, wherein the high oxygen balance fuel is a solid yellow reaction product obtained by a reaction between nitric acid and an aminoguanidine salt. , Ignition type gas generating composition.
【請求項2】 前記アミノグアニジン塩が、重炭酸アミノグアニジン、硫酸アミノグアニジン
、およびそれらの混合物からなる群より選択されるいずれかである、請求項1に
記載の着火式気体発生組成物。
2. The ignitable gas generating composition according to claim 1, wherein the aminoguanidine salt is any one selected from the group consisting of aminoguanidine bicarbonate, aminoguanidine sulfate, and a mixture thereof.
【請求項3】 前記高酸素バランス燃料が、2重量%〜100重量%の割合で含まれてなる請
求項2に記載の着火式気体発生組成物。
3. The ignitable gas generating composition according to claim 2, wherein the high oxygen balance fuel is contained in a ratio of 2% by weight to 100% by weight.
【請求項4】 前記高酸素バランス燃料が、40重量%〜100重量%の割合で含まれてなる
請求項3に記載の着火式気体発生組成物。
4. The ignitable gas generating composition according to claim 3, wherein the high oxygen balance fuel is contained in a ratio of 40% by weight to 100% by weight.
【請求項5】 前記アミノグアニジン塩と硝酸との反応により得られる黄色反応生成物は、 (a)前記アミノグアニジン塩を用意する工程と、 (b)前記アミノグアニジン塩を硝酸と合わせて分散物を形成する工程と、 を含んでなる方法により調製され、 前記分散物は、無色透明から淡黄色、さらに明黄色へと色が遷移し、その色が
重クロム酸カリウム溶液と匹敵するものである、請求項2に記載の着火式気体発
生組成物。
5. A yellow reaction product obtained by reacting the aminoguanidine salt with nitric acid, comprising: (a) a step of preparing the aminoguanidine salt; and (b) a dispersion obtained by combining the aminoguanidine salt with nitric acid. Wherein the color transitions from colorless and transparent to pale yellow to light yellow, the color of which is comparable to that of the potassium dichromate solution. The ignitable gas generating composition according to claim 2.
【請求項6】 70%の試薬等級の硝酸が、前記アミノグアニジン塩と合わせられる、請求項
5に記載の着火式気体発生組成物。
6. The ignitable gas generating composition of claim 5, wherein 70% reagent grade nitric acid is combined with the aminoguanidine salt.
【請求項7】 前記アミノグアニジン塩と硝酸との反応により得られる黄色反応生成物は、 (a)前記アミノグアニジン塩と水とを合わせてスラリーを形成する工程と、 (b)70%の硝酸を前記スラリーへ入れ、攪拌して分散物を形成する工程と
、 (c)前記分散物が溶解し、泡立ちを生じながら、無色透明から淡黄色、さら
に、重クロム酸カリウム溶液に匹敵する明黄色へと色が遷移するまで該分散物を
加熱して溶液を形成する工程と、 (d)前記溶液を冷却して、前記固体状の黄色反応生成物を沈澱させる工程と
、 を含んでなる方法により調製される、請求項2に記載の着火式気体発生組成物。
7. A yellow reaction product obtained by the reaction between the aminoguanidine salt and nitric acid, comprising: (a) a step of forming a slurry by combining the aminoguanidine salt and water; and (b) a 70% nitric acid solution. Into the slurry and stirring to form a dispersion; and (c) dissolving and bubbling the dispersion while producing a colorless, transparent to pale yellow color, and a light yellow color comparable to a potassium dichromate solution. Heating the dispersion until a color transition occurs to form a solution; and (d) cooling the solution to precipitate the solid yellow reaction product. The ignitable gas generating composition according to claim 2, which is prepared by:
【請求項8】 前記分散物が55℃〜65℃に加熱され、前記溶液は12℃未満まで冷却され
る、請求項7に記載の着火式気体発生組成物。
8. The ignitable gas generating composition according to claim 7, wherein the dispersion is heated to 55 ° C. to 65 ° C. and the solution is cooled to less than 12 ° C.
【請求項9】 少なくとも一種の酸化剤をさらに含んでなり、該酸化剤の含有割合が0重量%
〜98重量%の割合である、請求項2に記載の着火式気体発生組成物。
9. The composition further comprises at least one oxidizing agent, wherein the content of the oxidizing agent is 0% by weight.
The ignitable gas generating composition according to claim 2, wherein the composition is in a proportion of ~ 98% by weight.
【請求項10】 前記少なくとも一種の酸化剤の含有割合が0重量%〜60重量%である、請求
項9に記載の着火式気体発生組成物。
10. The ignitable gas generating composition according to claim 9, wherein the content ratio of the at least one oxidizing agent is 0% by weight to 60% by weight.
【請求項11】 前記少なくとも一種の酸化剤が実質的に非吸湿性である、請求項9に記載の着
火式気体発生組成物。
11. The ignitable gas generating composition according to claim 9, wherein the at least one oxidizing agent is substantially non-hygroscopic.
【請求項12】 捕捉剤、点火補助剤、点火開始剤、ガス転換触媒、弾動調整剤、スラグ形成剤
、結合剤、エネルギー性結合剤、可塑剤、エネルギー性可塑剤、燃料、安定剤、
硬化剤、硬化触媒、架橋剤、無機冷却剤、有機冷却剤、合成補助剤、およびそれ
らの混合物からなる群より選択される少なくとも一種の添加剤をさらに含む、請
求項9に記載の着火式気体発生組成物。
12. A scavenger, an ignition aid, an ignition initiator, a gas conversion catalyst, a ballistic modifier, a slag former, a binder, an energy binder, a plasticizer, an energy plasticizer, a fuel, a stabilizer,
The ignitable gas according to claim 9, further comprising at least one additive selected from the group consisting of a curing agent, a curing catalyst, a crosslinking agent, an inorganic coolant, an organic coolant, a synthesis auxiliary, and a mixture thereof. Generating composition.
【請求項13】 非金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、または遷移金属錯体そ
れぞれの亜硝酸塩、硝酸塩、亜塩素酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩、クロム酸塩、
およびこれらの混合物からなる群より選択されるいずれかを、前記少なくとも一
種の酸化剤として含む、請求項9に記載の着火式気体発生組成物。
13. A nitrite, nitrate, chlorite, chlorate, perchlorate, chromate salt of a non-metal, alkali metal, alkaline earth metal, transition metal or transition metal complex, respectively.
The ignitable gas-generating composition according to claim 9, comprising, as the at least one oxidizing agent, any one selected from the group consisting of: and a mixture thereof.
【請求項14】 前記酸化剤は硝酸ナトリウムを含んでなる、請求項13に記載の着火式気体発
生組成物。
14. The ignitable gas generating composition of claim 13, wherein said oxidizing agent comprises sodium nitrate.
【請求項15】 前記酸化剤は過塩素酸アンモニウムをさらに含んでなる、請求項14に記載の
着火式気体発生組成物。
15. The ignitable gas generating composition according to claim 14, wherein the oxidizing agent further comprises ammonium perchlorate.
【請求項16】 前記酸化剤は相安定化硝酸アンモニウムを含んでなる、請求項9に記載の着火
式気体発生組成物。
16. The ignitable gas generating composition according to claim 9, wherein the oxidizing agent comprises phase stabilized ammonium nitrate.
【請求項17】 前記酸化剤は、過塩素酸アンモニウムを含み、 前記組成物は、過塩素酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、過塩素酸カリウム
、硝酸ストロンチウム、硝酸カリウム、硝酸リチウム、炭酸リチウム、およびそ
れらの混合物からなる群より選択される少なくとも一つの添加剤をさらに含んで
なる、請求項9に記載の着火式気体発生組成物。
17. The oxidizing agent comprises ammonium perchlorate, wherein the composition comprises ammonium perchlorate, ammonium nitrate, potassium perchlorate, strontium nitrate, potassium nitrate, lithium nitrate, lithium carbonate, and mixtures thereof. The ignitable gas generating composition according to claim 9, further comprising at least one additive selected from the group consisting of:
【請求項18】 前記反応生成物は、結晶化あるいは再結晶化されている、請求項2に記載の着
火式気体発生組成物。
18. The ignitable gas generating composition according to claim 2, wherein the reaction product is crystallized or recrystallized.
【請求項19】 少なくとももうひとつ他の高酸素バランス燃料をさらに含んでなる、請求項1
に記載の着火式気体発生組成物。
19. The method of claim 1, further comprising at least one other high oxygen balance fuel.
The ignitable gas generating composition according to claim 1.
【請求項20】 前記他の高酸素バランス燃料は、ヒドラゾジカルボナミジン、ジアゾグアニジ
ン、ホルムアミジン、ビスホルムアミジン、アゾビスホルムアミジン誘導体燃料
、およびそれらの混合物からなる群より選択されるいずれかである、請求項19
に記載の着火式気体発生組成物。
20. The other high oxygen balance fuel is any one selected from the group consisting of hydrazodicarbonamidine, diazoguanidine, formamidine, bisformamidine, azobisformamidine derivative fuel, and mixtures thereof. 20.
The ignitable gas generating composition according to claim 1.
【請求項21】 前記アゾビスホルムアミジン誘導体は、硝酸グアニルアジ化物、硝酸ジアゾグ
アニジン、アゾビスニトロホルムアミジン、1,1’−アゾジホルムアミジンジ
ピクリン酸塩、およびそれらの混合物からなる群より選択されるいずれかである
、請求項20に記載の着火式気体発生組成物。
21. The azobisformamidine derivative is selected from the group consisting of guanyl azide nitrate, diazoguanidine nitrate, azobisnitroformamidine, 1,1′-azodiformamidine dipicrate, and a mixture thereof. 21. The ignitable gas generating composition of claim 20, which is any one of:
【請求項22】 火炎抑制のための、化学物質デリバリーシステムであって、容器を備えてなり
、 前記容器は高酸素バランス燃料を収容し、該高酸素バランス燃料はアミノグア
ニジン塩と硝酸との反応により得られた反応生成物であり、また火炎抑制化学物
質でもある、火炎抑制のための、化学物質デリバリーシステム。
22. A chemical delivery system for flame suppression, comprising a container, said container containing a high oxygen balance fuel, wherein said high oxygen balance fuel reacts with an aminoguanidine salt and nitric acid. A chemical delivery system for flame suppression, which is a reaction product obtained by the above and is also a flame suppression chemical.
【請求項23】 前記アミノグアニジン塩は、重炭酸アミノグアニジン、硫酸アミノグアニジン
、およびそれらの混合物からなる群より選択されるいずれかである、請求項22
に記載の、火炎抑制のための、化学物質デリバリーシステム。
23. The aminoguanidine salt is any one selected from the group consisting of aminoguanidine bicarbonate, aminoguanidine sulfate, and mixtures thereof.
The chemical delivery system for flame suppression according to claim 1.
【請求項24】 気体を保持可能な物体を膨張させる方法であって、 アミノグアニジン塩と硝酸との反応による黄色反応生成物を高酸素バランス燃
料として含む気体発生組成物を着火させるステップと、 前記高酸素バランス燃料の反応の生成物として、気体と固体物とを生成するス
テップと、 前記気体と固体物とをフィルタに通して、固体物の少なくとも一部をフィルタ
上に保持し、前記気体は通過させるステップと、 フィルタをかけた前記気体を物体中に通して、該物体を満たす、または膨張さ
せるステップとを含んでなる、気体を保持可能な物体を膨張させる方法。
24. A method of expanding an object capable of holding a gas, comprising: igniting a gas generating composition comprising a yellow reaction product of a reaction between an aminoguanidine salt and nitric acid as a high oxygen balance fuel; Generating a gas and a solid as a product of the reaction of the high oxygen balance fuel; passing the gas and the solid through a filter; retaining at least a portion of the solid on the filter; A method of inflating an object capable of holding a gas, comprising the steps of: passing through; and passing the filtered gas through an object to fill or inflate the object.
【請求項25】 前記アミノグアニジン塩は、重炭酸アミノグアニジン、硫酸アミノグアニジン
、およびそれらの混合物からなる群より選択されるいずれかである、請求項24
に記載の方法。
25. The aminoguanidine salt is any one selected from the group consisting of aminoguanidine bicarbonate, aminoguanidine sulfate, and mixtures thereof.
The method described in.
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