DE19907198A1 - Gaserzeugungszusammensetzung - Google Patents

Abstract

Eine Gaserzeugungszusammensetzung weist einen organischen Brennstoff und ein Oxidationsmittel auf, wobei eine Komponente der Zusammensetzung ein Alkalimetall- oder Erdalkalimetallion aufweist. Die Zusammensetzung weist ferner ein Ammoniumsalzkühlmittel auf, und zwar ausgewählt aus der Gruppe, die ein Ammoniumhalogenid, Ammoniumsulfat und Ammoniumsulfamat enthält. Ein bevorzugtes Kühlmittel ist Ammoniumchlorid. Das Anion des Ammoniumsalzes reagiert bei der Verbrennung der Gaserzeugungszusammensetzung mit dem Erdalkalimetall- oder Alkalimetallion, um ein Salz mit hohem Schmelzpunkt zu erzeugen. Die Menge des Kühlmittels ist eine Effektivmenge, um ein Reaktionsprodukt zu erhalten, welches im wesentlichen frei von Alkalimetall- oder Erdalkalimetallociden ist. Während der Verbrennungsreaktion reagiert das Ammoniumsalzkühlmittel endotherm mit anderen Komponenten der Reaktionsmischung, um die Verbrennungstemperatur der Reaktionsmischung zu reduzieren.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gaserzeugungszusammensetzung. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere zweckmäßig zur Erzeugung von Gas zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung.

Hintergrund der Erfindung

Auf Azid basierende Gaserzeugungszusammensetzungen zur Erzeugung von Gas zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung besitzen den Vorteil, daß sie nicht toxisches Stickstoffgas während der Ver­ brennung erzeugen und Gas mit relativ niedrigen Gastemperaturen in Bereich von 1100° bis 1500° K erzeugen.

Nicht auf Azid basierende Gaserzeugungszusammensetzungen erzeugen demgegenüber typischerweise Gas bei Temperaturen weit oberhalb der kalt­ verbrennenden Azidsysteme, und zwar typischerweise im Bereich von 2000° bis 2500° K, wobei in einigen Fällen 4000° K erreicht werden. Obwohl diese heißbrennenden Systeme potentiellerweise thermodynamisch effizient sind, zeigen sie Probleme die Wärme in den Griff zu bekommen.

Beispielsweise kann es notwendig sein wegen der hohen Temperaturen be­ stimmte Komponenten der Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung aus teureren Materialien herzustellen, die gegenüber dem erzeugten Hochtemperaturgas beständig sind. Zudem haben nicht auf Azid basierende Gaserzeugungszu­ sammensetzungen die Tendenz Reaktionsprodukte zu erzeugen, die bei der hohen Temperatur in einer flüssigen Phase vorliegen und die somit schwieri­ ger zu filtern sind.

In der Patentliteratur sind verschiedene Versuche beschrieben um nicht auf Azid basierende Gaserzeugungszusammensetzungen zu kühlen. Es wurde beispielsweise vorgeschlagen chemische Kühlmittel den Zusammensetzungen hinzuzufügen. Chemische Kühlmittel haben jedoch die Tendenz das Volumen des erforderlichen Gaserzeugungsmaterials zu erhöhen ohne daß die Gasab­ gabe vergrößert wird. Dies vermindert die Gasabgabe pro Volumen von Ga­ serzeugungsmaterial und zwar in einer Menge die von der Menge des hinzu­ gegebenen Kühlmittels abhängt.

Mechanische Möglichkeiten zum Kühlen der Verbrennungsprodukte der Ga­ serzeugungszusammensetzungen umfassen die Verwendung von Filtern, die sowohl als Wärmeaustauscher als auch als Teilchenfalle wirken. Die Gasvo­ lumenausgangsgröße oder die Gasvolumenabgabe hat jedoch die Tendenz abhängig von dem Wärmeverlust gegenüber dem Filter abzufallen, insbeson­ dere dann, wenn der Teilcheneinfang im Filter hocheffizient ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung sieht eine Gaserzeugungszusammensetzung vor, die einen organischen Brennstoff und ein Oxidationsmittel aufweist, wobei ei­ ne Komponente der Zusammensetzung ein Alkalimetall oder ein Erdalkalime­ tallion umfaßt. Die Zusammensetzung weist ferner folgendes auf: ein Ammo­ niumsalzkühlmittel ausgewählt aus der aus Ammoniumhalogenid, Ammonium­ sulfat und Ammoniumsulfamat bestehenden Gruppe. Ein bevorzugtes Ammo­ niumsalz ist Ammoniumchlorid (NH₄Cl). Die Menge an der in der Gaserzeu­ gungszusammensetzung vorhandenen Ammoniumsalz ist eine bei Verbren­ nung effektive Menge um ein Reaktionsprodukt zu erzeugen, welches das Anion des Ammoniumsalzes aufweist, und zwar reagiert mit dem Alkalimetall oder Erdalkalimetallion. Das Reaktionsprodukt ist vorzugsweise frei von Alka­ limetall oder Erdalkalimetalloxid. Das Ammoniumsalz reagiert mit anderen Komponenten der Reaktionsmischung in einer endothermen Reaktion, welche die Verbrennungstemperatur der Reaktionsmischung vermindert.

Vorzugsweise weist die Gaserzeugungszusammensetzung der Erfindung auch ein Niedrigtemperatur sinterbildendes Material auf, welches in der Zu­ sammensetzung in einer Menge vorliegt die effektiv ist, um zu bewirken daß flüssige Teilchen des Reaktionsproduktes während der Verbrennung in eine leicht filterbare Schlacke sich zusammenballen. Bevorzugte Sinter bildende Materialien sind Siliziumdioxid (SiO₂) und Aluminiumoxid (Al₂O₃).

In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das Oxidations­ mittel ein Alkalimetall oder Erdalkalimetallsalz und das Mol-Verhältnis des Oxidationsmittels zum Ammoniumsalz in der Gaserzeugungszusammenset­ zung ist ungefähr 1 : 1 für eine im wesentliche vollständige Reaktion des Ani­ ons des Ammonimusalzes mit dem Metallion des Oxidationsmittels. Vorzugs­ weise ist die Gaserzeugungszusammensetzung ausgeglichen für eine im we­ sentlichen vollständige Reaktion des Kohlenstoffs mit dem Sauerstoff in der Gaserzeugungszusammensetzung um Kohlendioxid zu erzeugen.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine aufblasbare Fahrzeuginsas­ senschutzvorrichtung die eine Aufblasvorrichtung aufweist um Gas zum Auf­ blasen der Schutzvorrichtung zu verwenden, und zwar unter Verwendung der oben genannten Gaserzeugungszusammensetzung.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung sind alle Prozentangaben Ge­ wichtsprozent, und zwar basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammen­ setzung, wenn nicht anders angegeben.

Ebenfalls für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck "organischer Brennstoff" Salze von organischen Brennstoffen.

Die Gaserzeugungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung weist einen organischen nicht-Azid-Brennstoff auf, der irgendein organischer nicht-Azid- Brennstoff sein kann, wie er typischerweise in einer Gaserzeugungszusam­ mensetzung verwendet wird. Beispiele von brauchbaren organischen Brenn­ stoffen gemäß der Erfindung sind die folgenden: Zyanamide, wie beispiels­ weise Dicyandiamid und Salze davon; Tetrazole wie beispielsweise 5-Aminotetrazol (5-AT), und Abkömmlinge und Salze der Tetrazole; Carbonami­ de wie beispielsweise Azo-bis-Dicarbonamid und Salze davon; Triazole bei­ spielsweise 3-Nitro-1,2,4-Triazol-5-one (NTO) und Salze davon; Guanidin und Abkömmlinge davon wie beispielsweise Nitroguanidin; Salze von Guanidin und Guandinabkömmlinge wie beispielsweise Triaminoguanidinnitrat (TAGN) oder Guadininnitrat (GN); Tetramethylammoniumnitrat; Harnstoff und Harn­ stoffsalze; Triazine und Tetrazine wie beispielsweise Trinitro-1,3,5-Triazin (RDX) und Octahydro-1,3,5,7-Tetranitro-1,3,5,7-Tetrazin (HMX); und Kombi­ nationen solcher Brennstoffe.

Die Menge an Brennstoff im Gaserzeugungsmaterial ist diejenige Menge, die notwendig ist, um eine Aufrechterhaltung der Verbrennung der Gaserzeu­ gungszusammensetzung vorzusehen. Die Menge kann stark abhängig von dem speziellen verwendeten Brennstoff und anderen Reaktionsmitteln variie­ ren. Eine bevorzugte Menge ist innerhalb des Bereichs von ungefähr 8% bis ungefähr 40%, und zwar basierend auf dem Gewicht der Gaserzeugungszu­ sammensetzung.

Die Gaserzeugungszusammensetzung der Erfindung weist ein Oxidationsmittel auf. Irgendein Oxidationsmittel wie es konventionellerweise in einer Gaser­ zeugungszusammensetzung verwendet wird, kann gemäß der Erfindung ein­ gesetzt werden. Zu den brauchbaren Oxidationsmitteln gehören die folgen­ den: die Drahte wie beispielsweise Alkalimetalle und Erdalkalimetallnitrate; Perchlorat wie beispielsweise Alkalimetalle und Alkalierdmetallperchlorate; Nitrite wie beispielsweise Alkalimetall und Erdalkalimetallnitrite; Diniktramide und Mischungen davon. Gute Ergebnisse wurde mit einem Alkalimetall oder Erdalkalimetallnitrat erreicht. Vorteile können dann erreicht werden, wenn das Nitrat Strontiumnitrat ist.

Die Menge des Oxidationsmittels ist diejenige Menge die notwendig ist, um eine Verbrennung des Brennstoffes aufrechtzuerhalten. Eine bevorzugte Menge liegt im Bereich von ungefähr 35% bis ungefähr 75% basierend auf dem Gewicht der Gaserzeugungszusammensetzung.

Eine kritische Komponente der Gaserzeugungszusammensetzung der Erfin­ dung ist ein Ammoniumsalz ausgewählt aus der folgenden Gruppe: ein Am­ moniumhalogenid, ein Ammoniumsulfat und ein Ammoniumsulfamat. Ein be­ vorzugtes Ammoniumsalz ist Ammoniumchlorid (NH₄CL).

Die Menge an Ammoniumsalz in der Gaserzeugungszusammensetzung ist vorzugsweise diejenige Menge, die annähernd ein 1 : 1 Mol-Verhältnis mit dem Oxidationsmittel vorsieht. Dies ergibt eine im wesentlichen vollständige Reak­ tion des Anions des Ammoniumsalzes mit dem Metallion des Oxidationsmit­ tels um bei Verbrennung ein Reaktionsprodukt zu erzeugen, welches das Ani­ on des Ammoniumsalzes aufweist. und zwar reagiert mit dem Alkalimetall oder Erdalkalimetallion und welche im wesentlichen frei von Metalloxid ist. Die Menge an Ammoniumsalz liegt vorzugsweise im Bereich von 5% bis ungefähr 40%.

Gemäß der Erfindung reagiert das Ammoniumsalz mit den anderen Kompo­ nenten der Reaktionsmischung in einer endothermen Reaktion, die die Ver­ brennungstemperatur der Reaktionsmischung reduziert. Es wurde festgestellt, daß dann wenn das Ammoniumsalz in der Gaserzeugungszusammensetzung in einem Mol-Verhältnis mit dem Oxidationsmittel von annähernd 1 : 1 vorhan­ den ist, eine überraschende Reduktion in der adiabatischen Flammentempe­ ratur des Reaktionsproduktes auftritt. Temperaturreduktionen von 400° K (Kelvin) bis 600°K oder mehr sind möglich.

Die vorliegende Erfindung weist auch vorzugsweise ein sinterbildendes Mate­ rial auf, welches ein festes Sintermaterial bei der Verbrennungstemperatur des Reaktionsproduktes bildet. Bevorzugte sinterbildene Materialien sind Aluminiumoxid (Al₂O₃) und Siliziumdioxid (SiO₂). Die Menge an sinterbilden­ den Material ist diejenige Menge, die effektiv ist, um die flüssigen Kompo­ nenten im Reaktionsprodukt in eine leicht filterbare Schlacke zu vereinigen. Eine bevorzugte Menge an sinterbildenen Material liegt im Bereich von unge­ fähr 0 bis 10% vorzugsweise im Bereich von ungefähr 4 bis ungefähr 8%, und zwar basierend nach dem Gewicht der Gaserzeugungszusammensetzung.

Vorzugsweise sind die Komponenten der Gaserzeugungszusammensetzung in einem Verhältnis vorhanden welches eingestellt ist, um ein Reaktionspro­ dukt zu liefern, welches im westlichen von Kohlenstoffmonoxid frei ist; d. h., der Kohlenstoff in der Reaktionsmischung wird im wesentlichen oder vollstän­ dig zu Kohlendioxid oxidiert.

Die vorliegende Erfindung kann andere Bestandteile enthalten, die üblicher­ weise für das ordnungsgemäßes Funktionieren des System hinzugegeben werden, wie beispielsweise Opazifiermittel, Prozeßhilfen, Bindemittel und Zündhilfen.

BEISPIELE 1 BIS 18

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung.

In den Beispielen 1 bis 6 ist Dicyandiamid die Brennstoffkomponente. Die Zu­ sammensetzungen und die Verbrennungsergebnisse für die Beispiele 1 bis 6 sind in der Tabelle 1 angegeben.

In den Beispielen 7 bis 12 ist 5-Amino-Tetrazol (5-AT) der Brennstoff. Die Zu­ sammensetzung und die Verbrennungsergebnisse für die Beispiele 7 bis 12 sind in der Tabelle 2 angegeben.

In den Beispielen 13 bis 18 ist Nitroguanidin (NQ) der Brennstoff. Die Zu­ sammensetzung und die Verbrennungsergebnisse für die Beispiele sind in der Tabelle 3 angegeben.

Sämtliche Verbrennungsergebnisse der Tabellen 1, 2 und 3 sind berechnet. Sämtliche Zusammensetzungen basieren auf einem 1 : 1 Mol-Verhältnis von Ammoniumsalz zu Oxidationsmittel und einem Oxdiationsgleichgewicht wel­ ches Kohlestoffdioxid und nicht Kohlenmonoxid als ein Produkt erzeugt.

Der Ausdruck "SP Impuls" in den Tabellen ist ein Parameter, der die während der Verbrennung der Gaserzeugungszusammensetzung freigesetzte Ener­ giemenge angibt, und zwar basierend auf die Einheitsmasse des Gaserzeu­ gungsmaterials. Die Einheiten sind engl. pounds force seconds/pounds mass (Pfundkraftsekunden/Pfundmasse).

TABELLE 1

ZUSAMMENSETZUNGEN BASIEREND AUF DICYANDIAMIDBRENNSTOFF

TABELLE 2

ZUSAMMENSETZUNGEN BASIEREND AUF 5-AMINO-TETRAZOLBRENNSTOFF

TABELLE 3

ZUSAMMENSETZUNGEN BASIEREND AUF NITROGUANIDINBRENNSTOFF

Es sei auf Tabelle 1 Bezug genommen: Beispiel 1 ist eine nicht gekühlte Zu­ sammensetzung die kein Ammoniumsalz wie beispielsweise Ammoniumchlo­ rid enthält. Die Verbrennung der Gaserzeugungszusammensetzung des Bei­ spiels 1 ergibt eine Kammertemperatur von ungefähr 2325° K. Die Reaktion erzeugt auch 0,4 Mol Natriumcarbonat, welches eine Flüssigkeit bei der Re­ aktionsprodukttemperatur ist.

Beispiel 2 ist eine gekühlte Zusammensetzung die 35,1% Ammoniumchlorid enthält. Die Menge an Ammoniumchlorid ist auf ein 1 : 1 Mol-Verhältnis mit dem Oxidationsmittel, Natriumnitrat, eingestellt, um 0,66 Mol Natriumchlorid als Reaktionsprodukt zu erzeugen. Das Reaktionsprodukt ist im wesentlichen frei von Natriumoxid. Natriumchlorid hat einen höheren Schmelzpunkt als Na­ triumoxid. Die Reaktion von Ammoniumchlorid mit Natriumnitrat ist endother­ misch. Die erforderliche Menge an Ammoniumchlorid ergibt ein Reaktionspro­ dukt, welches eine Kammertemperatur von nur 1663°K besitzt, viel weniger als die Kammertemperatur im Beispiel 1. Natriumchlorid ist bei der niedrigeren Temperatur von 1663°K filterbar. Das Mol-Verhältnis des Brennstoffs (Dicyan­ diamid) zum Oxidationsmittel (Natriumnitrat) wird für die vollständige Oxidati­ on der Kohlenstoffatome in dem Brennstoff zu Kohlendioxid eingestellt.

Die Beispiele 3 und 4 besitzen Zusammensetzungen ähnlich der des Beispiels 2 aber sie enthalten auch Aluminiumoxid (Al₂O₃) in den Mengen von 4% bzw. 8%. Wie beim Beispiel 2 ist die Menge des Kühlmittels (Ammoniumchlorid) derart eingestellt, daß die Chlorionen des Kühlmittels mit dem Natrium des Oxidationsmittels (Natriumnitrat) reagieren um Natriumchlorid (und nicht Na­ triumoxid) zu erzeugen. Im Beispiel 3 regiert diese Menge (30,4%) endotherm mit den anderen Bestandteilen der Reaktionsmischung zur Erzeugung einer Kammertemperatur von 1685°K etwas höher als die beim Beispiel 2 aber viel niedriger als die beim Beispiel 1. Die Menge an Oxidationsmittel (Natriumni­ trat) reicht aus um Natrium für die Reaktion mit dem Aluminiumoxid zur Er­ zeugung von Natriumaluminatsinterstoff vorzusehen. Natriumaluminat besitzt einen Schmelzpunkt der oberhalb der gekühlten Kammertemperatur von 1685°K ist und ist somit in der Verbrennungskammer fest. Die Natriumalumi­ nat-Feststoffe vereinigen sich mit dem flüssigen Natriumchlorid was eine Schlacke erzeugt die leicht gefiltert werden kann. Wie beim Beispiel 2 wird die Brennstoffmenge (Dicyandiamid) zur vollständigen Oxidation der Kohlenstoffe im Brennstoff zu Kohlendioxid eingestellt.

Im Beispiel 4 ist mehr Aluminiumoxidsinterbildner vorhanden um eine noch bessere Schlackenbildung des Natriumchlorids vorzusehen. Ansonsten sind die im Beispiel 4 erreichten Ergebnisse ähnlich zu denjenigen im Beispiel 3: beispielsweise eine Kammertemperatur von 1708°K, ein Reaktionsprodukt welches Natriumchlorid enthält und im wesentlichen frei von Natriumoxid ist, und vollständige Oxidation der Kohlenstoffatome im Brennstoff.

In den Beispielen 2, 3 und 4 besitzt der erzeugte Auslaßstrom der Verbren­ nungsreaktion eine niedrige Toxizität zusätzlich einer signifikanten Reduktion der adiabatischen Flammentemperatur. Die Hauptgasbestandteile des Aus­ fluß- oder Abgasstroms sind zusätzlich zu Kohlendioxid (das Chlorid und Alu­ minat sind filterbar) Wasser und Stickstoff. In den Beispielen 2, 3 und 4 ist die Menge an in der Verbrennungsreaktion erzeugtem Gas und seine Energie ef­ fektiv zum Aktivieren einer Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung wie beispiels­ weise einem Airbag.

Diesbezüglich kann bemerkt werden, daß die vorliegende Erfindung obwohl sie in erster Linie zweckmäßig für eine Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung ist auch andere Anwendung besitzen kann beispielsweise bei anderen Arten von Sicherheitskissen oder aufblasbaren Vorrichtungen, Feuerlöschgeräten und anderen Gaserzeugungsanwendungen.

Ähnliche Ergebnisse werden bei den Beispielen 5 und 6 erreicht unter Ver­ wendung von Siliziumdioxid als Sinterformmittel, und zwar in den Mengen von 4% bzw. 8%.

Die Tabelle 2 zeigt das Ammoniumchlorid ein effektives Kühlmittel ist, und zwar mit 5-Amino-Tetrazol (5-AT) als Brennstoffkomponente, wobei die Kam­ mertemperatur von 2394°K (Beispiel 7) auf 1791°K (Beispiel 8) reduziert wird, und zwar bei der Verwendung von ungefähr 32,9%. Die Beispiele 9 bis 12 zeigen die effektive Schlackenwiedergewinnung wenn die Zusammensetzun­ gen multipliziert sind um Mengen an Sinterbildner zu enthalten, wie beispiels­ weise Aluminiumoxid oder Siliziumdioxid, ähnlich zu den Beispielen 3 bis 6.

Ähnliche Resultate werden mit Zusammensetzungen der Beispiele 13 bis 18 unter Verwendung von Nitroguanidin als Brennstoff erreicht.

Sämtliche Beispiele in Tabellen 1, 2 und 3 verwenden das gleiche Oxidati­ onsmittel, Natriumnitrat, für die Zwecke des Vergleichs. Ein anderes brauch­ bares Oxidationsmittel der Erfindung ist Strontiumnitrat. Wenn sich bei der Zerlegung des Oxidationsmittels während der Verbennungsreaktion das Oxid MeO bildet, ist es zweckmäßig, daß es filterbar ist. Strontiumoxid (SrO) be­ sitzt einen höheren Schmelzpunkt als Natriumoxid (Na₂O), und zwar 2065° verglichen mit 1132°C. Dies bedeutet, daß bei der Verbrennungskammertem­ peratur, wenn durch das Kühlmittel gekühlt, wieviel Strontiumoxid auch immer gebildet wird, es mehr wahrscheinlich ist, daß es in der kondensierten Phase verbleibt was es filterbarer macht insbesondere wenn ein Sinterbildner in der Gaserzeugungszusammensetzung vorhanden ist.

Ein weiteres brauchbares Oxidationsmittel gemäß der Erfindung ist Ammoni­ umnitrat. Ammoniumnitrat ist normalerweise phasenstabilisiert mit 5 bis 15 Gewichtsprozent (basierend auf dem Gewicht des Ammoniumnitrats) von Sta­ bilisierungssalz wie beispielsweise Kaliumnitrat (KNO₃). Das Kühlmittel, bei­ spielsweise Ammoniumchlorid, wird der Gaserzeugungszusammensetzung in einer Menge hinzugegeben, die für die Reaktion des Anions des Kühlmittels (Chlor) mit dem Metallion des Stabilisierungssalzes (beispielsweise Kalium) zur Bildung von Chlorid MeCl (beispielsweise KCl) effektiv ist. Wie oben er­ wähnt verbleibt das Chlorid wahrscheinlicher während der Verbrennung in der kondensierten Phase als das Oxid, insbesondere dann, wenn das Reaktions­ produkt durch das Ammoniumchlorid gekühlt wird, was somit das Reaktions­ produkt filterbarer macht.

Zudem ist die vorliegende Erfindung zweckmäßig wenn der Brennstoff selbst ein Salz ist und ein Alkalimetall oder Erdalakalimetallion enthält, wie bei­ spielsweise Kaliumbitetrazol. Das Anion des Kühlmittels (beispielsweise NH₄Cl) kann in diesem Falle die Funktion besitzen das Metallion des Brenn­ stoffs zu binden und auch das Reaktionsprodukt zu kühlen. Ein Beispiel einer Gaserzeugungszusammensetzung die einen Salzbrennstoff enthält, ist eine solche Zusammensetzung welche Kaliumbitetrazol als Brennstoff, Ammoni­ umnitrat als Oxidationsmittel (mit oder ohne Phasenstabilisation) und Ammo­ niumchlorid als das Kühlmittel enthält.

Die Vorteile der Erfindung sollten nunmehr offen zu Tage getreten sein. Die vorliegende Erfindung sieht in erster Linie effektive Mittel zum Kühlen einer Reaktionsmischung vor, die ein Alkalimetall oder Erdalkalimetallion aufweist. Wenn die Kühlmittelmenge für eine im wesentlichen vollständige Reaktion des Anions des Kühlmittels beispielsweise des Chlorids mit Alkalimetall oder Er­ dalkalimetallion ausgeglichen ist, so ergibt sich eine beträchtliche und überra­ schende Reduktion der adiabatischen Flammentemperatur der Reaktionsmi­ schung. Die Erfindungsgemäße Reaktion ergibt somit nicht nur ein kälteres Reaktionsprodukt sondern auch einen Ausstoßstrom mit relativ geringer Toxi­ zität insbesondere einen Ausstoßstrom der im wesentlichen frei von Alkali­ metall oder Erdalkalimetalloxiden ist und verminderte Mengen an Stickstoffo­ xiden enthält.

Da das Ammoniumsalzkühlmittel in der Tat eine Brennstoffkomponente ist, welche bei der Verbrennung nur Gas oder Dampfphasenprodukte erzeugt, wird eine verbesserte Ausgangsgröße pro Einheitskammervolumen erreicht, und zwar verglichen mit den konventionellen chemischen Kühlmitteln.

Zudem ist die vorliegende Erfindung besonders brauchbar zusammen mit sinterbildenden Materialien, da sie die Temperatur des Reaktionsprodukt mit einer hinreichenden Größe absenkt damit die sinterbildenden Materialien als Schlackenbildungsagenzien für die flüssigen Komponenten im Reaktionspro­ dukt effektiv sind.

Aus der obigen Beschreibung der Erfindung ergeben sich für den Fachmann Verbesserungen, Abwandlungen und Modifikationen. Solche Verbesserungen, Änderungen und Abwandlungen im Rahmen der Erfindung werden durch die Ansprüche umfaßt.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:

Eine Gaserzeugungszusammensetzung weist einen organischen Brennstoff und ein Oxidationsmittel auf, wobei eine Komponente der Zusammensetzung ein Alkalimetall- oder Erdalkalimetallion aufweist. Die Zusammensetzung weist ferner ein Ammoniumsalzkühlmittel auf, und zwar ausgewählt aus der Gruppe, die ein Ammoniumhalogenid, Ammoniumsulfat und Ammoniumsulfa­ mat enthält. Ein bevorzugtes Kühlmittel ist Ammoniumchlorid. Das Anion des Ammoniumsalzes reagiert bei der Verbrennung der Gaserzeugungszusam­ mensetzung mit dem Erdalkalimetall- oder Alkalimetallion, um ein Salz mit hohem Schmelzpunkt zu erzeugen. Die Menge des Kühlmittels ist eine Effek­ tivmenge, um ein Reaktionsprodukt zu erhalten, welches im wesentlichen frei von Alkalimetall- oder Erdalkalimetallociden ist. Während der Verbrennungs­ reaktion reagiert das Ammoniumsalzkühlmittel endotherm mit anderen Kom­ ponenten der Reaktionsmischung, um die Verbrennungstemperatur der Reak­ tionsmischung zu reduzieren.

Claims (18)

1. Eine Gaserzeugungszusammensetzung, die einen organischen Brenn­ stoff aufweist und ein Oxidationsmittel, wobei eine Komponente der Zusam­ mensetzung ein Alkalimetall oder Erdalkalimetallion aufweist, und wobei die Zusammensetzung ferner ein Ammoniumsalzkühlmittel enthält, und zwar ausgewählt aus der Gruppe die ein Ammoniumhalogenid, Ammoniumsulfat und Ammoniumsulfamat enthält, und zwar in einer Menge die bei Verbren­ nung effektiv ist, um ein Reaktionsprodukt zu erzeugen, welches das Anion des Ammoniumsalzes aufweist, und zwar reagiert mit dem Alkalimetall oder Erdalkalimetallion, wobei die Kühlmittelmenge eine Kühlmenge ist.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Kühlmittel Ammonium­ chlorid ist.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei folgendes vorgesehen ist: ein Alkalimetall oder Erdalkalimetalloxidationsmittel, wobei die Menge des Kühlmittels und die Menge des Oxidationsmittels ausgeglichen sind um eine im wesentliche vollständige Reaktion des Anions des Kühlmittels mit dem Metallion des Oxidationsmittels vorzusehen, wobei das Reaktionsprodukt aus der Verbrennung der Gaserzeugungszusammensetzung im wesentlichen frei von Alkalimetall oder Erdalkalimetalloxid ist.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei ferner ein sinterbildendes Material vorgesehen ist.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, wobei das sinterbildende Material aus der aus Aluminiumoxid und Siliziumdioxid bestehenden Gruppe ausge­ wählt ist.

6. Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das Oxidationsmittel ein Nitrat ist.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, wobei das Nitrat Strontiumnitrat ist.

8. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Oxidationsmittel pha­ senstabilisiertes Ammoniumnitrat ist, welches ein Alkalimetall oder Erdalkali­ metallion aufweist.

9. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Brennstoff aus der fol­ genden Gruppe ausgewählt ist:
Zyanamide, Tetrazole; Carbonamide; Triazole; Guanidin; Tetramethylammo­ niumnitrat; Triazine; Tetrazine; Harnstoff und Abkömmlinge und Salze davon; und Kombinationen aus den genannten Stoffen.

10. Verfahren nach Anspruch 1, zur Verwendung bei Gaserzeugung zum Aufblasen einer aufblasbaren Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung.

11. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung die eine Zusammensetzung nach Anspruch 1 aufweist.

12. Aufblasvorrichtung für eine Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, die eine Gaserzeugungszusammensetzung nach Anspruch 1 aufweist.

13. Gaserzeugungszusammensetzung nach Anspruch 3, wobei folgendes vorgesehen ist: ungefähr 8 bis ungefähr 40 Gew.-% organischer Brennstoff, ungefähr 35 bis ungefähr 75 Gew.-% Oxidationsmittel und ungefähr 5 bis 40 Gew.-% Ammoniumsalzkühlmittel.

14. Zusammensetzung nach Anspruch 13, wobei ferner 0 bis ungefähr 10 Gew.-% eines sinterbildenden Materials vorgesehen sind.

15. Gaserzeugungszusammensetzung, die folgendes aufweist:

• (a) ungefähr 8 bis 40 Gew.-% eines organischen Brennstoffs ausge­ wählt aus der Gruppe, die aus folgenden besteht: Zyanamide; Tetrazole; Car­ bonamide; Triazole; Guanidin; Tetramethylammoniumnitrat; Triazine; Tetrazi­ ne; Harnstoff und Abkömmlinge und Salze davon; und Kombinationen daraus;
• (b) ungefähr 35 bis 75 Gew.-% Alkalimetalle und Erdalkalimetalloxdiati­ onssalz;
• (c) Ammoniumchloridkühlmittel; und
• (d) ungefähr 4 bis ungefähr 8 Gew.-% eines sinterbildenen Materials ausgewählt aus der aus Aluminiumoxid und Siliziumdioxid bestehenden Grup­ pe;
  wobei die vorhandene Menge an Kühlmittel und die vorhandene Menge an Oxidationsmittel in einem ungefähr 1 : 1-Mol-Verhältnis für eine im wesentli­ chen vollständige Reaktion des Metallions des Oxidationsmittels mit dem Chloridion des Kühlmittels vorgesehen sind, um bei der Verbrennung ein Re­ aktionsprodukt zu erzeugen welches im wesentlichen frei von Alkalimetall oder Erdalkalimetalloxiden ist und reduzierte Mengen an Stickstoffoxiden auf­ weist.

16. Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, die eine Gaserzeugungszusam­ mensetzung nach Anspruch 15 aufweist.

17. Aufblasvorrichtung für eine Fahrzeuginsassenschutzvorrichtung, die eine Gaserzeugungszusammensetzung nach Anspruch 15 aufweist.

18. Gaserzeugungszusammensetzung nach Anspruch 15, wobei die Menge an Kühlmittel eine effektive Menge ist, um endotherm mit dem Brennstoff und Oxidationsmittel zu reagieren und die Verbrennungstemperatur der Reakti­ onsmischung zu reduzieren.