DE69423631T2

DE69423631T2 - Thermit-zusammensetzungen zur verwendung als gaserzeugende körper

Info

Publication number: DE69423631T2
Application number: DE69423631T
Authority: DE
Inventors: J. Blau; C. Hinshaw
Original assignee: Cordant Technologies Inc
Current assignee: ATK Launch Systems LLC
Priority date: 1993-08-10
Filing date: 1994-08-02
Publication date: 2000-11-23
Anticipated expiration: 2014-08-03
Also published as: EP0715576A1; US5429691A; WO1995004672A1; AU7480094A; EP0715576B1; CA2167387A1; CA2167387C; JPH09501393A; DE69423631D1; EP0715576A4

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Thermit-Zusammensetzungen, die zur Gaserzeugung formuliert sind. Die vorliegenden gaserzeugenden Zusammensetzungen umfassen insbesondere einen fein zerteilten, oxidierbaren, anorganischen Treibstoff wie Bor oder ein Metall, der mit einem geeigneten Oxidationsmittel gemischt ist und beim Verbrennen eine große Menge Wasserdampf erzeugt, die entweder mit Kohlendioxid oder Stickstoffgas gemischt ist.

Hintergrund der Erfindung

Gaserzeugende chemische Zusammensetzungen sind in einer Reihe verschiedener Zusammenhänge einsetzbar. Eine wichtige Verwendung derartiger Zusammensetzungen ist beim Betrieb von "Airbags". Die Akzeptanz von Airbags hat derart zugenommen, daß viele neue Automobile, wenn nicht sogar die meisten, mit derartigen Einrichtungen ausgerüstet sind. Viele neue Automobile sind sogar mit mehreren Airbags zum Schutz des Fahrers und der Mitfahrer ausgerüstet.
Im Zusammenhang mit Airbags für Automobile muß ausreichend Gas erzeugt werden, damit die Einrichtung innerhalb eines Sekundenbruchteils aufgeblasen wird. Zwischen dem Zeitpunkt, an dem das Fahrzeug bei einem Unfall aufprallt, und dem Zeitpunkt, an dem der Fahrer sonst gegen das Lenkrad stoßen würde, muß der Airbag vollständig aufblasen. Folglich ist eine nahezu augenblickliche Gaserzeugung erforderlich.
Eine Reihe zusätzlicher, wichtiger Konstruktionskri terien muß erfüllt sein. Automobilhersteller und andere haben die erforderlichen Kriterien, die erreicht werden müssen, im Rahmen von detaillierten Spezifikationen angegeben. Die Herstellung von gaserzeugenden Zusammensetzungen, die diese wichtigen Konstruktionskriterien erfüllen, ist eine extrem schwierige Aufgabe. Diese Spezifikationen fordern, daß die gaserzeugende Zusammensetzung Gas mit einer geforderten Geschwindigkeit erzeugt. Die Spezifikationen setzen außerdem der Erzeugung toxischer oder schädlicher Gase oder Feststoffe strenge Grenzen. Beispiele eingeschränkt zugelassener Gase umfassen Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, NOx, SOx und Schwefelwasserstoff. Kohlendioxid ist beispielsweise auf ungefähr 20 bis 30 Volumenprozent des letztendlich erzeugten Gasvolumens begrenzt.
Das Gas muß bei einer ausreichend und annehmbar niedrigen Temperatur erzeugt werden, so daß ein Insasse des Fahrzeugs sich beim Aufprall auf einen aufgeblasenen Airbag nicht verbrennt. Wenn das erzeugte Gas allzu heiß ist, besteht die Möglichkeit, daß der Insasse des Motorfahrzeugs sich beim Aufprall auf einen entfalteten Airbag verbrennen kann. Daher ist es erforderlich, daß der Gaserzeuger und die Konstruktion des Airbags zusammen Automobilinsassen gegen übermäßige Hitze isolieren. Dies alles ist erforderlich, während gleichzeitig der Gaserzeuger eine ausreichende Verbrennungsgeschwindigkeit beibehält. Erwünscht sind industriell im allgemeinen Verbrennungsgeschwindigkeiten, die größer sind als 0,762 m/min (0,5 inch/sec (ips)) bei 6,894 · 10&sup6; Pa (1000 pounds/square inch (psi)) und vorzugsweise im Bereich zwischen ungefähr 1,524 und 1,829 m/min (1,0 ips bis ungefähr 1,2 ips) bei 6,894 · 10&sup6; Pa (1000 psi). Wie hier verwendet, entspricht 1 Pfund (pound) 453,593 Gramm und 1 Zoll 0,0254 Metern.
Ein weiteres damit zusammenhängendes, aber wichtiges Konstruktionskriterium ist, daß die gaserzeugende Zusammensetzung eine begrenzte Menge kleiner Partikel erzeugt. Kleine Partikel können den Betrieb des zusätzlichen Rückhaltesystems stören, eine Inhalationsgefahr darstellen, die Haut und die Augen reizen oder einen gefährlichen Feststoffabfall bilden, der nach dem Betrieb der Sicherheitseinrichtung entsorgt werden muß. In Ermangelung einer brauchbaren Alternative ist die Erzeugung reizender Partikel einer der unerwünschten, aber hingenommenen Aspekte der gegenwärtig eingesetzten Natriumazid-Materialien.
Zusätzlich dazu, daß, wenn überhaupt, begrenzte Mengen von Partikeln erzeugt werden sollen, ist es wünschenswert, daß wenigstens der Hauptteil solcher Partikel leicht filtrierbar ist. Beispielsweise ist es wünschenswert, daß die Zusammensetzung eine filtrierbare feste Schlacke erzeugt. Wenn die festen Reaktionsprodukte ein nichtfluidisches Material erzeugen, können die Feststoffe ausgefiltert werden und es kann verhindert werden, daß sie in die umgebende Umwelt austreten. Dies beschränkt außerdem die Wechselwirkung mit der gaserzeugenden Vorrichtung und die Ausbreitung von potentiell gefährlichem Staub in der Nachbarschaft des gebrauchten Airbags, welcher eine Reizung der Lunge, der Schleimhaut und der Augen von Fahrzeuginsassen und Rettungspersonal verursachen kann.
Sowohl organische als auch anorganische Materialien sind als mögliche Gaserzeuger vorgeschlagen worden. Derartige gaserzeugende Zusammensetzungen enthalten Sauerstoffträger und Treibstoffe, die mit ausreichend hohen Geschwindigkeiten reagieren, damit große Gasmengen im Bruchteil einer Sekunde erzeugt werden.
Gegenwärtig ist Natriumazid das am verbreitetsten benutzte und aktuell akzeptierte gaserzeugende Material. Natriumazid erfüllt nominell die industriellen Spezifikationen und Richtlinien. Trotzdem weist Natriumazid eine Reihe fortbestehender Probleme auf. Natriumazid ist als Ausgangsmaterial relativ giftig, da sein Giftigkeitsgrad, gemessen durch orale Abgabe an Ratten LD&sub5;&sub0; im Bereich von 45 mg/- kg ist. Arbeiter, die regelmäßig mit Natriumazid umgehen, bekamen verschiedene gesundheitliche Probleme wie schwere Kopfschmerzen, Kurzatmigkeit und andere Symptome.
Unabhängig davon, welcher Hilfs-Sauerstoffträger eingesetzt wird, enthalten die Verbrennungsprodukte eines Natriumazid- Gaserzeugers außerdem ätzende Reaktionsprodukte wie Natriumoxid oder Natriumhydroxid. Molybdän-Disulfid oder Schwefel sind als Sauerstoffträger für Natriumazid verwendet worden. Die Verwendung derartiger Sauerstoffträger führt jedoch zu giftigen Produkten wie Schwefelwasserstoffgas und korrosiven Materialen wie Natriumoxid und Natriumsulfid. Rettungspersonal und Automobilinsassen haben sich sowohl über das Schwefelwasserstoffgas als auch über das korrosive Pulver beklagt, die beim Betrieb von Gaserzeugern auf Natriumazidbasis erzeugt wurden.
Zunehmende Probleme werden außerdem in Verbindung mit der Entsorgung unbenutzter gasgefüllter zusätzlicher Rückhaltesysteme, z. B. Airbags in Automobilen, in beschädigten Fahrzeugen erwartet. Das Natriumazid, das in derartigen zusätzlichen Rückhaltesystemen verbleibt, kann aus dem beschädigten Fahrzeug sickern und das Grundwasser verschmutzen oder zu einem giftigen Abfall werden. Es wurde sogar die Sorge geäußert, daß Natriumazid explosive Schwermetallazide oder Stickstoffwasserstoffsäure bilden könnte, wenn es nach dem Wegwerfen mit Batteriesäuren in Kontakt kommt.
Gaserzeuger auf Natriumazidbasis sind am gebräuchlichsten im Einsatz beim Befüllen von Airbags. Aufgrund der erheblichen Nachteile derartiger Zusammensetzungen wurden jedoch alternative gaserzeugende Zusammensetzungen als Ersatz für Natriumazid vorgeschlagen. Die meisten der vorgeschlagenen Ersatzmittel für Natriumazid halten jedoch nicht alle oben ausgeführten Kriterien in adäquater Weise ein.
Eine Gruppe von Chemikalien, der als möglichem Ersatzmittel für Natriumazid Beachtung geschenkt wurde, schließt Tetrazole und Triazole ein. Diese Materialien werden im allgemeinen mit konventionellen Sauerstoffträgern wie KNO&sub3; und Sr(NO&sub3;)&sub2; verbunden. Einige der Tetrazole und Triazole, die im einzelnen genannt wurden, umfassen 5-Aminotetrazol, 3-Amino-1,2,4-Triazol, 1,2,4-Triazol, 1H-Tetrazol, Bitetrazol und mehrere andere. Aufgrund der schlechten ballistischen Eigenschaften und der hohen Gastemperaturen hat jedoch noch keines dieser Materialen allgemeine Akzeptanz als Ersatzmittel für Natriumazid gefunden.
Es versteht sich folglich, daß es eine Reihe wichtiger Kriterien zur Auswahl gaserzeugender Zusammensetzungen gibt, die in zusätzlichen Rückhaltesystemen für Automobile zum Einsatz kommen. Beispielsweise ist es wichtig, Ausgangsmaterialien zu wählen, die nicht giftig sind. Gleichzeitig dürfen die Verbrennungsprodukte nicht giftig oder schädlich sein. Diesbezüglich beschränken industrielle Standards die erlaubten Mengen verschiedener Gase, die beim Betrieb zusätzlicher Rückhaltesysteme erzeugt werden.
Es wäre daher ein erheblicher Fortschritt, Zusammensetzungen zu schaffen, die in der Lage sind, große Mengen Gas zu erzeugen, und die die Nachteile, die beim Stand der Technik erkannt wurden, überwinden. Es wäre ein weiterer Fortschritt, eine gaserzeugende Zusammensetzung zu schaffen, die auf im wesentlichen ungiftigen Ausgangsmaterialien basiert und die im wesentlichen ungiftige Reaktionsprodukte erzeugt. Es wäre noch ein Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik, eine gaserzeugende Zusammensetzung zu schaffen, die sehr eingeschränkte Mengen giftiger oder reizender Partikelrückstände und beschränkt unerwünschte gasförmige Produkte erzeugt. Es wäre außerdem ein Fortschritt, eine gaserzeugende Zusammensetzung zu schaffen, die bei der Reaktion eine ohne weiteres filtrierbare feste Schlacke bildet.
Derartige Zusammensetzungen und ihre Verwendungen werden hier beschrieben und beansprucht.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue gaserzeugende Zusammensetzung, die lose auf einer Zusammensetzung des "Thermit"-Typs basiert. Die vorliegende Zusammensetzung umfaßt eine Mischung aus fein zerteiltem anorganischem Treibstoff und einem Oxidationsmittel wie einem basischen Metallkarbonat oder einem basischen Metallnitrat, unter der Voraussetzung, daß der anorganische Treibstoff und das Oxidationsmittel derart ausgewählt sind, daß im wesentlichen ungiftige gasförmige Reaktionsprodukte wie Wasserdampf und entweder Kohlendioxid oder Stickstoffgas bei der Verbrennung der Zusammensetzung erzeugt werden.
Die Verbrennungsreaktion beinhaltet eine Redoxreaktion zwischen dem Treibstoff und dem Oxidationsmittel. Unter den exothermen Bedingungen, die von der Reaktion geliefert werden, werden die Wasser-Präkursoren in Wasserdampf, das Karbonat, falls vorhanden, in Kohlendioxid und das Nitrat, falls vorhanden, in Stickstoff umgewandelt. Diese im wesentlichen ungiftigen gasförmigen Reaktionsprodukte stehen dann zum Einsatz beim Entfalten zusätzlicher Sicherheitsrückhaltesysteme wie beim Aufblasen von Airbags für Automobile und dgl. zur Verfügung.
Aus dem vorangehenden wird verständlich, daß die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung große Mengen von Gas erzeugen können, während sie einige der im Stand der Technik erkannten bedeutenden Probleme vermeiden. Die gaserzeugenden Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung basieren auf im wesentlichen ungiftigen Ausgangsmaterialien und erzeugen im wesentlichen ungiftige Reaktionsprodukte.
Diese Zusammensetzungen erzeugen, wenn überhaupt, nur in begrenztem Maße unerwünschte gasförmige Produkte. Zusätzlich erzeugen die gaserzeugenden Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung bei der Reaktion nur, wenn überhaupt, eine begrenzte Menge von giftigem oder reizendem Partikelrückstand, wobei sie eine filtrierbare feste Schlacke ergeben.
Diese Zusammensetzungen verbrennen schnell und reproduzierbar und erzeugen die im wesentlichen ungiftigen, gasförmigen Reaktionsprodukte, die oben beschrieben wurden.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung enthalten einen oxidierbaren anorganischen Treibstoff wie ein oxidierbares Metall oder ein anderes Element in einer einen wirksamen Treibstoff ergebenden Menge und ein Oxidationsmittel, insbesondere ein basisches Metallkarbonat, ein basisches Metallnitrat oder Mischungen davon in einer für einen Sauerstoffträger wirksamen Menge.
Wie hier verwendet, schließt der Begriff "basisches Metallkarbonat" Metallkarbonat-Hydroxide, Metallkarbonat- Oxide und Hydrate davon ein. Wie hier verwendet, schließt der Begriff "basisches Metallnitrat" Metallnitrat-Hydroxide, Metallnitrat-Oxide und Hydrate davon ein. Die Kombination aus dem Treibstoff und dem Oxidationsmittel wird unter der Nebenbedingung ausgewählt, daß im wesentlichen ungiftige, gasförmige Reaktionsprodukte wie Mischungen von Wasserdampf und entweder Kohlendioxid oder Stickstoff die hauptsächlichen gasförmigen Produkte sind, die bei der Reaktion zwischen dem Treibstoff und dem Oxidationsmittel erzeugt werden, und daß im wesentlichen keine, falls überhaupt, gesundheitsgefährdenden gasförmigen Reaktionsprodukte durch diese Reaktion erzeugt werden. Der Treibstoff und der Sauerstoffträger sind derart ausgewählt, daß die Kombination aus Sauerstoffträger und Treibstoff eine angemessene thermische Kompatibilität und chemische Stabilität zeigt, d. h. daß die Kombination aus Treibstoff und Sauerstoffträger nicht unter ungefähr 107ºC (225º F) zu reagieren beginnt. Ein Treibstoff oder Sauerstoffträger oder die Verbrennungsprodukte hieraus, die hochgiftig wären, sind nicht bevorzugt.
Beim Betrieb einer erfindungsgemäßen zusätzlichen Rückhalteeinrichtung oder einer damit zusammenhängenden Sicherheitseinrichtung werden, wenn überhaupt, andere Gase in Konzentrationen erzeugt, die verglichen mit den erwünschten gasförmigen Verbrennungsprodukten Kohlendioxid, Mischungen aus Kohlendioxid und Wasserdampf oder Mischungen aus Stickstoff und Wasserdampf gering sind.
Thermit ist allgemein als eine Zusammensetzung defi niert, die aus einer Mischung aus einem fein zerteilten, oxidierbaren, anorganischen Treibstoff, herkömmlicherweise Aluminium oder ein oxidierbares Metall, und einem entsprechenden Oxidationsmittel besteht. Thermitzusammensetzungen werden herkömmlicherweise zur Erzeugung großer Mengen intensiver Wärme eingesetzt und ausgelegt, ohne daß wesentliche Gasmengen erzeugt werden. Die in diesem Zusammenhang am meisten verbreitet eingesetzten Thermitzusammensetzungen basieren auf fein zerteiltem Aluminiummetall und Eisenoxid.
Eines der bemerkenswerten Charakteristika der meisten herkömmlichem Thermitzusammensetzungen ist, daß sie dazu ausgelegt sind, wenig oder keine gasförmigen Reaktionsprodukte zu erzeugen. Obwohl sie einige Ähnlichkeit mit herkömmlichen Thermitzusammensetzungen haben, sind die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung dadurch einzigartig, daß Mischungen aus Wasserdampf und entweder Kohlendioxid oder Stickstoff die erwünschten hauptsächlichen gasförmigen Reaktionsprodukte sind und daß diese gasförmigen Produkte in ausreichender Menge und Volumen erzeugt werden, damit diese zum Aufblasen eines Airbags für ein Automobil oder zu einer ähnlichen Art von Funktion einsetzbar sind, die im allgemeinen von gaserzeugenden Zusammensetzungen ausgeführt wird.
Der oxidierbare anorganische Treibstoff enthält beispielsweise wenigstens eine der oxidierbaren Spezies, die aus Elementen der Gruppen 2, 4, 5, 6, 7, 8, 12, 13 und 14 ausgewählt sind, wie aufgelistet in der Tabelle des Periodensystems gemäß dem IUPAC-Format (CRC Handbook of Chemistry and Physics, (72. Auflage 1991)). Der oxidierbare anorganische Treibstoff kann beispielsweise umfassen: wenigstens ein Übergangsmetall wie Eisen, Mangan, Molybdän, Niob, Tantal, Titan, Wolfram, Zink oder Zirkon. Der Treibstoff kann ein weiteres Element umfassen wie z. B. Aluminium, Bor, Magnesium, Silizium oder Zinn. Ein bevorzugter anorganischer Treibstoff ist elementares Bor.
Der Treibstoff kann außerdem eine intermetallische Verbindung oder eine Legierung aus wenigstens zwei Elementen umfassen, die aus den Gruppen 2, 4, 5, 12, 13 und 14 der Tabelle des Periodensystems ausgewählt sind. Beispiele dieser intermetallischen Verbindungen und Legierungen sind Al&sub3;Mg&sub2;, Al&sub3;&sub8;Si&sub5;, Al&sub2;Zr&sub3;, B&sub1;&sub2;Zr, MgB&sub4;, Mg&sub2;Nb, MgZn, Nb&sub3;Al, Nb&sub3;Sn, Ta&sub3;Zr&sub2;, TiAl, TiB&sub2;, Ti&sub1;&sub8;Nb&sub5; und ZrTi. Der anorganische Treibstoff kann außerdem ein Hydid, Karbid oder Nitrid eines Übergangsmetalls oder Hauptgruppenelements umfassen. Exemplarische Hydride sind u.a. TiH&sub2;, ZrH&sub2;, KBH&sub4;, NaBH&sub4; und Cs&sub2;B&sub1;&sub2;H&sub1;&sub2;. Exemplarische Karbide sind u. a. ZrC, TiC, MoC und B&sub4;C Exemplarische Nitride sind u. a. ZrN, TiN, Mo&sub2;N, BN, Si&sub3;N&sub4; und P&sub3;N&sub5;. Mischungen dieser oxidierbaren anorganischen Treibstoffe können hier ebenfalls eingesetzt werden. Wenn ein Metallkarbid, -nitrid oder -hydrid der Treibstoff ist, kann der Treibstoff außerdem die Erzeugung der erwünschten gasförmigen Reaktionsprodukte unterstützen. Die Metallkarbide können beispielsweise Kohlendioxid zusätzlich zu dem erzeugen, das durch basische Metallkarbonat-Oxidationsmittel erzeugt wird. In ähnlicher Weise können die Metallnitride Stickstoff zusätzlich zu dem erzeugen, welcher von den basischen Metallnitrat-Oxidationsmitteln erzeugt wird. Manchmal können zusätzliche Sauerstoffträger erforderlich sein, damit der Treibstoff vollständig oxidiert wird oder die Verbrennungsgeschwindigkeit erhöht wird.
Sowohl der oxidierbare anorganische Treibstoff als auch der Sauerstoffträger werden in die Zusammensetzung in Form eines fein zerteilten Pulvers eingebracht. Die Partikelgrößen reichen typisch von 0,001 um bis 400 um; der bevorzugte Bereich von Partikelgrößen reicht allerdings von ungefähr 0,1 um bis ungefähr 50 um. Die Zusammensetzung ist in eine gaserzeugende Einrichtung wie z. B. ein herkömmliches zusätzliches Sicherheitsrückhaltesystem in Form von Pellets oder Tabletten einsetzbar. Alternativ ist die Zusammensetzung in derartige Einrichtungen in Form einer multiperforierten, eine große Oberfläche aufweisenden Körnung oder einer anderen festen Form einsetzbar, die eine schnelle und reproduzierbare Gaserzeugung beim Zünden erlaubt.
Ein Oxidationsmittel, das Metall enthält, wird mit dem Treibstoff gepaart. Im vorliegenden Zusammenhang hat ein Oxidationsmittel, das Metall enthält, die folgenden Eigenschaften:
a) Es ist ein basisches Metallkarbonat, basisches Metallnitrat oder ein Hydrat davon.
b) Eines oder mehrere der darin enthaltenen Metalle kann als Oxidationsmittel für den anorganischen Treibstoff dienen, der sich in der Formulierung des Gaserzeugers findet.
Unter den vorstehenden Voraussetzungen enthält die Klasse geeigneter anorganischer Sauerstoffträger, die die erwünschten Merkmale aufweisen, basische Metallkarbonate wie Metallkarbonat-Hydroxide, Metallkarbonat-Oxide, Metallkarbonat-Hydroxid-Oxide und -Hydrate und Mischungen davon und basische Metallnitrate wie Metallhydroxid-Nitrate, Metallnitrat-Oxide und -Hydrate und Mischungen davon, bei denen die darin vorliegende Metallspezies wenigstens eine Spezies sein kann, die ausgewählt ist aus Elementen der Gruppen 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14 und 15, wie aufgeführt in der Tabelle des Periodensystems gemäß dem IUPAC-Format (CRC Handbook of Chemistry and Physics, (72. Ausgabe 1991)).
Die untenstehende Tabelle 1 listet Beispiele typischer basischer Metallkarbonate auf, die in der Lage sind, mit einem geeigneten Treibstoff zur Erzeugung von Mischungen aus Kohlendioxid und Wasserdampf zu reagieren:

Tabelle 1

Basische Metallkarbonate

Cu(CO&sub3;)1-x·Cu(OH)2x, z. B. CuCO&sub3;·Cu(OH)&sub2; (Malachit)
Co(CO&sub3;)1-x(OH)2x, z. B. 2Co(CO&sub3;)·3Co(OH)&sub2;·H&sub2;O
CoxFey(CO&sub3;)&sub2;(OH)&sub2;,
z. B. CO0.69Fe0.34(CO&sub3;)0.2(OH)&sub2;
Na&sub3;[Co(CO&sub3;)&sub3;]·3H&sub2;O
Zn(CO&sub3;)1-x(OH)2x, z. B. Zn&sub2;(CO&sub3;)(OH)&sub2;
BiAMgB(CO&sub3;)C(OH)D, z. B. Bi&sub2;Mg(CO&sub3;)&sub2;(OH)&sub4;
Fe(CO&sub3;)1-x(OH)3x, z. B. Fe(CO&sub3;)0.12(OH)2.76
Cu2-xZnx(CO&sub3;)1-y(OH)2y,
z. B. Cu1.54Zn0.46 CO&sub3;(OH)&sub2;
CoyCu2-y(CO&sub3;)1-x(OH)2x,
z. B. Co0.49Cu0.51(CO&sub3;)0.43(OH)1.1
TiABiB(CO&sub3;)x(OH)y(O)z(H&sub2;O)c,
z. B. Ti&sub3;Bi&sub4;(CO&sub3;)&sub2;(OH)&sub2;O&sub9;(H&sub2;O)&sub2;
(BiO)&sub2;CO&sub3;
Die untenstehende Tabelle 2 listet Beispiele typischer basischer Metallnitrate auf, die in der Lage sind, mit einem geeigneten Treibstoff zur Erzeugung von Mischungen aus Stickstoff und Wasserdampf zu reagieren.

Tabelle 2

Basische Metallnitrate

Cu&sub2;(OH)&sub3;NO&sub3;
Co&sub2;(OH)&sub3;NO&sub3;
CuxCo2-x(OH)&sub3;NO&sub3;, z. B. CuCo(OH)&sub3;NO&sub3;
Zn&sub2;(OH)&sub3;NO&sub3;
Mn(OH)&sub2;NO&sub3;
Fe(NO&sub3;)n(OH)3-n, z. B. Fe&sub4;(OH)&sub1;&sub1;NO&sub3;·2H&sub2;O
Mo(NO&sub3;)&sub2;O&sub2;
BiONO&sub3;·H&sub2;O
Ce(OH)(NO&sub3;)&sub3;·3H&sub2;O
In manchen Fällen ist es außerdem erwünscht, Mischungen derartiger Oxidationsmittel einzusetzen, damit ballistische Eigenschaften verbessert werden oder die Filtrierbarkeit der Schlacke verbessert wird, die bei der Verbrennung der Zusammensetzung gebildet wird. Ein bevorzugtes Oxidationsmittel ist CuCO&sub3;·Cu(OH)&sub2;, das allgemein als das natürliche Mineral Malachit bekannt ist.
Zusätzlich können kleine Mengen wie z. B. bis zu ungefähr 10 Gewichtsprozent zusätzlicher Oxidationsmittel wie Metalloxide, -peroxide, -nitrate, - nitrite, -chlorate und -perchlorate falls gewünscht mit dem anorganischen Sauerstoffträger kombiniert werden.
Die gaserzeugenden Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung umfassen eine als Treibstoff wirkende Menge Treibstoff und eine als Sauerstoffträger wirkende Menge wenigstens eines Oxidationsmittels. Die vorliegende Zusammensetzung enthält im allgemeinen von 2 Gewichtsprozent bis 50 Gewichtsprozent Treibstoff und von 50 Gewichtsprozent bis 98 Gewichtsprozent Oxidationsmittel und vorzugsweise von 5 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent Treibstoff und von 60 Gewichtsprozent bis 95 Gewichtsprozent Oxidationsmittel. Diese Gewichtsprozentsätze sind derart, daß wenigstens ein Oxidationsmittel in einer Menge vorliegt, die das 0,5-fache bis 3-fache der stöchiometrischen Menge ist, die zur vollständigen Oxidation des vorliegenden Treibstoffs erforderlich ist. Stärker bevorzugt ist, daß das Oxidationsmittel in einer Menge vorliegt, die das 0,8-fache bis 2-fache der stöchiometrischen Menge von Sauerstoffträger ist, die zur vollständigen Oxidation des vorliegenden Treibstoffs erforderlich ist.
Bevorzugte Ausführungsformen, in denen nur Stickstoff und Wasserdampf gebildet werden, enthalten weniger als die stöchiometrischen Menge von Sauerstoffträger, die zur vollständigen Oxidation des vorliegenden Treibstoffs erforderlich ist, z. B. das ungefähr 0,9-fache, damit die Bildung von NOx minimiert ist. In gleicher Weise enthalten bevorzugte Ausführungsformen, in denen nur Kohlendioxid und Wasserdampf gebildet werden mehr als die stöchiometrischen Menge von Sauerstoffträger, die zur vollständigen Oxidation des vorliegenden Treibstoffs erforderlich ist, z. B. das ungefähr 1,2-fache, damit die Bildung von Kohlenmonoxid minimiert ist. Die obigen bevorzugten Ausführungsformen haben daher zusätzliche Vorteile verglichen mit gaserzeugenden Formulierungen, in denen sowohl Stickstoff als auch Kohlenstoff vorliegen. In derartigen Formulierungen fördern Versuche, die NOx-Bildung durch Änderung des Sauerstoffträger-/ Treibstoff-Verhältnisses zu minimieren, die Bildung von Kohlenmonoxid und umgekehrt.
Kleine Mengen anderer Additive können außerdem in die Zusammensetzungen mit aufgenommen werden, falls erwünscht.
Derartige Additive sind beim Stand der Technik der Explosiv-, Treib- und Gaserzeugungsstoffe wohlbekannt. Herkömmlicherweise werden derartige Materialien zugegeben, damit die Eigenschaften der gaserzeugenden Zusammensetzung modifiziert werden. Derartige Materialien enthalten ballistische Mittel oder Verbrennungsgeschwindigkeits- Modifikationsmittel, Zündhilfemittel, Kühlmittel, Freisetzungsmittel oder Trockenschmiermittel, Bindemittel für die Körnung oder die Bruchfestigkeit von Pellets, Mittel zur Förderung der Schlackebildung, Mittel gegen das Zusammenbacken usw.. Ein Additiv dient oft mehreren Zwecken. Die Additive können außerdem gasförmige Reaktionsprodukte erzeugen, damit insgesamt die Gaserzeugung der gaserzeugenden Zusammensetzung unterstützt wird.
Mittel zur Zündhilfe/zur Modifikation der Verbrennungsgeschwindigkeit enthalten Metalloxide, -nitrate und andere Verbindungen wie z. B. Fe&sub2;O&sub3;, K&sub2;B&sub1;&sub2;H&sub1;&sub2;· H&sub2;O, BiO(NO&sub3;), Co&sub2;O&sub3;, CoFe&sub2;O&sub4;, CuMoO&sub4;, Bi&sub2;MoO&sub6;, MnO&sub2;, Mg(NO&sub3;)&sub2;, Fe(NO&sub3;)&sub3;, Co(NO&sub3;)&sub2; und NH&sub4;NO&sub3;. Kühlmittel umfassen Magnesiumhydroxid, Borsäure, Aluminiumhydroxid und Wolframatokieselsäure. Kupferoxalat, CuC&sub2;O&sub4;, dient nicht nur als Kühlmittel sondern ist auch in der Lage, Kohlendioxid zu erzeugen. Kühlmittel wie Aluminiumhydroxid und Wolframatokieselsäure können außerdem die Schlackenbildung fördern. Kleine Mengen polymerer Bindemittel wie Polyäthylenglykol oder Polypropylenkarbonat können, falls gewünscht, aus Gründen mechanischer Festigkeit oder zur Schaffung einer gesteigerten Bruchfestigkeit zugegeben werden. Beispiele von Trockenschmiermitteln umfassen MoS&sub2;, Graphit, graphithaltiges Bornitrid, Kalziumstearat und pulvriges Polyäthylenglykol (mittlers Molgewicht 8000).
Die festen Verbrennungsprodukte der meisten der oben genannten Additive steigern die Filtrierbarkeit der Schlacke, die bei der Verbrennung einer gaserzeugenden Formulierung gebildet wird. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfaßt z.B eine Kombination aus 76,23 Gewichtsprozent Cu&sub2;(OH)&sub3;NO&sub3; als Sauerstoffträger und 23,77 Gewichtsprozent Titanhydrid als Treibstoff. Die vorausberechnete Flammentemperatur ist 2927ºK. Die sich daraus ergebende Schlacke ist Kupfermetall (1) und Titandioxid (1). Kommerziell erhältliches Al(OH)&sub3;·0,4H&sub2;O kann der Formulierung als Kühl-/Bindemittel zugegeben werden. Dieses Additiv steigert außerdem die Filtrierbarkeit der Schlacke. Eine Formulierung, die 60,0 Gewichtsprozent Cu&sub2;(OH)&sub3;NO&sub3;, 18,71 Gewichtsprozent TiH&sub2;, 21,29 Gewichtsprozent Al(OH)&sub3;·0,4 H&sub2;O enthält, vermindert z. B. die Flammentemperatur auf 2172ºK. Diese Formulierung erzeugt 25,5 Gewichtsprozent Gas. Bei dieser Temperatur wird Aluminiumoxid als Feststoff gebildet (12,74 Gewichtsprozent), wohingegen TiO&sub2; (29,95 Gewichtsprozent) nur 42ºK über seinem Schmelzpunkt liegt. Die geschmolzene Kupferschlacke (32%) wird wahrscheinlich von der viskosen Mischung aus TiO&sub2;/ Al&sub2;O&sub3;-Schlacke eingeschlossen, wodurch die Gesamtfiltrierbarkeit gesteigert wird. Zusätzlich steigt die gesamte volumenkorrigierte Gasausbeute gegenüber Aziderzeugern von 1,09 auf 1,14 bei der Zugabe von Al(OH)&sub3; zu der Formulierung.
Veranschaulichende Beispiele von Reaktionen, die Zusammensetzungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfassen, sind in Tabelle 3 ausgeführt. Tabelle 3
Theoretische Gasausbeuten (Gasvolumen und Menge) für eine erfindungsgemäße Zusammensetzung sind mit denjenigen vergleichbar, welche mittels einer herkömmlichen auf Natriumazid basierenden gaserzeugenden Zusammensetzung erreicht werden. "Theoretische Gasausbeute" ist ein auf ein Einheitsvolumen eines auf Azid basierenden Gaserzeugers normiertes Verhältnis. Die theoretische Gasausbeute für einen typischen auf Natriumazid basierenden Gaserzeuger (68 Gewichtsprozent NaN&sub3;; 30 Gewichtsprozent MoS&sub2;; 2 Gewichtsprozent S) ist ungefähr 0,85 g Gas/cm³ NaN&sub3;- Erzeuger.
Die theoretischen Flammentemperaturen der Reaktion zwischen dem Treibstoff und dem Oxidationsmittel sind im Bereich zwischen ungefähr 500ºK und ungefähr 3500 wobei der stärker bevorzugte Bereich zwischen ungefähr 1500ºK und ungefähr 3000ºK liegt. Dies ist ein beherrschbarer Bereich zur Anwendung auf dem Gebiet der Airbags für Automobile und kann zur Ausbildung einer nicht flüssigen (z. B. festen) leicht filtrierbaren Schlacke eingestellt werden.
Mit den Reaktionseigenschaften können die Zusammensetzungen und Verfahren der vorliegenden Erfindung ein ausreichendes Volumen und eine ausreichende Menge von Gas zum Aufblasen eines zusätzlichen Sicherheitsrückhaltesystems wie eines Airbags für ein Automobil bei einer beherrschbaren Temperatur erzeugen. Die Reaktion der Zusammensetzungen im Rahmen der Erfindung erzeugt erhebliche Mengen einer gasförmigen Mischung von Wasserdampf und entweder Kohlendioxid oder Stickstoff innerhalb sehr kurzer Zeit. Gleichzeitig vermeidet die Reaktion im wesentlichen die Erzeugung unerwünschter Gase und kleiner Partikel, wohingegen geringere Mengen anderer Gase erzeugt werden können. Auch die Formulierung des Zündmittels kann kleine Mengen anderer Gase erzeugen.
Die vorliegenden gaserzeugenden Zusammensetzungen können dazu formuliert werden, eine integrale feste Schlacke zu erzeugen, damit im wesentlichen das erzeugte Partikelmaterial eingeschränkt wird. Dies minimiert die Erzeugung fester Partikelrückstände außerhalb der Brennkammer. Daher ist es möglich, die Erzeugung eines ätzenden Pulvers wie Natriumoxid/-hydroxid oder Natriumsulfid im wesentlichen zu vermeiden, das gewöhnlich bei herkömmlichen Natriumazidformulierungen erzeugt wird.
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung werden mit herkömmlichen Zündmitteln gezündet. Zündmittel, die Materialien wie Bor/Kaliumnitrat einsetzen, sind mit den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendbar. Es ist daher möglich, die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung in Gaserzeugungsanwendungen des Standes der Technik im Austausch zu verwenden.
Die gaserzeugenden Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind ohne weiteres an eine Verwendung mit einer herkömmlichen Hybrid-Technolgie zum Aufblasen eines Airbags angepaßt. Die Hybrid-Technologie zum Aufblasen basiert darauf, ein gespeichertes inertes Gas (Argon oder Helium) auf eine gewünschte Temperatur durch Verbrennung einer geringen Menge eines Treibmittels zu heizen. Hybride Aufblasmittel erfordern keine Kühlfilter, die bei pyrotechnischen Aufblasmitteln zur Kühlung der Verbrennungsgase eingesetzt werden, da hybride Aufblasmittel ein Gas mit geringerer Temperatur liefern können. Die Temperatur des Gasaustrags kann durch Einstellung des Verhältnisses von inertem Gasgewicht zu Treibmittelgewicht selektiv geändert werden. Je höher das Verhältnis von Gasgewicht zu Treibmittelgewicht ist, desto kühler ist die Temperatur des Gasaustrags.
Ein Hybridsystem zur Gaserzeugung umfaßt einen Druckbehälter mit einer aufbrechbaren Öffnung, wobei in dem Druckbehälter eine vorbestimmte Menge von inertem Gas vorliegt; eine gaserzeugende Einrichtung zur Erzeugung heißer Verbrennungsgase, die Mittel aufweist, die die aufbrechbare Öffnung aufbrechen können; und Mittel zum Zünden der gaserzeugenden Zusammensetzung. Der Behälter weist eine aufbrechbare Öffnung auf, die von einem Kolben zerbrochen werden kann, wenn die gaserzeugende Einrichtung gezündet wird. Die gaserzeugende Einrichtung wird bezüglich des Druckbehälters derart konfiguriert und positioniert, daß heiße Verbrennungsgase mit dem inerten Gas gemischt werden und dieses aufheizen. Geeignete inerte Gase umfassen u. a. Argon und Helium sowie Mischungen davon. Die gemischten und aufgeheizten Gase verlassen den Druckbehälter durch die Öffnung und verlassen schließlich das hybride Aufblasmittel und entfalten einen auf blasbaren Beutel oder Ballon wie z. B. einen Airbag für ein Automobil. Die gaserzeugende Einrichtung enthält eine erfindungsgemäße gaserzeugende Zusammensetzung, die einen oxidierbaren anorganischen Treibstoff und ein Oxidationsmittel umfaßt, welche ausgewählt sind aus basischen Metallkarbonaten und basischen Metallnitraten. Der oxidierbare anorganische Treibstoff und das Oxidationsmittel sind derart ausgewählt, daß im wesentlichen ungiftige Gase wie z.B Mischungen aus Wasserdampf und entweder Kohlendioxid oder Stickstoff erzeugt werden.
Die hohe Wärmekapazität des erzeugten Wasserdampfs ist ein zusätzlicher Vorteil bei seiner Verwendung als Heizgas in einem hybriden gaserzeugenden System. Weniger Wasserdampf und folglich weniger Erzeuger sind daher erforderlich, um eine gegebene Menge inerten Gases auf eine gegebene Temperatur aufzuheizen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ergibt heißes (2900ºK) metallisches Kupfer als Verbrennungsprodukt. Die hohe Leitfähigkeit des Kupfers ermöglicht eine schnelle Wärmeübertragung auf das kühlere inerte Gas, was zu einer weiteren Verbesserung der Effizienz des hybriden gaserzeugenden Systems führt.
Hybride gaserzeugende Einrichtungen für eine zusätzliche Sicherheitsrückhalteeinrichtung sind beschrieben in Frontom, Hybrid Airbag Inflator Technology, Airbag Int'l Symposium on Sophisticated Car Occupant Safety Systems, (Weinbrenner-Saal, Deutschland, 2.-3. Nov. 1992).
Ein Airbagsystem für ein Automobil kann umfassen: einen zusammengefalteten, aufblasbaren Airbag, eine gaserzeugende Einrichtung, die mit dem Airbag zum Aufblasen des Airbags verbunden ist, und Mittel zum Zünden der gaserzeugenden Zusammensetzung. Die gaserzeugende Einrichtung enthält eine gaserzeugende Zusammensetzung, die umfaßt: einen oxidierbaren anorganischen Treibstoff und ein Oxidationsmittel, das ausgewählt ist aus basischen Metallkarbonaten und basischen Metallnitraten, wobei der oxidierbare anorganische Treibstoff und das Oxidationsmittel derart ausgewählt sind, daß Mischungen aus Wasserdampf und entweder Kohlendioxid oder Stickstoff bei der Reaktion zwischen dem anorganischen Treibstoff und dem Oxidationsmittel erzeugt werden.

Beispiele

Die vorliegende Erfindung wird weiter in den folgenden Beispielen beschrieben, die keine Einschränkung darstellen. Wenn nichts anderes angegeben ist, sind die Zusammensetzungen in Gewichtsprozent angegeben.

Beispiel 1

Eine Mischung aus 93,21% Cu(OH)&sub2;CuCO&sub3; und 6,79% Bor (enthaltend 89% aktives Bor) wurde als Handmischung in einer Wasseraufschlämmung hergestellt. Die Formulierung wurde in Vakuum bei 73,9ºC (165ºF) getrocknet. Drei Mengen von vier Gramm des getrockneten Pulvers wurden in einer Carverpresse Modell M in Pellets von 12,7 mm (0,5 Zoll) Durchmesser bei einem Manometerdruck von 40 · 10³ N (9000 lb.) gepresst. Die Pellets wurden 10 Minuten lang bei 6,9 · 10&sup6; Pa (1000 psi) einzeln ins Gleichgewicht gebracht und gezündet, wobei sie eine Verbrennungsgeschwindigkeit von 0,617 m/min (0,405 ips) ergaben. Die Schlacke bestand aus einer festen Masse Kupfermaterial, Kupfer-(I)-Oxid und Boroxid. Entsprechend theoretischen Rechnungen war die Gasausbeute ungefähr 50 Volumenprozent CO&sub2; und 50 Volumenprozent H&sub2;O.

Beispiel 2

Zur Reaktion von TiH&sub2; und Cu&sub2;(OH)&sub3;NO&sub3;, wie in Tabelle 3 aufgeführt, wurden theoretische Berechnungen durchgeführt, um ihre Brauchbarkeit bei einem Hybrid-Gaserzeuger zu bewerten. Wenn diese Formulierung in Gegenwart einer das 3,15-fache ihres Gewichts betragenden Menge von Argongas verbrennen kann, sinkt die Flammentemperatur von 2927ºK auf 1606ºK unter der Annahme eines Wärmeübergangs mit hundertprozentiger Effizienz. Die ausgestoßenen Gase bestehen aus 87,6 Volumenprozent Argon, 10,6 Volumenprozent Wasserdampf und 1,8 Volumenprozent Stickstoff.
Aus dem vorstehend Ausgeführten wird verständlich, daß die vorliegende Erfindung Zusammensetzungen schafft, die in der Lage sind, große Mengen von Gas zu erzeugen, die auf im wesentlichen ungiftigen Ausgangsmaterialien basieren und die im wesentlichen ungiftige Reaktionsprodukte erzeugen. Die gaserzeugenden Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung erzeugen außerdem sehr geringe Mengen giftiger oder reizender Partikelrückstände und beschränkt unerwünschte gasförmige Produkte. Zusätzlich schafft die vorliegende Erfindung gaserzeugende Zusammensetzungen, die bei der Reaktion eine ohne weiteres filtrierbare feste Schlacke bilden.

Claims

1. Feste gaserzeugende Zusammensetzung, die einen oxidierbaren anorganischen Treibstoff und ein Oxidationsmittel umfaßt, bei der das Oxidationsmittel mindestens eine Komponente umfaßt, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem basischen Metallkarbonat und einem basischen Metallnitrat besteht, und bei der eine Mischung aus Wasserdampf und entweder Kohlendioxid oder Stickstoff die hauptsächlichen gasförmigen Reaktionsprodukte sind, die durch die Reaktion des oxidierbaren anorganischen Treibstoffs mit dem Oxidationsmittel und durch die Verbrennung der Zusammensetzung erzeugt werden.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, die zwischen 2% und 50% Treibstoff und zwischen 50% und 98% Oxidationsmittel, vorzugsweise zwischen 5% und 40% Treibstoff und zwischen 60% und 95% Oxidationsmittel, umfaßt.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Oxidationsmittel in einer Menge vorliegt, die das 0,5- fache bis 3-fache der stöchiometrischen Menge von Oxidationsmittel ist, die zur vollständigen Oxidation des vorliegenden Treibstoffs erforderlich ist, vorzugsweise in einer Menge, die das 0,8-fache bis 2-fache der stöchiometrischen Menge von Oxidationsmittel ist, die zur vollständigen Oxidation des vorliegenden Treibstoffs erforderlich ist.

4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der der oxidierbare anorganische Treibstoff ein Metall, vorzugsweise ein Übergangsmetall ist.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der der oxidierbare anorganische Treibstoff aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Bor, Silizium, Zinn, Aluminium und Magnesium besteht.

6. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der der oxidierbare anorganische Treibstoff eine intermetallische Verbindung oder eine Legierung aus wenigstens zwei Elementen ist, die aus den Gruppen 2, 4, 5, 12, 13 und 14 der Tabelle des Periodensystems ausgewählt sind.

7. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der der oxidierbare anorganische Treibstoff ein Übergangsmetallhydrid ist.

8. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der der oxidierbare anorganische Treibstoff wenigstens eine Komponente enthält, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Al, B, Fe, Mg, Mn, Mo, Nb, Si, Sn, Ta, Ti, W, Zn und Zr besteht.

9. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Oxidationsmittel ein basisches Metallkarbonat ist, das ausgewählt ist aus: Metallkarbonat-Hydroxiden oder Hydraten davon, Metallkarbonat-Oxiden oder Hydraten davon,

CuCO&sub3;·Cu(OH)&sub2;, 2Co(CO&sub3;)·3Co(OH)&sub2;·H&sub2;O,

Co0.69Fe0.34(CO&sub3;)0.2(OH)&sub2;,

Na&sub3;(Co(CO&sub3;)&sub3;)·3H&sub2;O, Zn&sub2;(CO&sub3;)(OH)&sub2;,

Bi&sub2;Mg(CO&sub3;)&sub2;(OH)&sub4;, Fe(CO&sub3;)0.12(OH)2.76,

Cu1.54Zn0.46CO&sub3;(OH)&sub2;,

Co0.49Cu0.51(CO&sub3;)0.43(OH)1.1,

Ti&sub3;Bi&sub4;(CO&sub3;)&sub2;(OH)&sub2;O&sub9;(H&sub2;O)&sub2; und (BiO)&sub2;CO&sub3;.

10. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Oxida tionsmittel ein basisches Metallnitrat ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: Metallnitrat-Hydroxiden oder Hydraten davon, Metallnitrat-Oxiden oder Hydraten davon, Cu&sub2;(OH)&sub3;NO&sub3;, Co&sub2;(OH)&sub3;NO&sub3;, CuCo(OH)&sub3;NO&sub3;, Zn&sub2;(OH)&sub3;NO&sub3;, Mn(OH)&sub2;NO&sub3;, Fe&sub4;(OH)&sub1;&sub1;NO&sub3;·2H&sub2;O, Mo(NO&sub3;)&sub2;O&sub2;, BiONO&sub3;·H&sub2;O und Ce(OH)(NO&sub3;)&sub3;·3H&sub2;O.

11. Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der der oxidierbare anorganische Treibstoff und der Sauerstoffträger in Form eines fein zerteilten Pulvers, vorzugsweise mit einer Partikelgröße zwischen 0,001 um bis 400 um, vorliegen.

12. Airbagsystem für ein Automobil, das umfaßt: einen zusammengefalteten, aufblasbaren Airbag; eine gaserzeugende Einrichtung, die mit dem Airbag zum Aufblasen des Airbags verbunden ist, wobei die gaserzeugende Einrichtung eine gaserzeugende Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 enthält; und Mittel zum Zünden der gaserzeugenden Zusammensetzung.

13. Airbagsystem für ein Automobil nach Anspruch 12 mit einem Druckbehälter mit einer aufbrechbaren Öffnung, wobei der Druckbehälter ein inertes Gas enthält und die gaserzeugende Einrichtung heiße Verbrennungsgase erzeugt, die in der Lage sind, die aufbrechbare Öffnung aufzubrechen, und wobei die gaserzeugende Einrichtung bezüglich des Druckbehälters derart konfiguriert ist, daß heiße Verbrennungsgase mit dem inerten Gas vermischt werden und dieses aufheizen, wobei die gaserzeugende Einrichtung und der Druckbehälter mit dem aufblasbaren Airbag derart verbunden sind, daß die Verbrennungsgase und inertes Gas in der Lage sind, den Airbag aufzublasen.

14. Airbagsystem für ein Automobil nach Anspruch 13, bei dem das inerte Gas Argon oder Helium ist.

15. Fahrzeug mit einem zusätzlichen Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 12 bis 14.