JP2001213688A - ガス発生剤組成物 - Google Patents
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Abstract
を得る。 【解決手段】 非アジ化ナトリウム系燃料と酸化剤を含
むガス発生剤及び吸着剤を含有することを特徴とするガ
ス発生剤組成物。燃料の分解により生じるラジカル等の
燃料の分解促進物質が吸着剤に吸着保持されるため、燃
料のさらなる分解が抑制され、その結果、耐熱性が高ま
る。
Description
に搭載される人体保護のために供せられるエアバッグシ
ステムにおいて、作動ガスとなるガス発生剤の耐熱性が
向上されたガス発生剤組成物に関する。
用方法、前記ガス発生剤組成物を用いたガス発生器及び
前記ガス発生器を用いたインフレータシステムに関す
る。
エアバッグシステムでは、ガス発生器は運転席のハンド
ル内や助手席のダッシュボード内に格納されているが、
真夏には車内はかなりの高温になるため、ガス発生器も
同様に高温にさらされる。また、車の寿命は10〜15
年位と考えられるので、最低でもこの期間内では性能の
保証ができなければならない。このような条件の中でエ
アバッグシステムの性能を安定させるには、ガス発生器
内のガス発生剤を劣化させないことが重要となる。ガス
発生剤が熱等により劣化すると、ガス発生剤の燃焼挙動
が変化し、それに伴いエアバッグの展開挙動も変化して
しまい、エアバックシステムに対する信頼性が損なわれ
てしまう。
接な関係があり、分解温度が高いと耐熱性は良い傾向と
なる。アジ化ナトリウム系ガス発生剤は、基本的に無機
物により構成されているため高い分解温度及び耐熱性を
持つが、非アジ化ナトリウム系ガス発生剤は、普通、有
機物である燃料を使うため、必然的に分解温度が低くな
り、アジ化ナトリウム系ガス発生剤より耐熱性が悪くな
る傾向にある。実際に、アジ化ナトリウム系ガス発生剤
は約400℃以上で分解が開始されるのに比べて、ほと
んどの非アジ化ナトリウム系ガス発生剤は250℃以下
に分解開始温度がある。これらの耐熱性の善し悪しは、
ガス発生剤に含まれる成分の種類及び組成比によって決
まり、ガス発生剤の種類や組成比を変えることなしに、
耐熱性を向上させることは困難である。
生剤の分解を防止し、耐熱性を向上させる方法として、
アゾジカルボンアミド(ADCA)と酸化剤のCuOの
接触で起こる分解を防止するため、どちらか一方又は両
方に表面被覆処理を施すことが開示されている。しか
し、ここに例示されているADCA/KClO4/Cu
O/デンプンのような組成では、燃焼温度が高すぎるた
めガス発生器のフィルターやエアバッグが熱により損傷
を受けることや、このガス発生剤が燃焼後に発生させる
微粒子状のKClミストが多量にガス発生器外に放出さ
れるため、そのままではエアバッグ用ガス発生剤として
の使用は困難である。これらの問題を解決するために
は、酸化剤であるKClO4の一部をKNO3やSr(N
O3)2のような硝酸塩に置き換える方法が考えられる
が、そのような改変をなした場合には、特開平8−12
481に記載されている方法では十分な耐熱性を持たせ
ることはできなくなる。これはKNO3やSr(N
O3)2が水に溶けるため、表面被覆処理剤であるデン
プンがKNO3やSr(NO3)2中に取り込まれ、AD
CAやCuOの表面を十分に被覆できなくなるためであ
ると考えられる。
組成比を変えることなしに、非アジ化ナトリウム系燃料
を含むガス発生剤の耐熱性を向上させることができるガ
ス発生剤組成物を提供することを目的とする。
用方法、前記ガス発生剤組成物を用いたガス発生器及び
前記ガス発生器を用いたインフレータシステムを提供す
ることを他の目的とする。
の他のガス発生剤の分解機構について研究を重ねたとこ
ろ、ADCAの分解は確かにCuOとの接触により起こ
るが、それだけではなくADCAの分解により発生した
CONH2ラジカル、NH2ラジカル、CO、アンモニア
のような物質が更に分解を促進していることを見出し、
更にこれらの分解を促進する物質を取り除くことで、耐
熱性を格段に向上できることを見出し、本発明を完成し
た。
ジン誘導体から選ばれる1種以上の燃料と塩基性金属硝
酸塩を含むガス発生剤並びに吸着剤を含有することを特
徴とするガス発生剤組成物(以下「第1発明」と称す
る)を提供する。
と酸化剤を含むガス発生剤及び吸着剤を含有し、ガス発
生剤と吸着剤が一体成型されていないことを特徴とする
ガス発生剤組成物(以下「第2発明」と称する)を提供
する。
と酸化剤を含むガス発生剤を含有し、かつ下記の(a)
〜(c)の要件の1以上を具備することを特徴とするガ
ス発生剤組成物(以下「第3発明」と称する)を提供す
る。
110℃で400時間保持した場合のガス発生剤の重量
減少率が2%以下であること (b)燃焼により発生するガスに含まれる微量ガスの濃
度が、2800Lタンクでの測定値としてで、COが4
00ppm以下、NOが40ppm以下、NO 2が8p
pm以下及びNH3が100ppm以下であること (c)ガス発生剤燃焼時におけるガス発生器内の最大内
圧が7840〜14700kPaであること。
用いたことを特徴とするガス発生器及び前記のガス発生
器を用いたことを特徴とするインフレータシステムを提
供する。
る。第1発明において、ガス発生剤はテトラゾール誘導
体及びグアニジン誘導体から選ばれる1種以上の燃料と
塩基性金属硝酸塩を含むものである。
子の含有量が高く、毒性も低く、塩基性金属硝酸塩と組
み合わせた場合には燃焼速度が大きくなるので好まし
く、例えばモノテトラゾール化合物、ビテトラゾール化
合物等があり、具体的には、テトラゾール、5―アミノ
テトラゾール、5,5’−ビ−1H−テトラゾール、5
−ニトロアミノテトラゾール、5―アミノテトラゾール
の亜鉛塩、5−アミノテトラゾールの銅塩、ビテトラゾ
ール、ビテトラゾールカリウム塩(BHTK)、ビテト
ラゾールナトリウム塩、ビテトラゾールマグネシウム
塩、ビテトラゾールカルシウム塩、ビテトラゾールジア
ンモニウム塩(BHTNH3)、ビテトラゾール銅塩及
びビテトラゾールメラミン塩から選ばれる1種以上が挙
げられる。
4重量%、LD50(oral−rat)が2000mg/k
gであり、燃焼効率が良いため、ビテトラゾールジアン
モニウム塩が好ましい。ここでいうビテトラゾール化合
物には、2つのテトラゾール環の5−5’結合体と1−
5’結合体が含まれ、価格と入手の容易さから5−5’
体が好ましい。
モノ、ジ又はトリアミノグアニジン硝酸塩、硝酸グアニ
ジン、炭酸グアニジン、ニトログアニジン(NQ)、ジ
シアンジアミド(DCDA)及びニトロアミノグアニジ
ン硝酸塩から選ばれる1種以上が挙げられ、れらの中で
もニトログアニジン、ジシアンジアミドが好ましい。
化剤の種類及び酸素バランスにより異なるが、好ましく
は10〜60重量%、より好ましくは20〜50重量%
である。
で示される一連の化合物が挙げられる。また、さらに水
和水を含む化合物も存在する場合がある。式中、Mは金
属を、x’は金属数を、y、y’はNO3イオン数を、
z’はOHイオン数を、nはM(NO3)y部分に対する
M(OH)z部分の比を示すものである。
x'(NO3)y'(OH)z' 前記式に相当するものの例としては、金属Mとして銅、
コバルト、亜鉛、マンガン、鉄、モリブデン、ビスマ
ス、セリウムを含む、Cu2(NO3)(OH)3、Cu3
(NO3)(OH)5・2H2O、Co2(NO3)(O
H)3、Zn2 (NO3)(OH)3、Mn(NO3)(O
H)2、Fe4(NO3)(OH)11・2H2O、Bi(N
O3)(OH)2、Ce(NO3)3(OH)・3H2Oが
挙げられる。
(BCN)、塩基性硝酸コバルト、塩基性硝酸亜鉛、塩
基性硝酸マンガン、塩基性硝酸鉄、塩基性硝酸モリブデ
ン、塩基性硝酸ビスマス及び塩基性硝酸セリウムから選
ばれる1種以上が挙げられ、これらの中でも塩基性硝酸
銅が好ましい。
モニウムに比べると、使用温度範囲において相転移がな
く、融点が高いので、熱安定性が優れている。さらに、
塩基性硝酸銅は、ガス発生剤の燃焼温度を低くするよう
に作用するので、窒素酸化物の生成量も少なくできる。
含有量は、好ましくは40〜90重量%、より好ましく
は50〜80重量%である。
物を配合することができる。この結合剤等の添加物は特
に限定されるものではなく、カルボキシメチルセルロー
ス(CMC)、カルボキシメチルセルロースナトリウム
塩(CMCNa)、カルボキシメチルセルロースカリウ
ム塩、カルボキシメチルセルロースアンモニウム塩、酢
酸セルロース、セルロースアセテートブチレート(CA
B)、メチルセルロース(MC)、エチルセルロース
(EC)、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、エ
チルヒドロキシエチルセルロース(EHEC)、ヒドロ
キシプロピルセルロース(HPC)、カルボキシメチル
エチルセルロース(CMEC)、微結晶性セルロース、
ポリアクリルアミド、ポリアクリルアミドのアミノ化
物、ポリアクリルヒドラジド、アクリルアミド・アクリ
ル酸金属塩共重合体、ポリアクリルアミド・ポリアクリ
ル酸エステル化合物の共重合体、ポリビニルアルコー
ル、アクリルゴム、グアガム、デンプン、シリコーン、
二硫化モリブデン、酸性白土、タルク、ベントナイト、
ケイソウ土、カオリン、ステアリン酸カルシウム、シリ
カ、アルミナ、ケイ酸ナトリウム、窒化ケイ素、炭化ケ
イ素、ヒドロタルサイト、マイカ、金属酸化物、金属水
酸化物、金属炭酸塩、塩基性金属炭酸塩及びモリブデン
酸塩から選ばれる1種以上が挙げられる。
水酸化アルミニウムから選ばれる1種以上が挙げられ、
金属炭酸塩及び塩基性金属炭酸塩としては、炭酸カルシ
ウム、炭酸コバルト、塩基性炭酸亜鉛、塩基性炭酸銅、
塩基性炭酸コバルト、塩基性炭酸鉄、塩基性炭酸ビスマ
ス、塩基性炭酸マグネシウムから選ばれる1種以上が挙
げられ、モリブデン酸塩としては、モリブデン酸コバル
ト及びモリブデン酸アンモニウムから選ばれる1種以上
が挙げられる。
含有量は、好ましくは0.1〜15重量%、より好まし
くは0.5〜12重量%である。
配合する吸着剤は、ガス発生剤中の燃料成分その他の分
解により発生する分解生成物、即ちガス発生剤中の燃料
成分その他の分解を促進するCONH2ラジカル、NH2
ラジカル、CO、アンモニア等の気体成分のほか、液体
成分を吸着保持するためものである。吸着剤は、より高
い吸着効果を発揮させるため、十分に乾燥させることが
好ましい。このような吸着剤としては、合成ゼオライト
(モレキュラシーブ)、天然ゼオライト、活性アルミ
ナ、シリカゲル、活性炭及び粘土(例えば、酸性白土、
ベントナイト、ケイソウ土、カオリン、タルク)、硫酸
ジルコニア等の固体超強酸、固体リン酸、シリカ−アル
ミナ、シリカ−マグネシア等の固体酸等から選ばれる1
種以上を挙げることができ、これらの中でも特に合成ゼ
オライトが好ましい。
剤より多量に吸着するので、加圧されていないガス発生
器でも有効に働き、高い温度でも多量に吸着するので、
エアバッグ用ガス発生器のように高温にさらされる場合
でも十分に効果を発揮できる。更に、極性物質を優先的
に吸着するため、アンモニアのような分解促進作用を有
する最も好ましくない物質を効果的に取り除くことがで
きるし、機械的強度や熱安定性にも優れている。
の3Aタイプ(例えば、東ソー(株)製の合成ゼオライト
吸着剤である商品名ゼオラムA−3;球状でサイズは8
〜10メッシュ)、細孔径が約4Åの4Aタイプ(例え
ば、東ソー(株)製の合成ゼオライト吸着剤である商品名
ゼオラムA−4;球状でサイズは8〜10メッシュ)、
細孔径が約5Åの5Aタイプ(例えば、東ソー(株)製の
合成ゼオライト吸着剤である商品名ゼオラムA−5;球
状でサイズは8〜10メッシュ)、細孔径が約10Åの
13Xタイプ(例えば、東ソー(株)製の合成ゼオライト
吸着剤である商品名ゼオラムF−9;球状でサイズは8
〜10メッシュ)等を挙げることができる。合成ゼオラ
イトは、細孔径の大きさにより吸着できる物質が変わっ
てくるため(例えば、3Aタイプは、水やアンモニア等
を吸着し、4Aタイプは、水、アンモニア、二酸化炭
素、一酸化炭素、メタノール、エタノール等を吸着し、
5Aタイプや13Xタイプは、更に分子量の大きい物質
も吸着する。)、どのタイプの合成ゼオライトを使用す
るかは、除去したい物質を取り除く能力を持つもののう
ちから適当に選択すればよい。
発生剤と吸着剤の含有量は、ガス発生剤が好ましくは6
0〜99.5重量%、より好ましくは60〜98重量
%、更に好ましくは70〜96重量%であり、吸着剤が
好ましくは0.5〜40重量%、より好ましくは2〜4
0重量%、更に好ましくは4〜30重量%である。
えば、燃料、酸化剤等を粉末状で混合する乾式法又は水
や有機溶剤等の存在下で混合する湿式法によりガス発生
剤を製造し、更に吸着剤を混合して一体成型することが
できる。しかし、第1発明における好ましい形態は、ガ
ス発生剤と吸着剤を、それぞれ別々にペレット、ビー
ズ、メッシュ、パウダー、ディスク状等に成型したもの
を混合することである。なお、ガス発生剤と吸着剤を一
体成型した場合は、ガス発生剤の燃焼性等に悪影響を及
ぼす場合もあるため必ずしも好ましい形態というわけで
はないが、第1発明においては組成物をこのような一体
成型にすることを排除するものではない。
の形態としてガス発生剤と吸着剤が接触しないように保
持することができる。この場合の「接触しないように」
とは、例えば、ガス発生剤と吸着剤とを別々に包装した
場合あるいは同一包装内又は同一燃焼室内において、両
成分が混合しないよう仕切られている場合等のように、
ガス発生剤と吸着剤とが接触していない状態をいうもの
である。
ス発生剤組成物(ガス発生剤40gを含む)を密閉した
状態、具体的には内容積118.8mlのステンレス製
容器に入れ、密閉した状態で110℃で400時間保持
した場合のガス発生剤の重量減少率が2%以下、好まし
くは1%以下、より好ましくは0.7%以下であるもの
が望ましい。
明において、ガス発生剤は非アジ化ナトリウム系燃料と
酸化剤を含むガス発生剤及び吸着剤を含有するものであ
る。
れるものではなく、一般にガス発生剤用の燃料として汎
用されている含窒素化合物を用いることができる。この
ような含窒素化合物としては、上記の第1発明と同じテ
トラゾール誘導体、グアニジン誘導体のほか、アゾジカ
ルボンアミド等のアミド化合物、オキサミド、シュウ酸
アンモニウム、ヒドラゾジカルボンアミド等が挙げられ
る。
化剤の種類及び酸素バランスにより異なるが、好ましく
は10〜60重量%、より好ましくは20〜50重量%
である。
素酸塩、金属酸化物、金属複酸化物及び上記の第1発明
と同じ塩基性金属硝酸塩から選ばれる1種以上が挙げら
れる。
リ金属及びアルカリ土類金属から選ばれたカチオンと、
硝酸、亜硝酸、塩素酸及び過塩素酸から選ばれる水素を
含まないアニオンとからなるものを挙げることができ
る。このような酸素酸塩としては、例えば、硝酸アンモ
ニウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸マグネシ
ウム、硝酸ストロンチウム等の硝酸のアンモニウム塩、
アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩;亜硝酸アンモ
ニウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、亜硝酸マ
グネシウム、亜硝酸ストロンチウム等の亜硝酸のアンモ
ニウム塩、アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩;塩
素酸アンモニウム、塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウ
ム、塩素酸マグネシウム、塩素酸バリウム等の塩素酸の
アンモニウム塩、アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属
塩;過塩素酸アンモニウム、過塩素酸ナトリウム、過塩
素酸カリウム、過塩素酸マグネシウム、過塩素酸バリウ
ム等の過塩素酸のアンモニウム塩、アルカリ金属塩又は
アルカリ土類金属塩、塩基性金属硝酸塩等が挙げられ
る。
銅、コバルト、鉄、マンガン、ニッケル、亜鉛、モリブ
デン及びビスマスの酸化物又は複酸化物が挙げられる。
このような金属酸化物及び金属複酸化物としては、例え
ば、CuO、Cu2O、Co2O 3、CoO、Co3O4、
Fe2O3、FeO、Fe3O4、MnO2、Mn2O3、M
n 3O4、NiO、ZnO、MoO3、CoMoO4、Bi
2MoO6又はBi2O3が挙げられる。
好ましくは40〜90重量%、より好ましくは50〜8
0重量%である。
じ結合剤等の添加物を同じ割合で配合することができ
る。なお、第2発明のガス発生剤においては、テトラゾ
ール誘導体及びグアニジン誘導体から選ばれる1種以上
の燃料と、塩基性金属硝酸塩から選ばれる酸化剤を同時
には含むことはない。よって、テトラゾール誘導体及び
グアニジン誘導体から選ばれる1種以上の燃料を使用し
た場合は、酸化剤として塩基性金属硝酸塩は使用せず、
酸化剤として塩基性金属硝酸塩を使用した場合には、燃
料としてテトラゾール誘導体及びグアニジン誘導体は使
用しない。
に配合する吸着剤は、第1発明と同じものを用いること
ができるが、第2発明のガス発生剤組成物においては、
ガス発生剤と吸着剤は一体成型されていない。よって、
第2発明のガス発生剤組成物は、例えばガス発生剤と吸
着剤を、それぞれ別々にペレット、ビーズ、メッシュ、
パウダー、ディスク状等に成型したものを混合して得る
ことができる。
1発明のガス発生剤と同様にして、ガス発生剤と吸着剤
が接触しないように保持する形態にすることができる。
ス発生剤組成物(ガス発生剤40gを含む)を密閉した
状態、具体的には内容積118.8mlのステンレス製
容器に入れ、密閉した状態で110℃で400時間保持
した場合のガス発生剤の重量減少率が2%以下、好まし
くは1%以下、より好ましくは0.7%以下であるもの
が望ましい。
明のガス発生剤組成物は、非アジ化ナトリウム系燃料と
酸化剤を含むガス発生剤を含有するものである。第3発
明においては、第2発明と同じ非アジ化ナトリウム系燃
料、酸化剤及び結合剤等の添加物を同じ割合で用いるこ
とができ、テトラゾール誘導体及びグアニジン誘導体か
ら選ばれる1種以上の燃料と、塩基性金属硝酸塩から選
ばれる酸化剤も併用することができる。
の要件の1以上を具備するものであり、(a)〜(c)
のうち2つの要件を具備することが好ましく、3つの要
件全てを具備することがより好ましい。
た状態で110℃で400時間保持した場合のガス発生
剤の重量減少率が2%以下であることである。具体的に
は、ガス発生剤組成物を内容積118.8mlのステン
レス製容器に入れ、密閉した状態で110℃で400時
間保持した場合のガス発生剤の重量減少率が2%以下、
好ましくは1%以下、より好ましくは0.7%以下であ
る;要件(b)は、ガス発生剤の燃焼により発生するガ
スに含まれる微量ガスの濃度が、2800Lタンクでの
測定値としてで、COが400ppm以下、NOが40
ppm以下、NO2が8ppm以下及びNH3が100p
pm以下であることである。あるいはNIOSHによっ
て示されたIDLHの値である、COが1200ppm
以下、NOが100ppm以下、NO2が20ppm以
下、NH3が300ppm以下という値の30%前後、
好ましくは30%以下、より好ましくは20%以下、更
に好ましくは10%(CO=120ppm、NO=10
ppm、NO2=2ppm、NH3=30ppm)以下で
あることである。
準的なシングルタイプの運転席用パイロインフレータを
用いて、20℃で出力130〜200kPaの条件で、
2800Lタンク試験を行った場合の値である。このガ
ス発生剤組成物は、測定条件とは関係なく、他のタイプ
のガス発生器にも使用できる。
ガス発生器内の最大内圧が、7840〜17640kP
a、好ましくは8820〜14700kPaであること
である。
燃料、酸化剤等を含むガス発生剤に、更に吸着剤を配合
した場合、耐熱性を高めることができ、長期間保存した
後においても燃焼温度、燃焼速度、タンク圧、燃焼内
圧、発生ガス量、発生ガス中の有毒ガス量、重量減少率
等の燃焼特性を維持することができるので、上記した要
件(a)〜(c)を具備する上で好ましい。吸着剤とし
ては、第1及び第2発明と同じものを用いることができ
る。
剤が好ましくは60〜99.5重量%、より好ましくは
60〜98重量%、更に好ましくは70〜96重量%で
あり、吸着剤が好ましくは0.5〜40重量%、より好
ましくは2〜40重量%、更に好ましくは4〜30重量
%である。
燃料、酸化剤等を粉末状で混合する乾式法又は水や有機
溶剤等の存在下で混合する湿式法によりガス発生剤を製
造し、更に吸着剤を混合して一体成型することができ
る。好ましい形態は、ガス発生剤と吸着剤を、それぞれ
別々にペレット、ビーズ、メッシュ、パウダー、ディス
ク状等に成型したものを混合することである。なお、ガ
ス発生剤と吸着剤を一体成型した場合は、ガス発生剤の
燃焼性等に悪影響を及ぼす場合もあるため必ずしも好ま
しい形態というわけではないが、第3発明においては組
成物をこのような一体成型にすることを排除するもので
はない。
物は、ガス発生という本来的な機能を発揮させるために
ガスを発生させるための燃焼室におくが、ガス発生器内
の連続空間系内であれば、ガス発生剤と吸着剤を別々に
離した状態で置くこともできる。ここでいう「連続空間
系内」とは、ガス発生剤の分解により発生するCONH
2ラジカル、NH2ラジカル、CO、アンモニアのような
燃料の分解促進物質を、吸着剤が吸着保持できる状態を
意味するものである。従って、同一空間は勿論のこと、
別々に画成された二つの空間が、気体の流通が可能程度
な連通孔により連結されているような場合も含まれる。
3発明のガス発生剤組成物を用いるものである。ガス発
生器自体の構造及び種類は特に限定されるものではな
く、例えば、図1に示すような構造の電気着火式のエア
バック用ガス発生器が挙げられる。
15と吸着剤120からなるガス発生剤組成物は、ガス
発生剤燃焼室110内に置かれている。このとき、上記
した使用方法において説明したとおり、ガス発生剤11
5と吸着剤120は連続空間系内であればどこに置かれ
ていてもよく、好ましい形態としては、一体成型されて
いない、即ち別々の成型体として置かれているものであ
る。103はハウジング(101はディフューザシェ
ル、102はクロージャシェル)、104は点火器、1
05は伝火薬、106はクーラントフィルター、107
はガス排出口である。
ガス発生剤組成物を置いた場合、ガス発生剤中の燃料成
分その他の分解により発生したCONH2ラジカル、N
H2ラジカル、CO、アンモニアのようなガス発生剤中
の燃料成分その他の分解促進物質が、吸着剤により吸着
保持される。その結果、分解促進物質が更にガス発生剤
中の燃料成分その他の分解を促進することが抑制され
る。このようにしてガス発生剤中の燃料成分その他の分
解が抑制される結果、ガス発生剤の耐熱性が向上され
る。
ス発生器とエアバックが収納されたモジュールケース、
判断回路(電気着火式のガス発生器の場合)、センサー
等を備えるもので、自動車、航空機等に搭載されるもの
である。
体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定
されるものではない。以下において、「部」は「重量
部」を示し、「%」は「重量%」を示した。なお、各試
験方法は下記のとおりである。 (1)耐熱性試験(重量減少率) ガス発生剤組成物(ガス発生剤40gを含む)をアルミ
ニウム製容器に入れ、総重量を測定した。(総重量−ア
ルミニウム製容器重量)を試験前のサンプル重量とし
た。サンプルの入ったアルミニウム製容器を、SUS製
厚肉容器(内容積118.8ml)に入れ、ふたをし
た。この時、ゴムパッキンとクランプを使用して容器が
密閉状態になるようにした。これを110℃の恒温槽に
入れた。所定時間経過後に容器を恒温槽から取り出し、
容器が室温にもどってから容器を開け、中からアルミニ
ウム製容器を取り出した。アルミニウム製容器ごとの総
重量を測定し、(総重量−アルミニウム製容器重量)を
試験後のサンプル重量とした。そして、試験前後の重量
変化を比較して重量減少率を求めることにより耐熱性を
評価した。重量減少率は、〔(試験前のガス発生剤重量
−試験後のガス発生剤重量)/試験前のガス発生剤重
量〕×100から求めた。 (2)ガス濃度の測定 上記の耐熱性試験終了後の密閉容器を約2リットルの空
気が入ったポリ塩化ビニル製の袋にいれた後に袋を密閉
した。袋内でクランプを外し、密閉容器を開けて、容器
中にあったガスを袋中に放出させた。袋中のガスを拡散
させ、均一にした後に、検知管を袋に突き刺し、すみや
かにガス濃度の測定を行った。
(BCN)52.1部、カルボキシメチルセルロースナ
トリウム(CMC−Na)3部を約70℃に加熱した捏
和機に入れ、10分間予備混合した。更に60部のイオ
ン交換水を加え、約1時間捏和した。次に捏和混合物の
水分量調整のために、捏和機のふたを開け、水分を揮発
させながら捏和を続け、適当な硬さになったところで水
分量の調整を終了した。そして、ふたを閉めて、捏和混
合物の温度が40℃になるまで冷却した。次に、捏和混
合物を圧伸機にいれ、外径2.4mm、内径0.7mm
の金型を通して圧力5880kPaの加圧条件下で押し
出し、単孔円筒状の紐状体を作った。更に、この紐状体
を裁断機により2mmの長さに裁断し、水分を十分に乾
燥してガス発生剤を得た。
(BCN)52.8部、グアガム3部を約70℃に加熱
した捏和機に入れ、10分間予備混合した。更に60部
のイオン交換水を加え、約1時間捏和した。次に捏和混
合物の水分量調整のために、捏和機のふたを開け、水分
を揮発させながら捏和を続け、適当な硬さになったとこ
ろで水分量の調整を終了した。そして、ふたを閉めて、
捏和混合物の温度が40℃になるまで冷却した。次に、
捏和混合物を圧伸機にいれ、外径2.4mm、内径0.
7mmの金型を通して圧力5880kPaの加圧条件下
で押し出し、単孔円筒状の紐状体を作った。更に、この
紐状体を裁断機により2mmの長さに裁断し、水分を十
分に乾燥してガス発生剤を得た。
で耐熱性試験を行った。耐熱性試験終了後のガス濃度の
測定結果を表1に示す。
量のNH3及びCO2、場合によりCOが発生しているこ
とが分かった。
たガス発生剤の重量減少率を調べた。その結果、100
時間でのガス発生剤の重量減少率は0.58%、200
時間でのガス発生剤の重量減少率は21.43%、30
0時間でのガス発生剤の重量減少率は21.99%、4
00時間でのガス発生剤の重量減少率は22.82%で
あった。重量減少は激しく、そのままではエアバッグ用
ガス発生剤としての使用は困難であることが確認され
た。
13Xタイプ(細孔径約10Å)の球状のもの5gから
なるガス発生剤組成物(一体成型されていない)を用
い、110℃で耐熱性試験を行った。合成ゼオライトは
SUS製厚肉容器とガス発生剤の入ったアルミニウム製
容器の隙間に入れ、ガス発生剤とは接触させなかった。
耐熱性試験終了後のガス濃度の測定結果を表2に示す。
500〜600ppmであった。
Oが存在しているだけであり、合成ゼオライトを配合す
ることによって、完全にNH3及びCO2を除去できたこ
とが確認された。
たガス発生剤の重量減少率を調べた。その結果、100
時間でのガス発生剤の重量減少率は0.23%、200
時間でのガス発生剤の重量減少率は0.26%、300
時間でのガス発生剤の重量減少率は0.31%、400
時間でのガス発生剤の重量減少率は0.33%であっ
た。比較例5に比べて重量減少率は著しく小さくなって
おり、合成ゼオライトの配合が耐熱性を改善することに
大きな効果があることが分かった。110℃という高温
状態に長時間さらした場合でも高い耐熱性を有してお
り、本発明のガス発生剤組成物を自動車のエアバッグ用
ガス発生器に適用した場合には、実用上、十分な耐熱性
を有していることが確認された。
の円柱状のもの5gからなるガス発生剤組成物(一体成
型されていない。)を用い、110℃で耐熱性試験を行
った。硫酸ジルコニアはSUS製厚肉容器とガス発生剤
の入ったアルミニウム製容器の隙間に入れ、ガス発生剤
とは接触させなかった。耐熱性試験終了後のガス濃度の
測定結果を表3に示す。
500〜600ppmであった。
ずかのCOが存在しているが、硫酸ジルコニアを配合す
ることによって、ほとんどのNH3を除去できたことが
確認された。
たガス発生剤の重量減少率を調べた。その結果、100
時間でのガス発生剤の重量減少率は0.22%、200
時間でのガス発生剤の重量減少率は0.28%、300
時間でのガス発生剤の重量減少率は0.34%、400
時間でのガス発生剤の重量減少率は0.38%であっ
た。比較例5に比べて重量減少は著しく小さくなってお
り、硫酸ジルコニアの配合が耐熱性を改善することに大
きな効果があることがわかった。110℃という高温状
態に長時間さらした場合でも高い耐熱性を有しており、
本発明のガス発生剤組成物を自動車のエアバッグ用ガス
発生器に適用した場合には、実用上、十分な耐熱性を有
していることが確認された。
3Xタイプ(細孔径約10Å)の球状のもの5.0gか
らなるガス発生剤組成物について、110℃で400時
間の耐熱性試験を実施例1〜4と同様に行ったもの及び
行わないもの、それぞれをエアバッグ用ガス発生器に入
れ、このエアバッグ用ガス発生器を2800Lタンク内
に置き、2800Lタンク燃焼試験を行った。なお、タ
ンク燃焼試験に際しては、事前にガス発生器を20℃の
恒温槽に放置し、組成物を含めたガス発生器構成部品が
調温温度と平衡になるのに要する時間を含めて2時間以
上放置したものを用いた。燃焼試験は、ガス発生器に通
電し、作動させた後、3分後、15分後、30分後に検
知管でNO2、NO、CO、NH3の濃度を測定し、3分
後、15分後、30分後のガス濃度の平均値をそれぞれ
のガスの濃度とした。その結果、耐熱性試験を行わない
もののNO2は0ppm、NOは14.7ppm、CO
は133ppm、NH3は20ppmであった。また、
耐熱性試験を行ったもののNO2は0ppm、NOは1
3.3ppm、COは143ppm、NH3は17pp
mであり、燃焼後のガスは非常に清浄で、人体に対して
問題のないレベルであることが確認された。
イト13Xタイプ(細孔径約10Å)の球状のもの5g
からなるガス発生剤組成物(一体成型されていない)を
用い、耐熱性試験前と110℃で400時間の耐熱性試
験後の組成物をそれぞれ各1個、計2個の図1に示すエ
アバッグ用ガス発生器に入れ、このエアバッグ用ガス発
生器を60Lタンク内に置き、60Lタンク燃焼試験を
行った。なお、タンク燃焼試験に際しては、事前に耐熱
性試験前と試験後の組成物を組み込んだガス発生器を2
0℃の恒温槽に放置し、組成物を含めたガス発生器構成
部品が調温温度と平衡になるのに要する時間を含めて2
時間以上放置したものを用いた。
において燃焼性能に変化は認められなかった(図2に燃
焼試験の結果を示す)。図2において、実線は耐熱性試
験前の燃焼試験結果であり、点線は耐熱性試験後の燃焼
試験結果である。横軸は測定時間(t/msec)、縦
軸は60Lタンク内でのガス発生器の出力(P/kP
a)を示す。図2から明らかなとおり、ガス発生剤組成
物が110℃で400時間という高温雰囲気に放置され
た場合でも、ガス発生剤の分解が抑制されたため、燃焼
性能が変化しなかったことが確認された。また、上記の
耐熱性試験前後のガス発生剤組成物の入ったガス発生器
それぞれにおいて、内圧の測定も同時に行ったが、それ
ぞれ10971kPa、10514kPaであった。
13Xタイプ(細孔径約10Å)の球状のもの2gから
なるガス発生剤組成物(一体成型されていない)を用
い、110℃で耐熱性試験を行った。合成ゼオライトは
SUS製厚肉容器とガス発生剤の入ったアルミニウム製
容器の隙間に入れ、ガス発生剤とは接触させなかった。
耐熱性試験終了後のガス濃度の測定結果を表4に示す。
500〜600ppmであった。
Oが存在しているだけであり、合成ゼオライトを配合す
ることによって、完全にNH3及びCO2を除去できたこ
とが確認された。
出したガス発生剤の重量減少率を調べた。その結果、1
00時間でのガス発生剤の重量減少率は0.28%、2
00時間でのガス発生剤の重量減少率は0.36%、4
00時間でのガス発生剤の重量減少率は0.44%、6
00時間でのガス発生剤の重量減少率は0.52%であ
った。重量減少率は著しく小さくなっており、合成ゼオ
ライトの配合が耐熱性を改善することに大きな効果があ
ることが分かった。110℃という高温状態に長時間さ
らした場合でも高い耐熱性を有しており、本発明のガス
発生剤組成物を自動車のエアバッグ用ガス発生器に適用
した場合には、実用上、十分な耐熱性を有していること
が確認された。
13Xタイプ(細孔径約10Å)の球状のもの3gから
なるガス発生剤組成物(一体成型されていない)を用
い、110℃で耐熱性試験を行った。合成ゼオライトは
SUS製厚肉容器とガス発生剤の入ったアルミニウム製
容器の隙間に入れ、ガス発生剤とは接触させなかった。
耐熱性試験終了後のガス濃度の測定結果を表5に示す。
500〜600ppmであった。
Oが存在しているだけであり、合成ゼオライトを配合す
ることによって、完全にNH3及びCO2を除去できたこ
とが確認された。
出したガス発生剤の重量減少率を調べた。その結果、1
00時間でのガス発生剤の重量減少率は0.29%、2
00時間でのガス発生剤の重量減少率は0.37%、4
00時間でのガス発生剤の重量減少率は0.42%、6
00時間でのガス発生剤の重量減少率は0.49%であ
った。重量減少率は著しく小さくなっており、合成ゼオ
ライトの配合が耐熱性を改善することに大きな効果があ
ることが分かった。110℃という高温状態に長時間さ
らした場合でも高い耐熱性を有しており、本発明のガス
発生剤組成物を自動車のエアバッグ用ガス発生器に適用
した場合には、実用上、十分な耐熱性を有していること
が確認された。
生剤組成物は、燃料の分解により発生するラジカルやア
ンモニア等の燃料の分解促進物質が吸着剤に吸着保持さ
れる。よって、かかる作用により、燃料のさらなる分解
が抑制されるため、ガス発生剤の耐熱性を向上させるこ
とができる。従って、ガス発生器及びインフレータシス
テムの信頼性が向上され、長期にわたって安定した性能
を維持することができる。
例に示した運転席用パイロタイプのシングルガス発生器
のみでなく、広く多種類のガス発生器、例えば、助手席
用、デュアルアウトプットタイプ又は加圧ガスとガス発
生剤を併用するハイブリッドタイプにも利用できる。
の直径方向の概略断面図である。
る。
Claims (28)
- 【請求項1】 テトラゾール誘導体及びグアニジン誘導
体から選ばれる1種以上の燃料と塩基性金属硝酸塩を含
むガス発生剤並びに吸着剤を含有することを特徴とする
ガス発生剤組成物。 - 【請求項2】 吸着剤が、合成ゼオライト、天然ゼオラ
イト、活性アルミナ、シリカゲル、活性炭、粘土、固体
超強酸及び固体酸から選ばれる1種以上である請求項1
記載のガス発生剤組成物。 - 【請求項3】 吸着剤が、3Aタイプ(細孔径 約3
Å)、4Aタイプ(細孔径 約4Å)、5Aタイプ(細
孔径 約5Å)及び13Xタイプ(細孔径 約10Å)
から選ばれる1種以上の合成ゼオライトである請求項1
又は2記載のガス発生剤組成物。 - 【請求項4】 ガス発生剤と吸着剤が一体成型されてい
ないものである請求項1〜3の何れか1項記載のガス発
生剤組成物。 - 【請求項5】 ガス発生剤成型体と吸着剤成型体が混合
されている請求項1〜4の何れか1項記載のガス発生剤
組成物。 - 【請求項6】 ガス発生剤と吸着剤が接触しないように
保持されている請求項1〜4の何れか1項記載のガス発
生剤組成物。 - 【請求項7】 ガス発生剤組成物を密閉した状態で11
0℃で400時間保持した場合のガス発生剤の重量減少
率が2%以下である請求項1〜6の何れか1項記載のガ
ス発生剤組成物。 - 【請求項8】 非アジ化ナトリウム系燃料と酸化剤を含
むガス発生剤及び吸着剤を含有し、ガス発生剤と吸着剤
が一体成型されていないことを特徴とするガス発生剤組
成物。 - 【請求項9】 ガス発生剤成型体と吸着剤成型体が混合
されている請求項8記載のガス発生剤組成物。 - 【請求項10】 ガス発生剤と吸着剤が接触しないよう
に保持されている請求項8記載のガス発生剤組成物。 - 【請求項11】 非アジ化ナトリウム系燃料が、含窒素
化合物である請求項8〜10の何れか1項記載のガス発
生剤組成物。 - 【請求項12】 非アジ化ナトリウム系燃料が、テトラ
ゾール誘導体及びグアニジン誘導体から選ばれる1種以
上である請求項8〜11の何れか1項記載のガス発生剤
組成物。 - 【請求項13】 酸化剤が、酸素酸塩、金属酸化物及び
金属複酸化物から選ばれる1種以上である請求項8〜1
2の何れか1項記載のガス発生剤組成物。 - 【請求項14】 酸化剤が、塩基性金属硝酸塩である請
求項8〜12の何れか1項記載のガス発生剤組成物。 - 【請求項15】 吸着剤が、3Aタイプ(細孔径 約3
Å)、4Aタイプ(細孔径 約4Å)、5Aタイプ(細
孔径 約5Å)及び13Xタイプ(細孔径約10Å)か
ら選ばれる1種以上の合成ゼオライトである請求項8〜
14の何れか1項記載のガス発生剤組成物。 - 【請求項16】 ガス発生剤組成物を密閉した状態で1
10℃で400時間保持した場合のガス発生剤の重量減
少率が2%以下である請求項8〜15の何れか1項記載
のガス発生剤組成物。 - 【請求項17】 非アジ化ナトリウム系燃料と酸化剤を
含むガス発生剤を含有し、かつ下記の(a)〜(c)の
要件の1以上を具備することを特徴とするガス発生剤組
成物。 (a)ガス発生剤組成物を密閉した状態で110℃で4
00時間保持した場合のガス発生剤の重量減少率が2%
以下であること (b)ガス発生剤の燃焼により発生するガスに含まれる
微量ガスの濃度が、2800Lタンクでの測定値として
で、COが400ppm以下、NOが40ppm以下、
NO2が8ppm以下及びNH3が100ppm以下であ
ること (c)ガス発生剤燃焼時におけるガス発生器内の最大内
圧が7840〜17640kPaであること - 【請求項18】 非アジ化ナトリウム系燃料が、含窒素
化合物である請求項17記載のガス発生剤組成物。 - 【請求項19】 非アジ化ナトリウム系燃料が、テトラ
ゾール誘導体及びグアニジン誘導体から選ばれるから選
ばれる1種以上である請求項17又は18記載のガス発
生剤組成物。 - 【請求項20】 酸化剤が、酸素酸塩、金属酸化物及び
金属複酸化物から選ばれる1種以上である請求項17〜
19の何れか1項記載のガス発生剤組成物。 - 【請求項21】 酸化剤が塩基性金属硝酸塩である請求
項17〜20の何れか1項記載のガス発生剤組成物。 - 【請求項22】 更に吸着剤を含有する請求項17〜2
1の何れか1項記載のガス発生剤組成物。 - 【請求項23】 吸着剤が、3Aタイプ(細孔径 約3
Å)、4Aタイプ(細孔径 約4Å)、5Aタイプ(細
孔径 約5Å)及び13Xタイプ(細孔径約10Å)か
ら選ばれる1種以上の合成ゼオライトである請求項22
記載のガス発生剤組成物。 - 【請求項24】 ガス発生剤と吸着剤が一体成型されて
いないものである請求項22又は23記載のガス発生
剤。 - 【請求項25】 ガス発生剤成型体と吸着剤成型体が混
合されている請求項22〜24何れか1項記載のガス発
生剤組成物。 - 【請求項26】 ガス発生剤と吸着剤が接触しないよう
に保持されている請求項22〜24の何れか1項記載の
ガス発生剤組成物。 - 【請求項27】 請求項1〜26の何れか1項記載のガ
ス発生剤組成物を用いたことを特徴とするガス発生器。 - 【請求項28】 請求項27の記載のガス発生器を用い
たことを特徴とするインフレータシステム。
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