【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばエアバッグ用のガス発生器に装填されて使用されるガス発生剤成形物の連続製造方法に関するものである。さらに詳しくは、ガス発生剤の原料を十分に混練することができるとともに、ガス発生剤を連続的に効率良く製造することができるガス発生剤成形物の連続製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から行われているガス発生剤成形物の製造は、次のようなバッチ式であった。すなわち、混和機内で水又は有機溶剤の存在下に原料成分を混和して混和薬を調製する混和工程、ラム型押出機と呼ばれる圧伸機で混和薬を圧出して紐状圧伸薬を成形する成形工程及びロータリーカッター又はいわゆるギロチン切断機にて紐状圧伸薬を切断した後乾燥させる仕上工程とからなるものである。
【０００３】
また、近年になり、混練装置として二軸押出機を使用したガス発生剤成形物の製造が行なわれている。この二軸押出機を使用した製造方法は、原料粉体成分をホッパーより仕込み、水又は有機溶剤の液体成分を別のホッパーより仕込むものである。その後、原料粉体成分と液体成分は、二軸押出機内のスクリュー部分で混練され、圧伸機のダイスに設けられた吐出口を通して所望形状の紐状圧伸薬が成形される。そして、ダイスより圧出された紐状圧伸薬は、ロータリーカッター又はギロチン切断機にて切断された後乾燥される（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３４２０９１号公報（第１０頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バッチ式によりガス発生剤を製造する場合には、成形工程でラム型押出機等の圧伸機で１バッチ毎に成形されることから、製造効率が悪いという問題があった。
【０００６】
一方、特許文献１の実施例に具体的に記載された方法でガス発生剤成形物を製造する場合には、原料の粉体成分と液体成分が別々のホッパーから仕込まれ、スクリュー部分を移動する間の１〜２分程度しか混練されないため、混練が不十分であった。しかも、紐状圧伸薬の成形には圧伸機が使用されていることから、この工程でバッチ式となり、製造効率が悪いという問題があった。
【０００７】
本発明は、前記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、ガス発生剤の原料を十分に混練することができるとともに、ガス発生剤を連続的に効率良く製造することができるガス発生剤成形物の連続製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明の第１の発明のガス発生剤成形物の連続製造方法は、水又は有機溶剤の存在下にガス発生剤の原料成分を混和して混和薬を調製する混和工程と、前記混和薬を連続的に圧出成形して紐状圧伸薬を成形する成形工程と、前記紐状圧伸薬を切断及び乾燥してガス発生剤成形物を製造する仕上工程とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
第２の発明のガス発生剤成形物の連続製造方法は、第１の発明において、前記混和薬中の水又は有機溶剤の含有量がガス発生剤の原料成分に対して１００重量％以下である。
【００１０】
第３の発明のガス発生剤成形物の連続製造方法は、第１又は第２の発明において、前記混和工程と成形工程との間に、混和薬を直径２０ｍｍ以下の大きさに破砕する破砕工程を備えるものである。
【００１１】
第４の発明のガス発生剤成形物の連続製造方法は、第１から第３のいずれかの発明において、前記成形工程は、混和薬が供給されるホッパーと、供給された混和薬を混練するスクリューと、混練された混和薬を吐出口から吐出させるダイスとを備えた押出装置によって紐状圧伸薬を成形するものである。
【００１２】
第５の発明のガス発生剤成形物の連続製造方法は、第４の発明において、前記押出装置は２軸スクリュー押出機である。
第６の発明のガス発生剤成形物の連続製造方法は、第１から第５のいずれかの発明において、前記仕上工程において、紐状圧伸薬の切断を行う前に紐状圧伸薬にエアを吹き付けて紐状圧伸薬表面の予備乾燥処理を行うものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本実施形態におけるガス発生剤成形物の連続製造方法は、水又は有機溶剤の存在下にガス発生剤の原料成分を混和して混和薬を調製する混和工程と、前記混和薬を連続的に圧出成形（押出成形）して紐状圧伸薬を成形する成形工程と、前記紐状圧伸薬を切断及び乾燥する仕上工程とを備えている。前記混和工程と成形工程との間には、混和薬を破砕機を用いて直径２０ｍｍ以下の大きさに破砕する破砕工程を設けることが望ましい。
【００１４】
まずは、混和工程について説明する。
この混和工程においては、混和機を使用し、水又は有機溶剤の存在下にガス発生剤の原料成分を常法に従って混和して混和薬を調製する。混和工程において配合する有機溶剤としては、アセトン、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルエーテル、トルエン、メチルエチルケトン等が挙げられる。これらの混合溶剤も使用可能である。特に、後述するガス発生剤中の高分子結合剤との相溶性に優れる点で、アセトン、エチルアルコール及び酢酸エチルが好ましい。水又は有機溶剤の量は、ガス発生剤の原料成分に対して好ましくは１００重量％以下、より好ましくは５〜１００重量％、さらに好ましくは１０〜９０重量％、特に好ましくは１３〜８０重量％の範囲である。この配合量が１００重量％を越える場合には、混和薬の薬質が軟らかくなり過ぎて圧出時に十分な圧力が加わらず、結果として紐状圧伸薬は低密度となり、また外観が潰れる等の問題が生じることになる。しかも、混和薬の薬質が軟らかく、べとつきがあるため、後述する破砕工程で破砕したもの同士が再度固着してしまう可能性がある。一方、配合量が５重量％未満の場合には、混和薬の薬質が硬くなり過ぎて圧出時に圧力が高くなり、結果として圧出されにくく、圧出されたとしても成形性が悪く、外観がささくれる等の問題を生じることになる。従って、圧出時に水又は有機溶剤の含有量が５重量％未満となった場合には、新たに水又は有機溶剤を加えて前記範囲内に調整することが好ましい。
【００１５】
混和工程における混和温度は好ましくは１０〜７０℃、さらに好ましくは２０〜６０℃、特に好ましくは２５〜５０℃の範囲である。混和温度が７０℃を越える場合には、混和薬自身の安定性が悪くなる傾向にある。混和温度が１０℃未満の場合には、混和薬の練り効果が低下し、均一な混和薬にならない傾向にある。また、混和時間は好ましくは２０分以上、さらに好ましくは３０〜２４０分、特に好ましくは６０〜２４０分の範囲である。混和時間が２０分未満の場合には、混和薬が十分に練られておらず均一な混和薬にはなりにくい。
【００１６】
次に、破砕工程について説明する。
前記混和物の直径が２０ｍｍを越える混和薬の場合には破砕機を用いて破砕することが好ましい。破砕機は、直径２０ｍｍを越える混和薬を直径２０ｍｍ以下に破砕できるものであれば特に限定されず、いずれのものも使用できる。混和機から取り出された混和薬の大きさは、組成によって異なるものであり、直径１０ｍｍ程度のものから直径３００ｍｍ程度のものまで存在する。直径２０ｍｍを越える混和薬では、成形工程で使用される例えば二軸押出機の供給フィーダーに仕込んでもスクリューに噛み込まれない可能性がある。
【００１７】
そのため、混和薬がスクリューに噛み込まれる大きさである直径２０ｍｍ以下に破砕することが好ましい。破砕機により破砕された混和薬の大きさは、好ましくは直径２０ｍｍ以下、さらに好ましくは直径０．１〜１５ｍｍ、特に好ましくは直径０．１〜１０ｍｍの範囲である。混和薬の大きさが２０ｍｍを越える場合には、スクリューに噛み込まれないという問題が生じる傾向にある。
【００１８】
次に、成形工程について説明する。
混和薬を成形して紐状圧伸薬とするための圧伸機は、連続的に圧出成形できるものであれば特に限定されず、いずれのものも使用できる。紐状圧伸薬は、圧伸機の吐出部に予め取り付けられている所望形状の吐出口を有するダイスを通して成形されるものである。
【００１９】
圧伸機としては、二軸押出機のような連続式のものが使用される。二軸押出機は、ホッパーから原料成分を仕込むとスクリューにより混練されながら前方に送り出され、先端に取り付けられているダイスを通して圧出する（押し出す）ものである。従って、連続式では原料成分をホッパーに供給し続ける限り連続して成形を行うことができる。
【００２０】
次に、仕上工程について説明する。
仕上工程において、圧伸機から圧出された紐状圧伸薬は、所望する薬長になるように切断及び乾燥されてガス発生剤成形物となる。切断はロータリーカッター又はギロチン切断機により行なわれる。乾燥は、ガス発生剤中の水分量又は有機溶剤量が好ましくは１．０重量％以下、さらに好ましくは０．７重量％以下、特に好ましくは０．５重量％以下になるまで行われる。水分量又は有機溶剤量が１．０重量％を越える場合には、ガス発生剤成形物のガス発生速度や機械的物性が低下する。乾燥方法は、常法に従って行なわれる。
【００２１】
圧伸機から圧出された紐状圧伸薬の表面状態は組成により異なるが、表面にべとつきがないものとべとつきがあるものとが存在する。表面がべとついた状態であると、紐状圧伸薬同士が固着してしまうという問題や切断時に切断面が潰れてしまうという問題が生じる場合がある。そこで、表面にべとつきがある紐状圧伸薬については、エアノズル等によりエアを吹き付けて表面を乾燥させる予備乾燥を行うことが好ましい。表面のべとつきを効率良くなくすために４０〜６０℃の温風を吹き付けることがさらに好ましい。
【００２２】
次に、ガス発生剤の原料成分について説明する。
ガス発生剤の原料成分は、酸化剤、燃料成分、高分子結合剤（バインダー）及びその他の添加剤により構成されている。酸化剤は特に限定されず、公知の酸化剤のいずれもが使用できる。具体的には、例えば硝酸塩、亜硝酸塩、塩基性硝酸塩、オキソハロゲン酸塩等が挙げられる。
【００２３】
硝酸塩としては、例えば硝酸アンモニウム等のアンモニウム塩；硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等の硝酸のアルカリ金属塩；硝酸バリウム、硝酸ストロンチウム等の硝酸のアルカリ土類金属塩等が挙げられる。亜硝酸塩としては、例えば亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム等の亜硝酸のアルカリ金属塩；亜硝酸バリウム、亜硝酸ストロンチウム等の亜硝酸のアルカリ土類金属塩等が挙げられる。塩基性硝酸塩の具体例としては、塩基性硝酸銅、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、塩基性硝酸セリウム等が挙げられる。
【００２４】
オキソハロゲン酸塩としては、例えばハロゲン酸塩、過ハロゲン酸塩等が挙げられる。ハロゲン酸塩の具体例としては、例えば塩素酸カリウム、塩素酸ナトリウム等のハロゲン酸のアルカリ金属塩；塩素酸バリウム、塩素酸カルシウム等のハロゲン酸のアルカリ土類金属塩；塩素酸アンモニウム等のハロゲン酸のアンモニウム塩が挙げられる。過ハロゲン酸塩の具体例としては、例えば過塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウム等の過ハロゲン酸のアルカリ金属塩；過塩素酸バリウム、過塩素酸カルシウム等の過ハロゲン酸のアルカリ土類金属塩、過塩素酸アンモニウム等の過ハロゲン酸のアンモニウム塩が挙げられる。
【００２５】
酸化剤は混合性と燃焼性の点から粉末であることが望ましい。粉末の平均粒子径は１〜５００μｍであることが好ましい。この平均粒子径が１μｍ未満の場合、ガス発生剤成形物の製造が困難となる傾向にある。一方、平均粒子径が５００μｍを越える場合、高分子結合剤と混合しにくいため、ガス発生剤成形物の機械的物性が悪くなり、燃焼速度が遅くなる傾向にある。さらにガス発生剤成形物の機械的物性及び燃焼性能を考慮すれば、平均粒子径は１〜２００μｍであることがより好ましく、１〜１００μｍであることが特に好ましい。
【００２６】
次に燃料成分について説明する。この燃料成分も特に限定されず、公知の燃料成分のいずれもが使用できる。具体的には、例えば含窒素化合物、有機酸、有機酸の塩、粉末状微結晶炭素等が挙げられる。
【００２７】
含窒素化合物としては、ニトラミン化合物、グアニジン誘導体、テトラゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ヒドラジン誘導体、アゾジカルボンアミド誘導体が挙げられる。ニトラミン化合物としてはＲＤＸ（トリメチレントリニトロアミン）、ＨＭＸ（テトラメチレンテトラニトロアミン）等、グアニジン誘導体としてはニトログアニジン、ＴＡＧＮ（トリアミノグアニジンナイトレ−ト）等、テトラゾール誘導体としてはアミノテトラゾール、テトラゾール、アゾテトラゾール、デヒトラゾール等、トリアゾール誘導体としてはトリアゾール、ウラゾール等、ヒドラジン誘導体としてはＨＮ（硝酸ヒドラジン）等、アゾジカルボンアミド誘導体としてはアゾジカルボンアミド、ヒドラゾジカルボンアミド等が挙げられる。
【００２８】
また、含窒素化合物、有機酸及び有機酸の塩の平均粒子径は１〜５００μｍであることが好ましい。平均粒子径が１μｍ未満では混和薬から紐状圧伸薬の成形が困難となる傾向にある。一方、平均粒子径が５００μｍを越えるとガス発生剤成形物の燃焼速度向上の効果が発揮されない傾向にある。さらにガス発生剤成形物の機械的物性及び燃焼性能を考慮すれば、その平均粒子径は１〜１００μｍであることがより好ましく、１〜３０μｍが特に好ましい。
【００２９】
粉末状微結晶炭素としては、活性炭、木炭、コークス、獣炭、骨炭、瀝青炭及びカーボンブラック等が挙げられる。粉末状微結晶炭素は混合性と燃焼性から粉末であることが望ましい。その粉末の平均粒子径は０．１〜５００μｍであることが好ましい。この平均粒子径が０．１μｍ未満の場合、混和薬から紐状圧伸薬の成形が困難となる傾向にある。一方、平均粒子径が５００μｍを越える場合、ガス発生剤成形物の燃焼速度が遅くなる傾向にある。さらにガス発生剤成形物の機械的物性及び燃焼性能を考慮すれば、その平均粒子径は１〜１００μｍであることがより好ましく、３〜５０μｍであることが特に好ましい。
【００３０】
次に、高分子結合剤について説明する。高分子結合剤とは、燃料成分としての機能、酸化剤及び燃料成分の粉体成分をグレイン状（粒状）に成形する結合剤としての機能を有するものである。このような高分子結合剤としては、例えばセルロース系高分子、ポリビニル系高分子、ポリエステル系高分子、ポリウレタン系高分子、ポリエーテル系高分子、ポリ（メタ）アクリレート系高分子等が挙げられる。セルロース系高分子としては、例えばニトロセルロ−ス、酢酸セルロ−ス、カルボキシメチルセルロ−ス、カルボキシメチルセルロ−ス及びその塩、カルボキシメチルエチルセルロ−ス、ヒドロキシメチルセルロ−ス、ヒドロキシエチルセルロ−ス、ヒドロキシプロピルセルロ−ス、微結晶セルロ−ス、酢酸酪酸セルロ−ス、メチルセルロ−ス、エチルセルロ−ス、セルロ−スアセテ−トナイトレ−ト、セルロ−スナイトレ−トカルボキシメチルエ−テル等のセルロ−ス系高分子が挙げられる。
【００３１】
ポリビニル系高分子としては、例えばポリビニルアルコ−ル、ポリビニルブチラ−ル、ポリビニルエ−テル、ポリビニルアセタール、ポリビニルホルマ−ル、ポリビニルピロリドン、ポリビニルカプロラクタム、ポリビニルピロリドンとポリビニルカプロラクタムの共重合体、カルボキシビニル重合体等のポリビニル系高分子が挙げられる。また、ポリエステル系高分子としては、例えばポリエチレンテレフタレート、不飽和ポリエステル等のポリエステル系高分子が挙げられ、ポリウレタン系高分子としては、ポリウレタン等が挙げられ、ポリエーテル系高分子としては、ポリプロピレンオキシド、ポリフェニレンオキシド、ポリエーテルイミド等のポリエ−テル系高分子が挙げられる。
【００３２】
ポリ（メタ）アクリレート系高分子としては、例えば、ポリアクリル酸ソーダ、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート等のポリ（メタ）アクリル酸誘導体が挙げられる。その他ポリアクリルアミド、ポリアクリルヒドラジドも使用される。さらに市販品としては、例えば、ポリウレタンエラストマー（商品名：パンデックス、大日本インキ（株）製）、ポリエステルエラストマー（商品名：ペルプレン、東洋紡（株）製）、ポリスチレンエラストマー（商品名：クレイトン、シェルジャパン（株）製）等の熱可塑性エラストマ−類が挙げられる。その他、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６，１０、ナイロン６，１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン４，６、共重合ポリアミド、メトキシメチル化ポリアミド、アルコール可溶性ポリアミド等のポリアミド類；グリシジルアジドポリマ−、３，３−ビス（アジドメチル）オキセタン、３−アジドメチル−３−メチルオキセタン、３−ナイトレ−トメチル−３−メチルオキセタン等のエネルギー性化合物；グアガム、可溶性デンプン、ペクチン、キチン及びそれらの誘導体等の多糖類；アクリルゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、バイトン、ブタジエンゴム、ブチルゴム、ニトリルブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム、フッ素ゴム等のゴム類が挙げられる。これらの中から一種又は２種以上が選択して使用される。
【００３３】
さらにガス発生剤の原料成分には可塑性を付与し、成形性を向上させるためにその他の添加剤として可塑剤を配合させることができる。そのような可塑剤としては、高分子結合剤と相溶性の良いものであれば全て使用できる。
【００３４】
例えば、クエン酸アセチルトリブチル、クエン酸アセチルトリエチル等の脂肪酸エステル；ジブチルフタレート、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート等のフタル酸ジエステル；リン酸エステル、トリアセチン、トリメチロ−ルエタントリナイトレ−ト、ジエチレングリコ−ルジナイトレ−ト、トリエチレングリコ−ルジナイトレ−ト、ニトログリセリン、ビス−２，２−ジニトロプロピルアセタ−ル／ホルマ−ル等のニトロ化合物；グリシジルアジド化合物等が挙げられる。
【００３５】
さらにガス発生剤の原料成分には、経時安定性を向上させるためにその他の添加剤として経時安定剤を配合させることができる。そのような経時安定剤としては、経時安定性を向上させることが可能なものであれば全て使用できる。
【００３６】
例えば、ジフェニルウレア、メチルジフェニルウレア、エチルジフェニルウレア、ジエチルジフェニルウレア、ジメチルジフェニルウレア、メチルエチルジフェニルウレア等のジフェニルウレア誘導体；ジフェニルアミン、２−ニトロジフェニルアミン等のジフェニルアミン誘導体；エチルフェニルウレタン、メチルフェニルウレタン等のフェニルウレタン誘導体；ジフェニルウレタン等のジフェニルウレタン誘導体；レゾルシノール等が挙げられる。
【００３７】
さらにガス発生剤の原料成分には酸化剤等の分解により生成するアルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物をミストとして外へ放出することを抑制するため、その他の添加剤としてスラグ形成剤を配合させることができる。スラグ形成剤の具体例としては、シリカ、アルミナ、酸性白土、タルク、マイカ、二硫化モリブデン等の少なくとも１種から選ばれたスラグ形成剤が挙げられる。これらの中ではシリカ、アルミナ又は酸性白土が好ましい。
【００３８】
さて、ガス発生剤成形物を製造する場合には、まず混和工程において水又は有機溶剤の存在下にガス発生剤の原料成分を混和機内で混和することにより混和薬が調製される。続いて、得られた混和薬の直径が２０ｍｍを越える場合には、破砕工程としてその混和薬を破砕機を用いて直径２０ｍｍ以下の大きさに破砕する。次いで、成形工程において前記混和物又はその破砕物を押出装置、特に２軸スクリュー押出機にて連続的に圧出成形して紐状圧伸薬を成形する。
【００３９】
最後に仕上工程において、前記紐状圧伸薬にエアを吹き付けて紐状圧伸薬表面の予備乾燥処理を行った後、例えばロータリーカッターで一定の長さに切断する。その後、切断された紐状圧伸薬を乾燥することにより所望とするガス発生剤成形物が連続的に得られる。このようにして得られたガス発生剤成形物は、エアバッグやプリテンショナーに用いられるガス発生剤、ライフル銃や散弾銃に用いられるガス発生剤、戦車砲やりゅう弾砲に用いられるガス発生剤、ロケット推進のために用いられるガス発生剤等として利用される。
【００４０】
以上の実施形態によって発揮される効果を以下にまとめて記載する。
・ 本実施形態のガス発生剤成形物の連続製造方法では、混和工程で予め水又は有機溶剤の存在下にガス発生剤の原料成分を混和して混和薬を調製し、成形工程でその混和薬を連続的に圧出成形して紐状圧伸薬を成形するように構成されている。このため、ガス発生剤の原料を十分に混練することができるとともに、ガス発生剤を連続的に効率良く製造することができる。
【００４１】
・ また、混和薬中の水又は有機溶剤の含有量がガス発生剤の原料成分に対して１００重量％以下に設定されていることから、混和薬を適切な軟らかさの薬質にできるとともに、表面の粘着性を抑えることができる。
【００４２】
・ 混和工程と成形工程との間には、混和薬を破砕機を用いて直径２０ｍｍ以下の大きさに破砕する破砕工程が設けられている。このため、成形工程において特にホッパーへの混和薬の供給を円滑に行うことができ、混和薬から紐状圧伸薬への成形を安定して行なうことができる。
【００４３】
・ さらに成形工程で押出装置、特に２軸スクリュー押出機を用いることにより、混和薬の混練効果を向上させることができる。
・ 仕上工程で紐状圧伸薬の切断を行う前に紐状圧伸薬にエアを吹き付けて圧伸薬表面の予備乾燥処理を行うことによって、紐状圧伸薬の表面を乾燥させて切断を容易に行うことができる。
【００４４】
【実施例】
以下に、実施例及び比較例を挙げて実施形態をさらに具体的に説明する。
（参考例１）
ガス発生剤の原料成分として酸化剤と燃料成分の粉体同士が混ざり合うと取扱い性が悪くなるため、以下の手順にて混和薬を作成した。
【００４５】
まず、燃料成分であるニトログアニジン２８重量％、高分子結合剤であるカルボキシメチルセルロースナトリウム１０重量％及びスラグ形成剤であるシリカ７重量％と水２０重量部をウェルナー混和機に仕込み、２０分間の予備混和を行い、燃料成分の表面を高分子結合剤で覆った。水の含有量は、ガス発生剤の原料成分に対して２０重量％である。その後、酸化剤である硝酸ストロンチウム５５重量％を混和機に添加し、均一な混和薬となるまで９０分間の混和を行った。
【００４６】
なお、ウェルナー混和機は、横方向に延びる回転軸に支持された攪拌羽根により攪拌、混合する装置である。混和機から取り出した混和薬は、直径５０ｍｍ程度の大きさであったため、この混和薬を破砕機により直径２ｍｍ程度の大きさに破砕した。この直径２ｍｍ程度の混和薬を用いて下記に示す物性評価試験を実施した。組成割合、外観及び物性試験結果を表１に示した。
【００４７】
なお、表１中、ＳｒＮは硝酸ストロンチウム、ＮＱはニトログアニジン、ＣＭＣ−Ｎａはカルボキシメチルセルロースナトリウムをそれぞれ意味している。以下同様である。
〔物性評価試験方法〕
（落槌感度試験方法）
ＪＩＳ Ｋ ４８１０−７９の「火薬類性能試験法」の落槌感度試験より衝撃に対する感度を求めた。
（摩擦感度試験方法）
ＪＩＳ Ｋ ４８１０−７９の「火薬類性能試験法」の摩擦感度試験より摩擦に対する感度を求めた。
（火炎伝播性試験方法）
ステンレス鋼製バットの上に試料を長さ３０ｃｍ、幅２ｃｍ、厚み０．５ｃｍとなるように敷き並べた。その後、試料の片端面にニクロム線を取り付け、スライダックにてニクロム線を発熱させることにより試料を着火させた。着火後、火炎が伝播するか否か確認を行った。試料が全て燃え尽きた場合には火炎伝播性有りと判断し、途中で燃焼中断した場合には火炎伝播性無しと判断した。
（起爆感度試験方法）
ポリプロピレン製の２００ｍｌディスポカップに試料１００ｇを装填した。その後、７号雷管を試料の上部から約３ｃｍ埋め込み、発破器により７号雷管を起爆させた。ディスポカップの下には、判定板となる厚み１０ｍｍの鉛板を設置しておき、試験後の判定板の変形状況からその試料の雷管起爆性の有無を判断した。判定板の最も凹んだ箇所の凹み幅が３ｍｍ以上であった場合には雷管起爆性有りと判断し、３ｍｍ未満の場合には雷管起爆性無しと判断した。
（参考例２）
表１に示した組成割合で参考例１と同様の方法により混和薬を製造し、同じ方法で特性を評価した。その結果を表１に示した。
（比較参考例１）
ニトログアニジン２８重量％、カルボキシメチルセルロースナトリウム１０重量％、シリカ７重量％、硝酸ストロンチウム５５重量％をリボンミキサーに仕込み、均一な混合薬となるまで１５分間の混和を行った。
【００４８】
この混合薬を用いて物性評価試験を実施した。組成割合、外観及び物性評価試験結果を表１に示した。
【００４９】
【表１】
表１に示したように、混和機内で均一な混和薬としたもの（参考例１及び２）は、原料成分の粉体同士を混ぜ合わせた混和薬（比較参考例１）に比べて、衝撃に対する感度が著しく鈍いことが確認できた。また、混和薬は、一部分が着火してもすぐに燃焼中断を起こし、燃焼が持続されないため、取り扱い性が良いものであることが火炎伝播性試験結果より確認できた。さらに、混和薬は非常に強い衝撃を与えた場合においても起爆することなく、燃焼さえも持続できないことが起爆感度試験結果より確認できた。
【００５０】
以上のことから、参考例１及び２の混和薬を用いた場合には、原料成分の粉体同士を混ぜ合わせた混和薬を用いる場合に比べ、取り扱いが容易になることがわかった。
（実施例１）
参考例１で調製した直径２ｍｍ程度の混和薬を二軸押出機に備え付けられているホッパーに仕込んだ。混和薬は、二軸スクリューを回転させることにより混練されながら前方に送り出され、二軸押出機に予め取り付けてある孔径６ｍｍのダイスを通りながら圧出され円柱薬に成形された。この紐状圧伸薬を約６ｍｍの長さに切断し、乾燥することにより小粒状のガス発生剤成形物を得た。このように、混練物を二軸押出機に供給して混練したことから、ガス発生剤の原料を十分に混練することができた。しかも、ガス発生剤成形物を連続的に効率良く製造することができた。このガス発生剤成形物を用いて圧縮強度試験を実施した。組成割合、二軸押出機への仕込口、形状及び圧縮強度試験結果を表２に示した。
（圧縮強度試験方法）
（株）藤原製作所製の木屋式デジタル硬度計を用いて行った。試料を試料台中央部に載せた後、テスト棒により試料を圧縮する。そして、試料が破壊された時点の数値を読みとり、圧縮強度の判定を行った。
（比較例１）
比較参考例１で調製した混合薬を二軸押出機に備え付けられているホッパーに仕込んだ。また、水２０重量部（ガス発生剤の原料成分に対して２０重量％）を二軸押出機に取り付けられている液体供給フィーダーから仕込んだ。混合薬と液体成分は、二軸スクリューを回転させることにより混練されながら前方に送り出され、二軸押出機の吐出口に予め取り付けてある孔径６ｍｍのダイスを通りながら圧出され円柱薬に成形された。この紐状圧伸薬を約６ｍｍの長さに切断し、乾燥することによって小粒状のガス発生剤成形物を得た。このガス発生剤成形物を用いて圧縮強度試験を実施した。組成割合、成形工程仕込方法、形状及び圧縮強度試験結果を表２に示した。なお、表２中の水の量を表す「外割」はガス発生剤の原料成分に対する重量％を意味する。
【００５１】
【表２】
表２に示したように、原料成分の粉体同士を混ぜ合わせた混和薬を供給フィーダーから仕込み、水を液体供給フィーダーから仕込み、二軸スクリュー部分で混合薬と水を混練して圧出を行う方法（比較例１）では、得られたガス発生剤成形物の圧縮強度が乏しく、非常に脆い物性であることがわかった。これは、混練を行うスクリュー部分での滞在時間が１〜２分間と非常に短いため、練りが十分に促進されておらず、また高分子結合剤が水を十分に吸収できていないことが原因であると考えられる。
【００５２】
それに対して、混和機内で練りを十分に促進した混和薬を供給フィーダーから仕込み圧出を行う方法（実施例１）では、ガス発生剤成形物が連続して得られるとともに、得られたガス発生剤成形物の圧縮強度が優れており、物性に問題のないことが確認できた。
【００５３】
なお、前記実施形態を次のように変更して実施することも可能である。
・ 成形工程における押出装置は１軸又は３軸以上のスクリュー押出機を使用することもできる。
【００５４】
・ ガス発生剤の原料成分を混和する前に、原料成分のいずれかを予め水又は有機溶剤に溶解又は分散させておいてもよい。
・ 仕上工程において、紐状圧伸薬を切断するときに、同時に乾燥を行なうように構成することもできる。
【００５５】
さらに、前記実施形態より把握される技術的思想について以下に記載する。
・ 前記仕上工程における乾燥は、ガス発生剤中の水分量又は有機溶剤量を１．０重量％以下になるまで行なわれるものである請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のガス発生剤成形物の連続製造方法。このように構成した場合、乾燥を十分に行い、ガス発生剤としての性能を発揮させることができる。
【００５６】
・ ガス発生剤の原料成分は、少なくとも酸化剤、燃料成分及び高分子結合剤を含有するものである請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のガス発生剤成形物の連続製造方法。このように構成した場合、ガス発生剤としての機能を良好に発揮させることができる。
【００５７】
・ ガス発生剤の構成成分は、硝酸アンモニウム、活性炭、酢酸セルロース及びジフェニルアミンである請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のガス発生剤成形物の連続製造方法。このように構成した場合、ガス発生剤としての機能を十分に発揮させることができる。
【００５８】
・ ガス発生剤の構成成分が、硝酸ストロンチウム、ニトログアニジン、カルボキシメチルセルロースナトリウム及びシリカである請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のガス発生剤成形物の連続製造方法。このように構成した場合、ガス発生剤としての機能を十分に発揮させることができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば次のような効果を発揮することができる。
【００６０】
第１の発明のガス発生剤成形物の連続製造方法によれば、ガス発生剤の原料を十分に混練することができるとともに、ガス発生剤を連続的に効率良く製造することができる。
【００６１】
第２の発明のガス発生剤成形物の連続製造方法によれば、第１の発明の効果に加えて、混和薬を適切な軟らかさの薬質にできるとともに、表面の粘着性を抑えることができる。
【００６２】
第３の発明のガス発生剤成形物の連続製造方法によれば、第１又は第２の発明の効果に加えて、成形工程での成形を円滑に行うことができる。
第４の発明のガス発生剤成形物の連続製造方法によれば、第１から第３のいずれかの発明の効果に加えて、混和薬の混練効果を向上させることができる。
【００６３】
第５の発明のガス発生剤成形物の連続製造方法によれば、第４の発明の効果に加えて、混和薬の混練効果を一層向上させることができる。
第６の発明のガス発生剤成形物の連続製造方法によれば、第１から第５のいずれかの発明の効果に加えて、紐状圧伸薬の表面を乾燥させて切断を容易に行うことができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for continuously producing a molded article of a gas generating agent which is used by being loaded into a gas generator for an air bag, for example. More specifically, the present invention relates to a method for continuously producing a gas generating agent molded product that can sufficiently knead the raw material of the gas generating agent and continuously and efficiently produce the gas generating agent.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the production of a molded article of a gas generating agent has been performed by the following batch method. That is, a mixing step of mixing the raw material components in the presence of water or an organic solvent in a kneading machine to prepare a mixing agent, and extruding the mixing agent with a drawing machine called a ram-type extruder to form a cord-shaped drawn tablet. And a finishing step in which the cord-shaped drawn medicine is cut by a rotary cutter or a so-called guillotine cutting machine and then dried.
[0003]
In recent years, a gas generating agent molded product using a twin-screw extruder as a kneading device has been manufactured. In the production method using this twin-screw extruder, a raw material powder component is charged from a hopper, and a liquid component of water or an organic solvent is charged from another hopper. Thereafter, the raw material powder component and the liquid component are kneaded in a screw portion in the twin-screw extruder, and a cord-shaped drawn medicine having a desired shape is formed through a discharge port provided in a die of the drawing machine. Then, the cord-like drawn product extruded from the die is dried after being cut by a rotary cutter or a guillotine cutter (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2001-342091 (page 10)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when producing a gas generating agent by a batch method, there is a problem that the production efficiency is low because the gas generating agent is molded for each batch by a drawing machine such as a ram-type extruder in a molding process.
[0006]
On the other hand, when producing a molded article of a gas generating agent by the method specifically described in the example of Patent Document 1, a powder component and a liquid component of a raw material are charged from separate hoppers, and a screw portion is moved. The kneading was insufficient for only about 1 to 2 minutes during the kneading. Moreover, since a drawing machine is used for forming the cord-like drawn product, a batch process is performed in this step, and there is a problem that production efficiency is poor.
[0007]
The present invention has been made by focusing on the problems existing in the prior art as described above. It is an object of the present invention to provide a method for continuously producing a gas generating agent molded product which can sufficiently knead the raw material of the gas generating agent and continuously and efficiently produce the gas generating agent. is there.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for continuously producing a molded article of a gas generating agent according to the first invention of the present invention is to prepare an admixture by mixing raw material components of a gas generating agent in the presence of water or an organic solvent. A mixing step of continuously extruding the admixture to form a cord-shaped drawn product; and a finish of cutting and drying the cord-drawn product to produce a gas generating agent molded product. And a process.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the method of the first aspect, the content of water or an organic solvent in the admixture is 100% by weight or less based on a raw material component of the gas generating agent. .
[0010]
A method for continuously producing a molded article of a gas generating agent according to a third aspect of the present invention is the method according to the first or second aspect, wherein the admixture is crushed to a diameter of 20 mm or less between the admixing step and the molding step. It is provided with.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for continuously producing a molded article of a gas generating agent according to any one of the first to third aspects, in the molding step, the hopper to which the admixture is supplied is kneaded with the supplied admixture. The extruding device is provided with a screw and a die for discharging the kneaded admixture from the discharge port to form a cord-like drawn drug.
[0012]
In a fifth aspect of the present invention, in the method for continuously producing a molded article of a gas generating agent according to the fourth aspect, the extruder is a twin screw extruder.
A method for continuously producing a molded article of a gas generating agent according to a sixth aspect of the present invention is the method according to any one of the first to fifth aspects, wherein in the finishing step, the cord-like drawn material is cut before cutting the cord-shaped drawn material. The pre-drying process is performed on the surface of the cord-shaped drawn medicine by blowing air.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
The method for continuously producing a molded article of a gas generating agent according to the present embodiment includes a mixing step of mixing raw material components of the gas generating agent in the presence of water or an organic solvent to prepare an admixture, and continuously pressing the admixture. It comprises a forming step of forming a cord-like drawn product by extrusion forming (extrusion molding), and a finishing step of cutting and drying the cord-shaped drawn material. Between the mixing step and the molding step, it is desirable to provide a crushing step of crushing the admixture to a size of 20 mm or less in diameter using a crusher.
[0014]
First, the mixing step will be described.
In this mixing step, a raw material component of the gas generating agent is mixed in the presence of water or an organic solvent according to a conventional method using a mixer to prepare an admixture. Examples of the organic solvent blended in the mixing step include acetone, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl ether, toluene, methyl ethyl ketone, and the like. These mixed solvents can also be used. In particular, acetone, ethyl alcohol, and ethyl acetate are preferable in that they have excellent compatibility with the polymer binder in the gas generating agent described later. The amount of water or the organic solvent is preferably 100% by weight or less, more preferably 5 to 100% by weight, still more preferably 10 to 90% by weight, particularly preferably 13 to 80% by weight based on the raw material components of the gas generating agent. Range. If the amount is more than 100% by weight, the drug substance of the admixture becomes too soft, and sufficient pressure is not applied at the time of extruding. As a result, the cord-shaped drawn medicine has a low density and its appearance is crushed. Problem will arise. Moreover, since the quality of the admixture is soft and sticky, there is a possibility that the crushed ones in the crushing step described later will adhere to each other again. On the other hand, when the compounding amount is less than 5% by weight, the drug substance of the admixture becomes too hard and the pressure at the time of extruding increases, and as a result, it is difficult to extrude, and even if extruded, the moldability is poor, This will cause problems such as an external appearance. Therefore, when the content of water or organic solvent becomes less than 5% by weight at the time of extrusion, it is preferable to add water or organic solvent newly and adjust the content to the above range.
[0015]
The mixing temperature in the mixing step is preferably in the range of 10 to 70 ° C, more preferably 20 to 60 ° C, and particularly preferably 25 to 50 ° C. When the mixing temperature exceeds 70 ° C., the stability of the mixing agent itself tends to deteriorate. If the mixing temperature is lower than 10 ° C., the kneading effect of the admixture is reduced, and the admixture tends not to be uniform. Further, the mixing time is preferably 20 minutes or more, more preferably 30 to 240 minutes, and particularly preferably 60 to 240 minutes. If the mixing time is less than 20 minutes, the admixture is not sufficiently kneaded, and it is difficult to obtain a uniform admixture.
[0016]
Next, the crushing step will be described.
In the case of an admixture having a diameter of more than 20 mm, the admixture is preferably crushed using a crusher. The crusher is not particularly limited as long as it can crush an admixture having a diameter of more than 20 mm to a diameter of 20 mm or less, and any crusher can be used. The size of the admixture taken out from the admixer varies depending on the composition, and ranges from about 10 mm in diameter to about 300 mm in diameter. In the case of an admixture having a diameter exceeding 20 mm, there is a possibility that the screw is not caught by the screw even if it is charged in a feeder of, for example, a twin screw extruder used in the molding step.
[0017]
Therefore, it is preferable that the admixture is crushed to a diameter of 20 mm or less, which is a size that can be bitten by the screw. The size of the admixture crushed by the crusher is preferably 20 mm or less in diameter, more preferably 0.1 to 15 mm in diameter, and particularly preferably 0.1 to 10 mm in diameter. When the size of the admixture exceeds 20 mm, there is a tendency that a problem of not being bitten by the screw occurs.
[0018]
Next, the molding step will be described.
The drawing machine for forming the admixture into a cord-like drawn product is not particularly limited as long as it can be continuously extruded, and any device can be used. The cord-shaped drawn medicine is formed through a die having a discharge port of a desired shape previously attached to a discharge part of a drawing machine.
[0019]
As the drawing machine, a continuous type such as a twin screw extruder is used. In a twin-screw extruder, when raw material components are charged from a hopper, they are fed forward while being kneaded by a screw, and are extruded (extruded) through a die attached to the tip. Therefore, in the continuous method, the molding can be continuously performed as long as the raw material components are continuously supplied to the hopper.
[0020]
Next, the finishing process will be described.
In the finishing step, the cord-like drawn product extruded from the drawing machine is cut and dried so as to have a desired length, and becomes a gas generating agent molded product. Cutting is performed by a rotary cutter or a guillotine cutter. Drying is performed until the water content or the organic solvent content in the gas generating agent becomes preferably 1.0% by weight or less, more preferably 0.7% by weight or less, particularly preferably 0.5% by weight or less. When the amount of water or the amount of the organic solvent exceeds 1.0% by weight, the gas generating rate and mechanical properties of the molded article of the gas generating agent decrease. The drying method is performed according to a conventional method.
[0021]
Although the surface state of the cord-like drawn drug extruded from the drawing machine differs depending on the composition, there are a non-sticky surface and a sticky surface. If the surface is sticky, there may be a problem that the cord-like drawn products stick to each other or a problem that the cut surface is crushed at the time of cutting. Therefore, it is preferable to perform predrying for drying the surface by blowing air with an air nozzle or the like for a cord-shaped drawn medicine having a sticky surface. It is more preferable to blow hot air at 40 to 60 ° C. in order to efficiently eliminate the stickiness of the surface.
[0022]
Next, the raw material components of the gas generating agent will be described.
The raw material components of the gas generating agent include an oxidizing agent, a fuel component, a polymer binder (binder), and other additives. The oxidizing agent is not particularly limited, and any known oxidizing agent can be used. Specific examples include nitrates, nitrites, basic nitrates, oxohalogenates and the like.
[0023]
Examples of the nitrate include ammonium salts such as ammonium nitrate; alkali metal salts of nitric acid such as sodium nitrate and potassium nitrate; alkaline earth metal salts of nitric acid such as barium nitrate and strontium nitrate. Examples of the nitrite include alkali metal salts of nitrite such as sodium nitrite and potassium nitrite; alkaline earth metal salts of nitrite such as barium nitrite and strontium nitrite. Specific examples of the basic nitrate include basic copper nitrate, basic manganese nitrate, basic iron nitrate, basic molybdenum nitrate, basic bismuth nitrate, basic cerium nitrate, and the like.
[0024]
Examples of the oxohalogenate include a halogenate and a perhalate. Specific examples of the halogenates include, for example, alkali metal salts of halogen acids such as potassium chlorate and sodium chlorate; alkaline earth metal salts of halogen acids such as barium chlorate and calcium chlorate; halogens such as ammonium chlorate Ammonium salts of acids. Specific examples of perhalates include alkali metal salts of perhalic acids such as potassium perchlorate and sodium perchlorate; alkaline earth metal salts of perhalic acids such as barium perchlorate and calcium perchlorate And ammonium salts of perhalic acids such as ammonium perchlorate.
[0025]
The oxidizing agent is desirably a powder from the viewpoint of mixing properties and flammability. The average particle size of the powder is preferably from 1 to 500 μm. When the average particle size is less than 1 μm, it tends to be difficult to produce a molded article of a gas generating agent. On the other hand, when the average particle size exceeds 500 μm, the mixture is difficult to mix with the polymer binder, so that the mechanical properties of the molded article of the gas generating agent are deteriorated, and the burning rate tends to be reduced. Further, in consideration of the mechanical properties and combustion performance of the molded article of the gas generating agent, the average particle diameter is more preferably from 1 to 200 μm, particularly preferably from 1 to 100 μm.
[0026]
Next, the fuel component will be described. The fuel component is not particularly limited, and any known fuel component can be used. Specific examples include nitrogen-containing compounds, organic acids, salts of organic acids, and powdered microcrystalline carbon.
[0027]
Examples of the nitrogen-containing compound include a nitramine compound, a guanidine derivative, a tetrazole derivative, a triazole derivative, a hydrazine derivative, and an azodicarbonamide derivative. Examples of nitramine compounds include RDX (trimethylenetrinitroamine) and HMX (tetramethylenetetranitroamine), examples of guanidine derivatives include nitroguanidine and TAGN (triaminoguanidine nitrate), and examples of tetrazole derivatives include aminotetrazole and tetrazole. Azotetrazole, dehydrolazole and the like, triazole derivatives such as triazole and urazole, hydrazine derivatives such as HN (hydrazine nitrate), and azodicarbonamide derivatives such as azodicarbonamide and hydrazodicarbonamide.
[0028]
The nitrogen-containing compound, the organic acid and the salt of the organic acid preferably have an average particle size of 1 to 500 μm. If the average particle size is less than 1 μm, it tends to be difficult to form a cord-shaped drawn medicine from an admixture. On the other hand, when the average particle diameter exceeds 500 μm, the effect of improving the burning rate of the molded article of the gas generating agent tends to be not exhibited. Further, in consideration of the mechanical properties and combustion performance of the molded article of the gas generating agent, the average particle diameter is more preferably 1 to 100 μm, and particularly preferably 1 to 30 μm.
[0029]
Examples of the powdered microcrystalline carbon include activated carbon, charcoal, coke, animal charcoal, bone charcoal, bituminous coal, and carbon black. The powdered microcrystalline carbon is desirably a powder from the viewpoint of mixing properties and combustibility. The average particle size of the powder is preferably from 0.1 to 500 μm. If the average particle diameter is less than 0.1 μm, it tends to be difficult to form a cord-shaped drawn medicine from the admixture. On the other hand, when the average particle size exceeds 500 μm, the burning rate of the molded article of the gas generating agent tends to be slow. Further, in consideration of the mechanical properties and combustion performance of the molded article of the gas generating agent, the average particle diameter is more preferably 1 to 100 μm, and particularly preferably 3 to 50 μm.
[0030]
Next, the polymer binder will be described. The polymer binder has a function as a fuel component and a function as a binder for forming the oxidizing agent and the powder component of the fuel component into grains (granules). Examples of such a polymer binder include a cellulosic polymer, a polyvinyl polymer, a polyester polymer, a polyurethane polymer, a polyether polymer, and a poly (meth) acrylate polymer. Cellulose-based polymers include, for example, nitrocellulose, cellulose acetate, carboxymethyl cellulose, carboxymethyl cellulose and salts thereof, carboxymethylethyl cellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose. Cellulose, such as hydroxypropyl cellulose, microcrystalline cellulose, cellulose acetate butyrate, methyl cellulose, ethyl cellulose, cellulose acetate nitrate, cellulose nitrate carboxymethyl ether, etc. -Based polymers.
[0031]
Examples of the polyvinyl polymer include polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinyl ether, polyvinyl acetal, polyvinyl formal, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl caprolactam, a copolymer of polyvinyl pyrrolidone and polyvinyl caprolactam, and carboxyvinyl. Examples include polyvinyl-based polymers such as polymers. Examples of the polyester-based polymer include, for example, polyester-based polymers such as polyethylene terephthalate and unsaturated polyester; examples of the polyurethane-based polymer include polyurethane; and examples of the polyether-based polymer include polypropylene oxide and Examples include polyether-based polymers such as polyphenylene oxide and polyetherimide.
[0032]
Examples of the poly (meth) acrylate polymer include poly (meth) acrylic acid derivatives such as sodium polyacrylate, polymethyl acrylate, and polymethyl methacrylate. In addition, polyacrylamide and polyacrylhydrazide are also used. Further, commercially available products include, for example, polyurethane elastomer (trade name: Pandex, manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.), polyester elastomer (trade name: Perprene, manufactured by Toyobo Co., Ltd.), polystyrene elastomer (trade name: Clayton, Shell) And thermoplastic elastomers such as those manufactured by Japan Co., Ltd.). Other polyamides such as nylon 6, nylon 66, nylon 6,10, nylon 6,12, nylon 11, nylon 12, nylon 4,6, copolymerized polyamide, methoxymethylated polyamide, alcohol-soluble polyamide; glycidyl azide polymer , 3,3-bis (azidomethyl) oxetane, 3-azidomethyl-3-methyloxetane, 3-nitratemethyl-3-methyloxetane and the like; energetic compounds such as guar gum, soluble starch, pectin, chitin and derivatives thereof. Polysaccharides; rubbers such as acrylic rubber, isoprene rubber, urethane rubber, silicon rubber, viton, butadiene rubber, butyl rubber, nitrile butadiene rubber, nitrile butadiene rubber, and fluoro rubber. One or more of these are selected and used.
[0033]
Further, a plasticizer can be blended as a raw material component of the gas generating agent as another additive in order to impart plasticity and improve moldability. As such a plasticizer, any plasticizer having good compatibility with the polymer binder can be used.
[0034]
For example, fatty acid esters such as acetyl tributyl citrate and acetyl triethyl citrate; phthalic acid diesters such as dibutyl phthalate, dimethyl phthalate and diethyl phthalate; phosphate esters, triacetin, trimethylolethane trinitrate, diethylene glycol dinitrate And nitro compounds such as triethylene glycol dinitrate, nitroglycerin, bis-2,2-dinitropropyl acetal / formal; and glycidyl azide compounds.
[0035]
Further, the raw material component of the gas generating agent may contain a temporal stabilizer as another additive in order to improve temporal stability. As such a temporal stabilizer, any one that can improve temporal stability can be used.
[0036]
For example, diphenylurea derivatives such as diphenylurea, methyldiphenylurea, ethyldiphenylurea, diethyldiphenylurea, dimethyldiphenylurea, and methylethyldiphenylurea; diphenylamine derivatives such as diphenylamine and 2-nitrodiphenylamine; ethylphenylurethane and methylphenylurethane Phenyl urethane derivatives; diphenyl urethane derivatives such as diphenyl urethane; and resorcinol.
[0037]
In addition, a slag forming agent is added to the raw material components of the gas generating agent as another additive to suppress the release of alkali metal or alkaline earth metal oxides generated by decomposition of the oxidizing agent and the like as mist. Can be done. Specific examples of the slag forming agent include a slag forming agent selected from at least one of silica, alumina, acid clay, talc, mica, molybdenum disulfide and the like. Among them, silica, alumina and acid clay are preferred.
[0038]
When a molded article of a gas generating agent is manufactured, first, in a mixing step, a raw material component of the gas generating agent is mixed in a mixing machine in the presence of water or an organic solvent to prepare an admixture. Subsequently, when the diameter of the obtained admixture exceeds 20 mm, the admixture is crushed to a diameter of 20 mm or less using a crusher as a crushing step. Next, in the forming step, the mixture or the crushed product is continuously extruded and formed by an extruder, particularly a twin-screw extruder to form a cord-like drawn product.
[0039]
Finally, in the finishing step, after air is blown onto the cord-like drawn product to perform a pre-drying process on the surface of the drawn-by-string, the cut product is cut into a predetermined length by a rotary cutter, for example. Then, the desired gas generating agent molded product is continuously obtained by drying the cut cord-like drawn product. The gas generating agent molded product thus obtained is used as a gas generating agent for airbags and pretensioners, a gas generating agent for rifles and shotguns, and a gas generating agent for tank guns and shotguns. It is used as a gas generating agent for rocket propulsion.
[0040]
The effects exerted by the above embodiments will be summarized below.
In the method for continuously producing a molded article of a gas generating agent of the present embodiment, in the mixing step, a raw material component of the gas generating agent is previously mixed in the presence of water or an organic solvent to prepare an admixture, and the admixture is formed in the molding step. Is continuously extruded to form a cord-shaped drawn medicine. For this reason, the raw material of the gas generating agent can be sufficiently kneaded, and the gas generating agent can be continuously and efficiently produced.
[0041]
In addition, since the content of water or organic solvent in the admixture is set to 100% by weight or less based on the raw material components of the gas generating agent, the admixture can be made to have appropriate softness, and Surface tackiness can be suppressed.
[0042]
-Between the mixing step and the molding step, a crushing step of crushing the admixture to a size of 20 mm or less in diameter using a crusher is provided. For this reason, in the molding step, the supply of the admixture to the hopper can be particularly smoothly performed, and the formation of the admixture into the cord-shaped drawn tablet can be stably performed.
[0043]
Further, the kneading effect of the admixture can be improved by using an extruder, particularly a twin screw extruder, in the molding step.
・ Before the cutting of the cord-like drawn medicine in the finishing process, the surface of the cord-shaped drawn medicine is dried and cut by spraying air on the cord-shaped drawn medicine and performing a preliminary drying treatment on the surface of the drawn-like medicine. Can be easily performed.
[0044]
【Example】
Hereinafter, embodiments will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
(Reference Example 1)
If powders of the oxidizing agent and the fuel component are mixed with each other as raw material components of the gas generating agent, the handleability deteriorates. Therefore, an admixture was prepared by the following procedure.
[0045]
First, 28% by weight of nitroguanidine as a fuel component, 10% by weight of sodium carboxymethylcellulose as a polymer binder, 7% by weight of silica as a slag forming agent, and 20 parts by weight of water are charged into a Werner mixer, and a reserve for 20 minutes is prepared. Mixing was performed and the surface of the fuel component was covered with a polymeric binder. The content of water is 20% by weight based on the raw material components of the gas generating agent. Thereafter, 55% by weight of strontium nitrate as an oxidizing agent was added to the mixer, and the mixture was mixed for 90 minutes until a uniform mixture was obtained.
[0046]
The Werner mixer is a device that stirs and mixes with a stirring blade supported by a rotating shaft extending in a lateral direction. Since the admixture taken out of the mixer had a size of about 50 mm in diameter, this admixture was crushed by a crusher to a size of about 2 mm in diameter. Using the admixture having a diameter of about 2 mm, a physical property evaluation test shown below was performed. Table 1 shows the composition ratio, appearance, and physical properties test results.
[0047]
In Table 1, SrN means strontium nitrate, NQ means nitroguanidine, and CMC-Na means sodium carboxymethylcellulose. The same applies hereinafter.
(Physical property evaluation test method)
(Test method for falling hammer sensitivity)
Sensitivity to impact was determined from the dropping sensitivity test of "Explosives performance test method" of JIS K 4810-79.
(Friction sensitivity test method)
Sensitivity to friction was determined from a friction sensitivity test according to JIS K 4810-79 “Explosives Performance Test Method”.
(Flame propagation test method)
The samples were laid out on a stainless steel bat so as to have a length of 30 cm, a width of 2 cm, and a thickness of 0.5 cm. Thereafter, a nichrome wire was attached to one end surface of the sample, and the sample was ignited by causing the nichrome wire to generate heat with a Slidac. After ignition, it was checked whether the flame propagated. When all the samples burned out, it was determined that there was flame propagation, and when the combustion was interrupted halfway, it was determined that there was no flame propagation.
(Explosion sensitivity test method)
A 200-ml polypropylene disposable cup was charged with 100 g of the sample. Thereafter, a No. 7 primer was embedded about 3 cm from the top of the sample, and the No. 7 primer was detonated by a blaster. Under the disposable cup, a lead plate having a thickness of 10 mm serving as a judgment plate was provided, and the presence or absence of detonating property of the sample was judged from the deformation state of the judgment plate after the test. When the dent width of the most depressed portion of the judgment plate was 3 mm or more, it was determined that the primer was detonating, and when it was less than 3 mm, it was determined that there was no detonating.
(Reference Example 2)
Admixtures were produced in the same manner as in Reference Example 1 at the composition ratios shown in Table 1, and the properties were evaluated in the same manner. The results are shown in Table 1.
(Comparative Reference Example 1)
28% by weight of nitroguanidine, 10% by weight of sodium carboxymethylcellulose, 7% by weight of silica, and 55% by weight of strontium nitrate were charged into a ribbon mixer, and mixed for 15 minutes until a uniform drug mixture was obtained.
[0048]
A physical property evaluation test was performed using this mixture. Table 1 shows the composition ratio, the appearance, and the results of the physical property evaluation test.
[0049]
[Table 1]
[0050]
From the above, it was found that when the admixtures of Reference Examples 1 and 2 were used, handling was easier than when an admixture obtained by mixing powders of raw material components was used.
(Example 1)
The admixture having a diameter of about 2 mm prepared in Reference Example 1 was charged into a hopper provided in a twin-screw extruder. The admixture was fed forward while being kneaded by rotating a twin-screw, and was extruded through a die having a hole diameter of 6 mm previously attached to the twin-screw extruder to be formed into a cylindrical medicine. This cord-like drawn product was cut into a length of about 6 mm and dried to obtain a small-sized gas generating agent molded product. As described above, since the kneaded material was supplied to the twin-screw extruder and kneaded, the raw material of the gas generating agent could be sufficiently kneaded. In addition, a gas generating agent molded product could be continuously and efficiently produced. A compression strength test was performed using the molded product of the gas generating agent. Table 2 shows the composition ratio, the charging port to the twin-screw extruder, the shape, and the results of the compression strength test.
(Compression strength test method)
The test was performed using a Kiya digital hardness tester manufactured by Fujiwara Seisakusho. After placing the sample on the center of the sample stage, the sample is compressed with a test rod. Then, the numerical value at the time when the sample was destroyed was read to determine the compressive strength.
(Comparative Example 1)
The mixed drug prepared in Comparative Reference Example 1 was charged into a hopper provided in a twin-screw extruder. Also, 20 parts by weight of water (20% by weight based on the raw material components of the gas generating agent) was charged from a liquid supply feeder attached to a twin-screw extruder. The mixed drug and the liquid component are fed forward while being kneaded by rotating a twin screw, and are extruded through a die having a hole diameter of 6 mm previously attached to the discharge port of the twin screw extruder to be formed into a cylindrical drug. Was. This cord-like drawn product was cut into a length of about 6 mm and dried to obtain a small-sized gas generating agent molded product. A compression strength test was performed using the molded product of the gas generating agent. Table 2 shows the composition ratio, the charging method in the molding step, the shape, and the results of the compression strength test. In addition, "outer part" showing the amount of water in Table 2 means weight% with respect to the raw material component of a gas generating agent.
[0051]
[Table 2]
[0052]
On the other hand, in the method (Example 1) in which the admixture which has sufficiently promoted kneading in the admixer is charged from the supply feeder and extruded, the molded product of the gas generating agent is obtained continuously, The compressive strength of the molded product was excellent, and it was confirmed that there was no problem in physical properties.
[0053]
In addition, it is also possible to change the said embodiment as follows and to implement it.
-A single-screw or three-screw or more screw extruder can be used as the extruder in the molding step.
[0054]
-Before mixing the raw material components of the gas generating agent, any of the raw material components may be dissolved or dispersed in water or an organic solvent in advance.
In the finishing step, drying may be performed at the same time as cutting the cord-like drawn product.
[0055]
Further, a technical idea grasped from the embodiment will be described below.
The gas according to any one of claims 1 to 6, wherein the drying in the finishing step is performed until the water content or the organic solvent content in the gas generating agent becomes 1.0% by weight or less. A method for continuously producing a generator molded article. In such a configuration, drying can be sufficiently performed and the performance as a gas generating agent can be exhibited.
[0056]
The raw material component of the gas generating agent contains at least an oxidizing agent, a fuel component and a polymer binder, and the method for continuously producing a gas generating agent molded product according to any one of claims 1 to 6. . With such a configuration, the function as a gas generating agent can be favorably exhibited.
[0057]
The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the constituent components of the gas generating agent are ammonium nitrate, activated carbon, cellulose acetate, and diphenylamine. With such a configuration, the function as a gas generating agent can be sufficiently exhibited.
[0058]
The method for continuously producing a molded article of a gas generating agent according to any one of claims 1 to 6, wherein the components of the gas generating agent are strontium nitrate, nitroguanidine, sodium carboxymethyl cellulose, and silica. With such a configuration, the function as a gas generating agent can be sufficiently exhibited.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
[0060]
According to the method for continuously producing a molded article of a gas generating agent of the first invention, the raw material of the gas generating agent can be sufficiently kneaded, and the gas generating agent can be continuously and efficiently produced.
[0061]
According to the method for continuously manufacturing a molded article of a gas generating agent of the second invention, in addition to the effects of the first invention, the admixture can be made to have a suitable softness and the surface tackiness can be suppressed. it can.
[0062]
According to the method for continuously manufacturing a molded article of a gas generating agent of the third invention, in addition to the effects of the first or second invention, the molding in the molding step can be performed smoothly.
According to the method for continuously producing a molded article of a gas generating agent of the fourth invention, the kneading effect of the admixture can be improved in addition to the effect of any of the first to third inventions.
[0063]
According to the method for continuously producing a molded article of a gas generating agent of the fifth invention, the effect of kneading the admixture can be further improved in addition to the effect of the fourth invention.
According to the method for continuously producing a molded article of a gas generating agent of the sixth invention, in addition to the effects of any one of the first to fifth inventions, the surface of the cord-like drawn product is dried to facilitate cutting. be able to.