JP2005231907A - エアバック用ガス発生剤 - Google Patents
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Abstract
【課題】自動車用エアバッグ又はプリテンショナーに有用なガス発生剤組成物であって、感度が低い、ガス発生量が多いなどの利点を有しながら、燃焼速度が遅く、ガス発生剤成型体の強度が十分でなくガス発生器に使用できなかった欠点を解消する。
【解決手段】含窒素有機化合物（例えば、５−アミノテトラゾール及び硝酸グアニジン）、無機酸化剤（例えば、硝酸ストロンチウム及び硝酸カリウム）、添加剤及びシラン化合物（例えば、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン）を含有するガス発生剤組成物。
【選択図】なし
【解決手段】含窒素有機化合物（例えば、５−アミノテトラゾール及び硝酸グアニジン）、無機酸化剤（例えば、硝酸ストロンチウム及び硝酸カリウム）、添加剤及びシラン化合物（例えば、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン）を含有するガス発生剤組成物。
【選択図】なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用エアバック又はプリテンショナーに有用なガス発生剤組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年エアバッグ用ガス発生剤としては、これまで用いられてきたアジ化金属化合物に代わり、含窒素有機化合物を燃料成分とし、これと無機酸化剤が組み合わされた非アジド系ガス発生剤が提案されている。これらガス発生剤には適切な燃焼速度が要求され、燃焼速度が遅すぎる場合には、エアバックを十分な速度で展開することができず、また、速すぎる場合にはガスの発生が急速すぎ、最悪の場合、ガス発生器が破壊されるおそれがある。
さらに、ガス発生剤組成物は、製造時の安全性が必要とされる。燃焼速度の速いガス発生剤組成物は、製造時に発火が起こった場合、物的、人的被害は大きいものと予想され、感度や威力は比較的高い。したがって、ガス発生剤組成物の原料としては、低感度のものが好ましいが、低感度のものは、燃焼速度が遅い、圧力指数が高いといった好ましくない特性を示す。
また、ガス発生剤組成物の成形体は十分な強度を有していなければならない。強度が十分でないと、自動車に取り付けられた後、振動等でガス発生剤成形体が次第に崩れてゆき、所望の燃焼特性を示さなくなり、最悪の場合、ガス発生器が破壊されるおそれがある。
近年提案されている非アジド系ガス発生剤としては、ガス発生剤組成物とした場合の感度が低く、また、燃焼により生成するガス量が多いものが望まれている。
例えば、特開平１１−２９２６７８のように、含窒素有機化合物としてグアニジン誘導体、酸化剤として相安定化硝酸アンモニウム、圧力指数調整剤、爆ごう抑制剤として珪素化合物をそれぞれ含有するガス発生剤組成物が開示されている。しかし、この組成物は、燃焼速度がかなり遅く、ガス発生器で適切な燃焼特性を得ようとした場合、高圧下で燃焼させる必要が生じるために、ガス発生器は強固で重いものとなり、ガス発生器に求められる、小型化、軽量化といった目的に反するものとなる。
このように、グアニジン誘導体や相安定化硝酸アンモニウムをガス発生剤組成物の全部、あるいは一部に用いた場合、著しい燃焼速度の低下を招き、良好な燃焼特性を有するガス発生剤組成物を得ることができない。また、特に、ニトログアニジンを用いた場合、ニトログアニジンが針状結晶であるため、ガス発生剤成形体とした場合の強度が十分でないといった問題も発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、感度が低い、ガス発生量が多いといった利点を有しながらも、燃焼速度が遅く、またガス発生剤成型体の強度が十分でないために従来ガス発生器に用いることができなかったガス発生剤組成物に対して、その欠点を解消することにある。
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ガス発生剤組成物にシラン化合物他の特定の物質を含有させることで、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００４】
すなわち、本発明は、
（１）ガス発生剤組成物が、含窒素有機化合物、無機酸化剤、添加剤及びシラン化合物を含有するガス発生剤組成物、
（２）前記無機酸化剤が、相安定化硝酸アンモニウム、過塩素酸アンモニウム、塩基性硝酸銅、アルカリ金属の硝酸塩、過塩素酸塩又は塩素酸塩、及びアルカリ土類金属の硝酸塩、過塩素酸塩又は塩素酸塩からなる群より選ばれる１種又は２種以上である（１）に記載のガス発生剤組成物、
（３）前記無機酸化剤が、相安定化硝酸アンモニウム、硝酸ストロンチウム、塩基性硝酸銅及び硝酸カリウムからなる群より選ばれる１種又は２種以上である（１）または（２）に記載のガス発生剤組成物、
（４）前記含窒素有機化合物が、テトラゾール類及びグアニジン誘導体からなる群より選ばれる１種又は２種以上である（１）から（３）のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物、
（５）前記含窒素有機化合物が、５−アミノテトラゾール、ビテトラゾールのアンモニウム塩、ニトログアニジン及び硝酸グアニジンからなる群より選ばれる１種又は２種以上である（１）から（４）のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物、
（６）前記含窒素有機化合物が、５−アミノテトラゾール、ビテトラゾールのアンモニウム塩、ニトログアニジン及び硝酸グアニジンからなる群より選ばれる１種又は２種以上であり、前記無機酸化剤が、相安定化硝酸アンモニウム、硝酸ストロンチウム及び硝酸カリウムからなる群より選ばれる１種又は２種以上である（１）から（５）のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物、
（７）前記添加剤が、窒化珪素、炭化珪素、二酸化珪素、タルク、クレー、アルミナ及び三酸化モリブデンからなる群より選ばれる１種又は２種以上である特徴とする（１）から（６）のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物、
（８）前記添加剤が、バインダーである（１）から（７）のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物
（９）前記シラン化合物の含有量が、０．１〜１５重量％である（１）から（８）のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物、
（１０）前記シラン化合物が、水に安定して溶解する性質を持つことを特徴とする（１）から（９）のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物、
（１１）前記シラン化合物が、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン又はビニルトリス（βメトキシエトキシ）シランである（１）から（１０）のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物、
（１２）
・ ５−アミノテトラゾール１０〜３０重量％
・ 硝酸グアニジン１０〜３０重量％
・ 硝酸ストロンチウム３０〜６０重量％
・ 硝酸カリウム０〜１２重量％
・ 窒化珪素１〜５重量％
・ シラン化合物０．５〜１０重量％
の組成からなるガス発生剤組成物、
（１３）
・ ニトログアニジン２０〜５０重量％
・ 硝酸グアニジン５〜３０重量％
・ 硝酸ストロンチウム２０〜５０重量％
・ 硝酸カリウム０〜１２重量％
・ 窒化珪素１〜５重量％
・ シラン化合物０．５〜１０重量％
の組成からなるガス発生剤組成物、
（１４）
・ ニトログアニジン３０〜６０重量％
・ 相安定化硝酸アンモニウム１０〜４５重量％
・ 硝酸ストロンチウム１０〜４５重量％
・ 硝酸カリウム０〜１２重量％
・ 合成ヒドロタルサイト０．５〜１０重量％
・ シラン化合物０．５〜１０重量％
の組成からなるガス発生剤組成物、
（１５）
・ ビテトラゾール二アンモニウム塩１０〜３５重量％
・ 相安定化硝酸アンモニウム２０〜６０重量％
・ 硝酸ストロンチウム１０〜３５重量％
・ 合成ヒドロタルサイト０．５〜１０重量％
・ シラン化合物０．５〜１０重量％
の組成からなるガス発生剤組成物、
に関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明のガス発生剤組成物は、シラン化合物他を含有することで、燃焼速度が増加し、また、ガス発生剤成形体としての強度が高くなる。このうちシラン化合物は従来、カップリング剤として用いられており、例えば、特開平８−２０７６９５に、含窒素有機化合物の分解を誘起する成分を含有する場合、カップリング剤によりあらかじめ表面処理を施し、物理的に両者が接触しないようにして耐熱性を保持するガス発生剤組成物が開示されている。
これは、シランカップリング剤が、有機化合物、無機化合物と化学結合しやすいといった性質を利用したものであるが、本発明のガス発生剤組成物の場合、含窒素有機化合物の分解を誘起する成分を含有しないため、表面処理の工程は必ずしも必要ではない。
【０００６】
本発明のガス発生剤組成物にはシラン化合物他が必須の成分として含有されるが、シラン化合物はガス発生組成物の製造時に含窒素有機化合物や無機酸化剤などの他のガス発生組成物成分が混合されているに中に、噴霧、又は滴下して添加されるのが好ましく、したがってシラン化合物は、噴霧可能である液状が好ましい。また、製造時にはガス発生剤組成物を造粒、又は押出し成型可能な湿状にするため、水又は溶媒を添加する必要となることがある。したがって、特に水に溶解する性質をもつ水溶性のシラン化合物が好ましい。
【０００７】
このようなシラン化合物の具体例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、β−（３、４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等が挙げられるが、水に安定して溶解する性質を持つ、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリス（βメトキシエトキシ）シランが好ましい。
【０００８】
また、シラン化合物は１種を単独で用いてもよいが２種以上のシラン化合物を併用してもよく、シラン化合物の含有量はガス発生剤組成物全体に対して通常０．１から１５重量％、好ましくは、０．５〜１０重量％である。
【０００９】
本発明におけるシラン化合物は、他のガス発生剤組成物成分とはほとんど相溶することがない為、噴霧されたシラン化合物はすぐさまガス発生剤組成物混合粉中に分散され、混合粉の流動性を増加させる。そこに、水、または溶媒を添加、混合すると、さらに均一に各成分が分散され、且つ有機成分と無機成分との結合が開始される。
【００１０】
また、通常のシリコーンとよばれる珪素化合物とは異なり、シラン化合物には、離型効果が無いことも特徴のひとつである。これにより、例えば、打錠成型などを行う場合においても、錠剤の強度を低下させることが無い。シリコーンなどを用いた場合には、ガス発生剤組成物粒子の界面にシリコーンが入り込み、離型効果を発揮するため、逆に錠剤の強度は低下する。この離型効果は、シリコーンがポリマーであるということに加え、珪素原子にメチル基が多数導入されているものほどその効果は大きい。したがって、本発明シラン化合物は、珪素原子に結合したメチル基が少ないほどよく、珪素原子１個当りに結合したメチル基の個数は好ましくは３個以下、より好ましくは２個以下、さらに好ましくは１個以下である。
【００１１】
本発明において用いられる含窒素有機化合物は、テトラゾール類、グアニジン誘導体が好ましく、用いうるテトラゾール類の具体例としては、５−アミノテトラゾール、アミノテトラゾールの金属塩、ビテトラゾール、ビテトラゾール金属塩、ビテトラゾールのアンモニウム塩が挙げられる。また、用いうるグアニジン誘導体の具体例としては、ニトログアニジン、硝酸グアニジン、トリアミノグアニジン、ジシアンジアミドを挙げることができる。本発明のガス発生剤組成物においては、これらの含窒素有機化合物を１種又は２種以上用いることができる。これらのうち、５−アミノテトラゾール、ニトログアニジン、ビテトラゾールのアンモニウム塩または硝酸グアニジンが好ましい。このうち、ニトログアニジン、硝酸グアニジンは、単独でガス発生剤に用いた場合、非常に遅い燃焼速度を示す。含窒素有機化合物の５０％粒径は、大きすぎるとガス発生剤成形体とした場合の強度が低下し、また、小さすぎると粉砕に多大なコストを必要とするため、５〜８０μmが好ましく、さらに好ましくは、１０〜５０μmである。なお、本明細書において５０％粒径とは個数基準５０％平均粒径を示すものである。含窒素有機化合物の使用量は用いられる無機酸化剤との酸素バランスなどによって決定されるが、ガス発生剤組成物中、通常３〜９７重量％である。
【００１２】
本発明において用いられる無機酸化剤は、当該分野で広く用いられているものであればいずれのものも使用できる。具体的には、相安定化硝酸アンモニウム、過塩素酸アンモニウム、塩基性硝酸銅、アルカリ金属の硝酸塩、過塩素酸塩又は塩素酸塩、及びアルカリ土類金属の硝酸塩、過塩素酸塩又は塩素酸塩からなる群より選ばれる１種又は２種以上を含有することが好ましく、特に、相安定化硝酸アンモニウム、硝酸ストロンチウム、塩基性硝酸銅及び硝酸カリウムからなる群から選ばれる１種又は２種以上よりなることが好ましい。無機酸化剤の粒径は、大きすぎるとガス発生剤成形体とした場合の強度が低下し、また、小さすぎると粉砕に多大なコストを必要とするため、５０％粒径が５〜８０μmのものが好ましく、５０％粒径が１０〜５０μmであるものはさらに好ましい。無機酸化剤の使用量は用いられる含窒素有機化合物との酸素バランスなどによって決定されるが、ガス発生剤組成物中、通常３〜９７重量％である。
【００１３】
本発明において用いる添加剤としては、通常ガス発生剤に用いられる各種の添加剤が採用でき、例えば、スラグ形成剤、オートイグニッション剤やバインダーなどが挙げられ、これらを１種を単独でまたは２種以上を併用して添加剤として用いることができる。
【００１４】
また、ガス発生剤組成物に含まれる成分のいずれをも分解するような添加物を加えない方が好ましい。
【００１５】
本発明において用いることができるスラグ形成剤として、窒化珪素、炭化珪素、二酸化珪素、タルク、クレー、アルミナ等が挙げられ、オートイグニッション剤としては三酸化モリブデン等が挙げられる。これらスラグ形成剤、オートイグニッション剤の含有量はそれぞれ、通常０．１〜１０重量％であり、好ましくは０．５〜５重量％である。これより少ない場合には、添加剤の効果が十分発揮されないおそれがあり、また、多すぎる場合には、ガス発生剤のガス発生量を低下させるおそれがある。
【００１６】
本発明において用いることができるバインダーとしては、合成ヒドロタルサイト、グアガム、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース等が挙げられる。バインダーの含有量は、好ましくは、０．５〜１０重量％であり、さらに好ましくは、１〜８重量％である。これより少ない場合には、バインダーの効果が十分発揮されないおそれがあり、また、多すぎる場合には、ガス発生剤のガス発生量を低下させるおそれがある。
【００１７】
本発明のガス発生剤組成物の各成分の組成比は、含窒素有機化合物、無機酸化剤、添加剤、バインダー、シラン化合物が完全に燃焼しうる化学量論量（酸素バランス０）付近が好ましいが、ガス発生器の燃焼条件によっては、酸素バランスを変更してもよい。
【００１８】
また、本発明のガス発生剤組成物は、例えば、粉状、顆粒状、球状、円柱状、単孔円筒状、多孔円筒状等のいずれの形態をとってもよく、特に限定されるものではない。
【００１９】
本発明のガス発生剤組成物の製造方法例を説明する。含窒素有機化合物、無機酸化剤、添加剤は、Ｖ型混合機、またはボールミルによって混合される。ここに、シラン化合物を噴霧し、さらに水、又は溶媒も噴霧しながら混合し、湿状の薬塊を得る。また、あらかじめシラン化合物を水、または溶媒と混合してから噴霧してもよい。この時、含窒素有機化合物、無機酸化剤にはシラン化合物が化学結合を起こし、両者を結合する力が増加する。この後、造粒を行い、乾燥させると強固な顆粒が得られる。これを打錠し、ガス発生剤成型体としてもよい。また、湿状の薬塊をそのまま押出し成型機により、押し出し成型してもよい。いずれの場合も、ガス発生剤成型後、１００℃前後の温度で乾燥させることによって、強固なガス発生剤成型体が得られる。
【００２０】
なお、本発明のガス発生剤組成物の製造においては、先に、含窒素有機化合物または無機酸化剤のいずれか一方または双方とシラン化合物を混合し、必要なら含窒素有機化合物または無機酸化剤の少なくとも一方の表面をシラン化合物でコーティングすることも可能であるが、表面全域をコーティングしておく必要はない。通常はコーティングを施さなくても本発明における効果は十分に得られる。
【００２１】
次に、本発明の好ましい組み合わせの具体例について説明する。本発明のガス発生剤組成物において、含窒素有機化合物に５−アミノテトラゾール及び硝酸グアニジン、無機酸化剤に硝酸ストロンチウム、硝酸カリウム、スラグ形成剤としての添加剤に窒化珪素、シラン化合物を用いて組み合わせた例が挙げられ、これにさらに１２重量％以下の硝酸カリウムを用いることも好ましい。これらの含有率については、５−アミノテトラゾール１０〜３０重量％、硝酸グアニジン１０〜３０重量％、硝酸ストロンチウム３０〜６０重量％、硝酸カリウム０〜１２重量％、窒化珪素０．５〜５重量％、シラン化合物０．５〜１０重量％が好ましい。
【００２２】
さらに、別の好ましい組み合わせとして、含窒素有機化合物にニトログアニジン及び硝酸グアニジン、無機酸化剤に硝酸ストロンチウム、スラグ形成剤としての添加剤に窒化珪素、シラン化合物を用いて組み合わせた例が挙げられ、これにさらに１２重量％以下の硝酸カリウムを用いることも好ましい。これらの含有率については、ニトログアニジン２０〜５０重量％、硝酸グアニジン５〜３０重量％、硝酸ストロンチウム２０〜５０重量％、硝酸カリウム１２重量％以下、窒化珪素０．５〜５重量％、シラン化合物０．５〜１０重量％が好ましい。
【００２３】
さらに、別の好ましい組み合わせとして、含窒素有機化合物にニトログアニジン、無機酸化剤に相安定化硝酸アンモニウム、硝酸ストロンチウム、シラン化合物を用いて組み合わせた例が挙げられ、これにさらに１２重量％以下の硝酸カリウムを用いることも好ましい。これらの含有率については、ニトログアニジン３０〜６０重量％、相安定化硝酸アンモニウム１０〜４５重量％、硝酸ストロンチウム１０〜４５重量％、硝酸カリウム０〜１２重量％以下、合成ヒドロタルサイト０．５〜１０重量％、シラン化合物０．５〜１０重量％が好ましい。
【００２４】
さらに、別の好ましい組み合わせとして、含窒素有機化合物にビテトラゾール二アンモニウム塩、無機酸化剤に相安定化硝酸アンモニウム、硝酸ストロンチウム、シラン化合物を用いて組み合わせた例が好ましい。これらの含有率については、ビテトラゾール二アンモニウム塩１０〜３５重量％、相安定化硝酸アンモニウム２０〜６０重量％、硝酸ストロンチウム１０〜３５重量％、合成ヒドロタルサイト０．５〜１０重量％、シラン化合物０．５〜１０重量％が好ましい。
【００２５】
ニトログアニジンや硝酸グアニジンは低エネルギーであるがゆえに、その含有量が増加するのに応じて、燃焼速度が低下する傾向があるものの、ガス発生量は増加する利点がある。これらガス発生剤組成物に、シラン化合物を添加することで、燃焼速度が増加し、また、ガス発生剤成型体の強度は大きなものとなる。また、硝酸カリウムは、ガス発生剤の燃焼速度を増加させ、また、ガス発生剤燃焼後の生成ガス中におけるＣＯやＮＯｘを減少させる効果がある。しかし、硝酸カリウムの含有量が多すぎると、燃焼後の生成物に、カリウムを含んだミストを多量に放出するため好ましくない。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。
【００２７】
実施例１
含窒素有機化合物として５−アミノテトラゾール：２０．８重量％（５０％粒径：１５μｍ）、および硝酸グアニジン：２０．７重量％（５０％粒径：２０μｍ）、無機酸化剤として硝酸ストロンチウム：４４．５重量％（５０％粒径：１３μｍ）、及び硝酸カリウム：７．５重量％（５０％粒径：３０μｍ）、スラグ形成剤として窒化珪素：２．５重量％（５０％粒径：５μｍ）をＶ型混合機により乾式混合した。次に、シラン化合物としてＮ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン：４．０重量％、また、ガス発生剤組成物全量に対して、１０重量％の水を噴霧しながら混合し、その後湿式造粒を行い、粒径１ｍｍ以下の顆粒状にした。この顆粒を加熱乾燥した後、回転式打錠機でプレス成形して、その後、１００℃で１５時間乾燥させ、直径５ｍｍ、高さ１．５ｍｍ、の本発明のガス発生剤組成物の錠剤を得た。
この錠剤１０ｇを１リットルのステンレス容器中でＢ／ＫＮＯ３点火具を用いて着火燃焼させ、発生圧力の時間変化を測定した。また、モンサント硬度計を用いて、錠剤の直径方向の硬度を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００２８】
実施例２
含窒素有機化合物としてニトログアニジン：４１．９重量％（５０％粒径：１０μｍ）、および硝酸グアニジン：１０．０重量％（５０％粒径：２０μｍ）、無機酸化剤として硝酸ストロンチウム：３６．９重量％（５０％粒径：１３μｍ）、及び硝酸カリウム：４．７重量％（５０％粒径：３０μｍ）、スラグ形成剤として窒化珪素：２．５重量％（５０％粒径：５μｍ）をＶ型混合機により乾式混合した。次にシラン化合物としてＮ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン：４．０重量％、また、ガス発生剤組成物全量に対して、８．０重量％の水を噴霧しながら混合し、その後湿式造粒を行い、粒径１ｍｍ以下の顆粒状にした。この顆粒を加熱乾燥した後、回転式打錠機でプレス成形して、その後、１００℃で１５時間乾燥させ、直径４ｍｍ、高さ１．５ｍｍ、の本発明のガス発生剤組成物の錠剤を得た。
この錠剤１０ｇを１リットルのステンレス容器中でＢ／ＫＮＯ３点火具を用いて着火燃焼させ、発生圧力の時間変化を測定した。また、モンサント硬度計を用いて、錠剤の直径方向の硬度を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００２９】
実施例３
含窒素有機化合物としてニトログアニジン：４３．４重量％（５０％粒径：１０μｍ）、無機酸化剤として相安定化硝酸アンモニウム：１９．９重量％（５０％粒径：３０μｍ、硝酸カリウムを１５重量％含有）、硝酸ストロンチウム：２７．７重量％（５０％粒径：１３μｍ）、合成ヒドロタルサイト：４．０重量％（５０％粒径：１０μｍ）をＶ型混合機により乾式混合した。次に、シラン化合物としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン：５．０重量％、また、ガス発生剤組成物全量に対して、１０．０重量％の水を噴霧しながら混合し、その後湿式造粒を行い、粒径１ｍｍ以下の顆粒状にした。この顆粒を加熱乾燥した後、回転式打錠機でプレス成形して、その後、１００℃で１５時間乾燥させ、直径４ｍｍ、高さ１．５ｍｍ、の本発明のガス発生剤組成物の錠剤を得た。
この錠剤１０ｇを１リットルのステンレス容器中でＢ／ＫＮＯ３点火具を用いて着火燃焼させ、発生圧力の時間変化を測定した。また、モンサント硬度計を用いて、錠剤の直径方向の硬度を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００３０】
実施例４
含窒素有機化合物としてビテトラゾール二アンモニウム塩：２４．１重量％（５０％粒径：２０μｍ）、無機酸化剤として相安定化硝酸アンモニウム：４９．８重量％（５０％粒径：３０μｍ、硝酸カリウムを１５重量％含有）硝酸ストロンチウム：２０．１重量％（５０％粒径：１３μｍ）、バインダーとして合成ヒドロタルサイト：３．０重量％（５０％粒径：１０μｍ）をＶ型混合機により乾式混合した。次にシラン化合物としてＮ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン：３．０重量％、また、ガス発生剤組成物全量に対して、４．０重量％の水を噴霧しながら混合し、その後湿式造粒を行い、粒径１ｍｍ以下の顆粒状にした。この顆粒を加熱乾燥した後、回転式打錠機でプレス成形して、その後、１００℃で１５時間乾燥させ、直径４ｍｍ、高さ１．５ｍｍ、の本発明のガス発生剤組成物の錠剤を得た。
この錠剤１０ｇを１リットルのステンレス容器中でＢ／ＫＮＯ３点火具を用いて着火燃焼させ、発生圧力の時間変化を測定した。また、モンサント硬度計を用いて、錠剤の直径方向の硬度を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００３１】
比較例１〜４
実施例１〜４に対して、シラン化合物を添加しない他は実施例１〜４における各組成と同じ組成比で、それらと同様にして、ガス発生剤錠剤を得た（順に比較例１〜４）。
この錠剤１０ｇを１リットルのステンレス容器中でＢ／ＫＮＯ３点火具を用いて着火燃焼させ、発生圧力の時間変化を測定した。また、モンサント硬度計を用いて、錠剤の直径方向の硬度を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００３２】
【００３３】
表１から明らかなように、シラン化合物を含有しない場合は、燃焼速度（ｔＰｍａｘ）の値が、含有する場合に比較して大きくなっており、燃焼速度が遅いことを示しており、このままでは実用に供し得ない。また、ガス発生剤が着火するまでの時間も、シラン化合物を含有しない組成物は、これを含有する組成物に比較して、長くなっている。ここで、着火時間とは、着火具に電流を流してから、圧力が立ち上がるまでの時間を指し、ｔＰｍａｘは、圧力が立ち上がってから、最高圧に達するまでの時間を指し、Ｐｍａｘは、最高圧力を示す。また、ガス発生剤錠剤の硬度も、シラン化合物を含有しない場合は、硬度の値が、これを含有する場合に比較して小さくなっており、十分な強度を有していないことがわかる。
【００３４】
【発明の効果】
従来、実用に供し得ないほど燃焼速度が遅く、また、十分な成型体強度を持たないガス発生剤組成物においても、シラン化合物を含有せしめることにより、燃焼速度が増加し、成型体強度が大きくすることができた。
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用エアバック又はプリテンショナーに有用なガス発生剤組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年エアバッグ用ガス発生剤としては、これまで用いられてきたアジ化金属化合物に代わり、含窒素有機化合物を燃料成分とし、これと無機酸化剤が組み合わされた非アジド系ガス発生剤が提案されている。これらガス発生剤には適切な燃焼速度が要求され、燃焼速度が遅すぎる場合には、エアバックを十分な速度で展開することができず、また、速すぎる場合にはガスの発生が急速すぎ、最悪の場合、ガス発生器が破壊されるおそれがある。
さらに、ガス発生剤組成物は、製造時の安全性が必要とされる。燃焼速度の速いガス発生剤組成物は、製造時に発火が起こった場合、物的、人的被害は大きいものと予想され、感度や威力は比較的高い。したがって、ガス発生剤組成物の原料としては、低感度のものが好ましいが、低感度のものは、燃焼速度が遅い、圧力指数が高いといった好ましくない特性を示す。
また、ガス発生剤組成物の成形体は十分な強度を有していなければならない。強度が十分でないと、自動車に取り付けられた後、振動等でガス発生剤成形体が次第に崩れてゆき、所望の燃焼特性を示さなくなり、最悪の場合、ガス発生器が破壊されるおそれがある。
近年提案されている非アジド系ガス発生剤としては、ガス発生剤組成物とした場合の感度が低く、また、燃焼により生成するガス量が多いものが望まれている。
例えば、特開平１１−２９２６７８のように、含窒素有機化合物としてグアニジン誘導体、酸化剤として相安定化硝酸アンモニウム、圧力指数調整剤、爆ごう抑制剤として珪素化合物をそれぞれ含有するガス発生剤組成物が開示されている。しかし、この組成物は、燃焼速度がかなり遅く、ガス発生器で適切な燃焼特性を得ようとした場合、高圧下で燃焼させる必要が生じるために、ガス発生器は強固で重いものとなり、ガス発生器に求められる、小型化、軽量化といった目的に反するものとなる。
このように、グアニジン誘導体や相安定化硝酸アンモニウムをガス発生剤組成物の全部、あるいは一部に用いた場合、著しい燃焼速度の低下を招き、良好な燃焼特性を有するガス発生剤組成物を得ることができない。また、特に、ニトログアニジンを用いた場合、ニトログアニジンが針状結晶であるため、ガス発生剤成形体とした場合の強度が十分でないといった問題も発生する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、感度が低い、ガス発生量が多いといった利点を有しながらも、燃焼速度が遅く、またガス発生剤成型体の強度が十分でないために従来ガス発生器に用いることができなかったガス発生剤組成物に対して、その欠点を解消することにある。
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ガス発生剤組成物にシラン化合物他の特定の物質を含有させることで、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００４】
すなわち、本発明は、
（１）ガス発生剤組成物が、含窒素有機化合物、無機酸化剤、添加剤及びシラン化合物を含有するガス発生剤組成物、
（２）前記無機酸化剤が、相安定化硝酸アンモニウム、過塩素酸アンモニウム、塩基性硝酸銅、アルカリ金属の硝酸塩、過塩素酸塩又は塩素酸塩、及びアルカリ土類金属の硝酸塩、過塩素酸塩又は塩素酸塩からなる群より選ばれる１種又は２種以上である（１）に記載のガス発生剤組成物、
（３）前記無機酸化剤が、相安定化硝酸アンモニウム、硝酸ストロンチウム、塩基性硝酸銅及び硝酸カリウムからなる群より選ばれる１種又は２種以上である（１）または（２）に記載のガス発生剤組成物、
（４）前記含窒素有機化合物が、テトラゾール類及びグアニジン誘導体からなる群より選ばれる１種又は２種以上である（１）から（３）のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物、
（５）前記含窒素有機化合物が、５−アミノテトラゾール、ビテトラゾールのアンモニウム塩、ニトログアニジン及び硝酸グアニジンからなる群より選ばれる１種又は２種以上である（１）から（４）のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物、
（６）前記含窒素有機化合物が、５−アミノテトラゾール、ビテトラゾールのアンモニウム塩、ニトログアニジン及び硝酸グアニジンからなる群より選ばれる１種又は２種以上であり、前記無機酸化剤が、相安定化硝酸アンモニウム、硝酸ストロンチウム及び硝酸カリウムからなる群より選ばれる１種又は２種以上である（１）から（５）のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物、
（７）前記添加剤が、窒化珪素、炭化珪素、二酸化珪素、タルク、クレー、アルミナ及び三酸化モリブデンからなる群より選ばれる１種又は２種以上である特徴とする（１）から（６）のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物、
（８）前記添加剤が、バインダーである（１）から（７）のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物
（９）前記シラン化合物の含有量が、０．１〜１５重量％である（１）から（８）のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物、
（１０）前記シラン化合物が、水に安定して溶解する性質を持つことを特徴とする（１）から（９）のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物、
（１１）前記シラン化合物が、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン又はビニルトリス（βメトキシエトキシ）シランである（１）から（１０）のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物、
（１２）
・ ５−アミノテトラゾール１０〜３０重量％
・ 硝酸グアニジン１０〜３０重量％
・ 硝酸ストロンチウム３０〜６０重量％
・ 硝酸カリウム０〜１２重量％
・ 窒化珪素１〜５重量％
・ シラン化合物０．５〜１０重量％
の組成からなるガス発生剤組成物、
（１３）
・ ニトログアニジン２０〜５０重量％
・ 硝酸グアニジン５〜３０重量％
・ 硝酸ストロンチウム２０〜５０重量％
・ 硝酸カリウム０〜１２重量％
・ 窒化珪素１〜５重量％
・ シラン化合物０．５〜１０重量％
の組成からなるガス発生剤組成物、
（１４）
・ ニトログアニジン３０〜６０重量％
・ 相安定化硝酸アンモニウム１０〜４５重量％
・ 硝酸ストロンチウム１０〜４５重量％
・ 硝酸カリウム０〜１２重量％
・ 合成ヒドロタルサイト０．５〜１０重量％
・ シラン化合物０．５〜１０重量％
の組成からなるガス発生剤組成物、
（１５）
・ ビテトラゾール二アンモニウム塩１０〜３５重量％
・ 相安定化硝酸アンモニウム２０〜６０重量％
・ 硝酸ストロンチウム１０〜３５重量％
・ 合成ヒドロタルサイト０．５〜１０重量％
・ シラン化合物０．５〜１０重量％
の組成からなるガス発生剤組成物、
に関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明のガス発生剤組成物は、シラン化合物他を含有することで、燃焼速度が増加し、また、ガス発生剤成形体としての強度が高くなる。このうちシラン化合物は従来、カップリング剤として用いられており、例えば、特開平８−２０７６９５に、含窒素有機化合物の分解を誘起する成分を含有する場合、カップリング剤によりあらかじめ表面処理を施し、物理的に両者が接触しないようにして耐熱性を保持するガス発生剤組成物が開示されている。
これは、シランカップリング剤が、有機化合物、無機化合物と化学結合しやすいといった性質を利用したものであるが、本発明のガス発生剤組成物の場合、含窒素有機化合物の分解を誘起する成分を含有しないため、表面処理の工程は必ずしも必要ではない。
【０００６】
本発明のガス発生剤組成物にはシラン化合物他が必須の成分として含有されるが、シラン化合物はガス発生組成物の製造時に含窒素有機化合物や無機酸化剤などの他のガス発生組成物成分が混合されているに中に、噴霧、又は滴下して添加されるのが好ましく、したがってシラン化合物は、噴霧可能である液状が好ましい。また、製造時にはガス発生剤組成物を造粒、又は押出し成型可能な湿状にするため、水又は溶媒を添加する必要となることがある。したがって、特に水に溶解する性質をもつ水溶性のシラン化合物が好ましい。
【０００７】
このようなシラン化合物の具体例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、β−（３、４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等が挙げられるが、水に安定して溶解する性質を持つ、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリス（βメトキシエトキシ）シランが好ましい。
【０００８】
また、シラン化合物は１種を単独で用いてもよいが２種以上のシラン化合物を併用してもよく、シラン化合物の含有量はガス発生剤組成物全体に対して通常０．１から１５重量％、好ましくは、０．５〜１０重量％である。
【０００９】
本発明におけるシラン化合物は、他のガス発生剤組成物成分とはほとんど相溶することがない為、噴霧されたシラン化合物はすぐさまガス発生剤組成物混合粉中に分散され、混合粉の流動性を増加させる。そこに、水、または溶媒を添加、混合すると、さらに均一に各成分が分散され、且つ有機成分と無機成分との結合が開始される。
【００１０】
また、通常のシリコーンとよばれる珪素化合物とは異なり、シラン化合物には、離型効果が無いことも特徴のひとつである。これにより、例えば、打錠成型などを行う場合においても、錠剤の強度を低下させることが無い。シリコーンなどを用いた場合には、ガス発生剤組成物粒子の界面にシリコーンが入り込み、離型効果を発揮するため、逆に錠剤の強度は低下する。この離型効果は、シリコーンがポリマーであるということに加え、珪素原子にメチル基が多数導入されているものほどその効果は大きい。したがって、本発明シラン化合物は、珪素原子に結合したメチル基が少ないほどよく、珪素原子１個当りに結合したメチル基の個数は好ましくは３個以下、より好ましくは２個以下、さらに好ましくは１個以下である。
【００１１】
本発明において用いられる含窒素有機化合物は、テトラゾール類、グアニジン誘導体が好ましく、用いうるテトラゾール類の具体例としては、５−アミノテトラゾール、アミノテトラゾールの金属塩、ビテトラゾール、ビテトラゾール金属塩、ビテトラゾールのアンモニウム塩が挙げられる。また、用いうるグアニジン誘導体の具体例としては、ニトログアニジン、硝酸グアニジン、トリアミノグアニジン、ジシアンジアミドを挙げることができる。本発明のガス発生剤組成物においては、これらの含窒素有機化合物を１種又は２種以上用いることができる。これらのうち、５−アミノテトラゾール、ニトログアニジン、ビテトラゾールのアンモニウム塩または硝酸グアニジンが好ましい。このうち、ニトログアニジン、硝酸グアニジンは、単独でガス発生剤に用いた場合、非常に遅い燃焼速度を示す。含窒素有機化合物の５０％粒径は、大きすぎるとガス発生剤成形体とした場合の強度が低下し、また、小さすぎると粉砕に多大なコストを必要とするため、５〜８０μmが好ましく、さらに好ましくは、１０〜５０μmである。なお、本明細書において５０％粒径とは個数基準５０％平均粒径を示すものである。含窒素有機化合物の使用量は用いられる無機酸化剤との酸素バランスなどによって決定されるが、ガス発生剤組成物中、通常３〜９７重量％である。
【００１２】
本発明において用いられる無機酸化剤は、当該分野で広く用いられているものであればいずれのものも使用できる。具体的には、相安定化硝酸アンモニウム、過塩素酸アンモニウム、塩基性硝酸銅、アルカリ金属の硝酸塩、過塩素酸塩又は塩素酸塩、及びアルカリ土類金属の硝酸塩、過塩素酸塩又は塩素酸塩からなる群より選ばれる１種又は２種以上を含有することが好ましく、特に、相安定化硝酸アンモニウム、硝酸ストロンチウム、塩基性硝酸銅及び硝酸カリウムからなる群から選ばれる１種又は２種以上よりなることが好ましい。無機酸化剤の粒径は、大きすぎるとガス発生剤成形体とした場合の強度が低下し、また、小さすぎると粉砕に多大なコストを必要とするため、５０％粒径が５〜８０μmのものが好ましく、５０％粒径が１０〜５０μmであるものはさらに好ましい。無機酸化剤の使用量は用いられる含窒素有機化合物との酸素バランスなどによって決定されるが、ガス発生剤組成物中、通常３〜９７重量％である。
【００１３】
本発明において用いる添加剤としては、通常ガス発生剤に用いられる各種の添加剤が採用でき、例えば、スラグ形成剤、オートイグニッション剤やバインダーなどが挙げられ、これらを１種を単独でまたは２種以上を併用して添加剤として用いることができる。
【００１４】
また、ガス発生剤組成物に含まれる成分のいずれをも分解するような添加物を加えない方が好ましい。
【００１５】
本発明において用いることができるスラグ形成剤として、窒化珪素、炭化珪素、二酸化珪素、タルク、クレー、アルミナ等が挙げられ、オートイグニッション剤としては三酸化モリブデン等が挙げられる。これらスラグ形成剤、オートイグニッション剤の含有量はそれぞれ、通常０．１〜１０重量％であり、好ましくは０．５〜５重量％である。これより少ない場合には、添加剤の効果が十分発揮されないおそれがあり、また、多すぎる場合には、ガス発生剤のガス発生量を低下させるおそれがある。
【００１６】
本発明において用いることができるバインダーとしては、合成ヒドロタルサイト、グアガム、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース等が挙げられる。バインダーの含有量は、好ましくは、０．５〜１０重量％であり、さらに好ましくは、１〜８重量％である。これより少ない場合には、バインダーの効果が十分発揮されないおそれがあり、また、多すぎる場合には、ガス発生剤のガス発生量を低下させるおそれがある。
【００１７】
本発明のガス発生剤組成物の各成分の組成比は、含窒素有機化合物、無機酸化剤、添加剤、バインダー、シラン化合物が完全に燃焼しうる化学量論量（酸素バランス０）付近が好ましいが、ガス発生器の燃焼条件によっては、酸素バランスを変更してもよい。
【００１８】
また、本発明のガス発生剤組成物は、例えば、粉状、顆粒状、球状、円柱状、単孔円筒状、多孔円筒状等のいずれの形態をとってもよく、特に限定されるものではない。
【００１９】
本発明のガス発生剤組成物の製造方法例を説明する。含窒素有機化合物、無機酸化剤、添加剤は、Ｖ型混合機、またはボールミルによって混合される。ここに、シラン化合物を噴霧し、さらに水、又は溶媒も噴霧しながら混合し、湿状の薬塊を得る。また、あらかじめシラン化合物を水、または溶媒と混合してから噴霧してもよい。この時、含窒素有機化合物、無機酸化剤にはシラン化合物が化学結合を起こし、両者を結合する力が増加する。この後、造粒を行い、乾燥させると強固な顆粒が得られる。これを打錠し、ガス発生剤成型体としてもよい。また、湿状の薬塊をそのまま押出し成型機により、押し出し成型してもよい。いずれの場合も、ガス発生剤成型後、１００℃前後の温度で乾燥させることによって、強固なガス発生剤成型体が得られる。
【００２０】
なお、本発明のガス発生剤組成物の製造においては、先に、含窒素有機化合物または無機酸化剤のいずれか一方または双方とシラン化合物を混合し、必要なら含窒素有機化合物または無機酸化剤の少なくとも一方の表面をシラン化合物でコーティングすることも可能であるが、表面全域をコーティングしておく必要はない。通常はコーティングを施さなくても本発明における効果は十分に得られる。
【００２１】
次に、本発明の好ましい組み合わせの具体例について説明する。本発明のガス発生剤組成物において、含窒素有機化合物に５−アミノテトラゾール及び硝酸グアニジン、無機酸化剤に硝酸ストロンチウム、硝酸カリウム、スラグ形成剤としての添加剤に窒化珪素、シラン化合物を用いて組み合わせた例が挙げられ、これにさらに１２重量％以下の硝酸カリウムを用いることも好ましい。これらの含有率については、５−アミノテトラゾール１０〜３０重量％、硝酸グアニジン１０〜３０重量％、硝酸ストロンチウム３０〜６０重量％、硝酸カリウム０〜１２重量％、窒化珪素０．５〜５重量％、シラン化合物０．５〜１０重量％が好ましい。
【００２２】
さらに、別の好ましい組み合わせとして、含窒素有機化合物にニトログアニジン及び硝酸グアニジン、無機酸化剤に硝酸ストロンチウム、スラグ形成剤としての添加剤に窒化珪素、シラン化合物を用いて組み合わせた例が挙げられ、これにさらに１２重量％以下の硝酸カリウムを用いることも好ましい。これらの含有率については、ニトログアニジン２０〜５０重量％、硝酸グアニジン５〜３０重量％、硝酸ストロンチウム２０〜５０重量％、硝酸カリウム１２重量％以下、窒化珪素０．５〜５重量％、シラン化合物０．５〜１０重量％が好ましい。
【００２３】
さらに、別の好ましい組み合わせとして、含窒素有機化合物にニトログアニジン、無機酸化剤に相安定化硝酸アンモニウム、硝酸ストロンチウム、シラン化合物を用いて組み合わせた例が挙げられ、これにさらに１２重量％以下の硝酸カリウムを用いることも好ましい。これらの含有率については、ニトログアニジン３０〜６０重量％、相安定化硝酸アンモニウム１０〜４５重量％、硝酸ストロンチウム１０〜４５重量％、硝酸カリウム０〜１２重量％以下、合成ヒドロタルサイト０．５〜１０重量％、シラン化合物０．５〜１０重量％が好ましい。
【００２４】
さらに、別の好ましい組み合わせとして、含窒素有機化合物にビテトラゾール二アンモニウム塩、無機酸化剤に相安定化硝酸アンモニウム、硝酸ストロンチウム、シラン化合物を用いて組み合わせた例が好ましい。これらの含有率については、ビテトラゾール二アンモニウム塩１０〜３５重量％、相安定化硝酸アンモニウム２０〜６０重量％、硝酸ストロンチウム１０〜３５重量％、合成ヒドロタルサイト０．５〜１０重量％、シラン化合物０．５〜１０重量％が好ましい。
【００２５】
ニトログアニジンや硝酸グアニジンは低エネルギーであるがゆえに、その含有量が増加するのに応じて、燃焼速度が低下する傾向があるものの、ガス発生量は増加する利点がある。これらガス発生剤組成物に、シラン化合物を添加することで、燃焼速度が増加し、また、ガス発生剤成型体の強度は大きなものとなる。また、硝酸カリウムは、ガス発生剤の燃焼速度を増加させ、また、ガス発生剤燃焼後の生成ガス中におけるＣＯやＮＯｘを減少させる効果がある。しかし、硝酸カリウムの含有量が多すぎると、燃焼後の生成物に、カリウムを含んだミストを多量に放出するため好ましくない。
【００２６】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明する。
【００２７】
実施例１
含窒素有機化合物として５−アミノテトラゾール：２０．８重量％（５０％粒径：１５μｍ）、および硝酸グアニジン：２０．７重量％（５０％粒径：２０μｍ）、無機酸化剤として硝酸ストロンチウム：４４．５重量％（５０％粒径：１３μｍ）、及び硝酸カリウム：７．５重量％（５０％粒径：３０μｍ）、スラグ形成剤として窒化珪素：２．５重量％（５０％粒径：５μｍ）をＶ型混合機により乾式混合した。次に、シラン化合物としてＮ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン：４．０重量％、また、ガス発生剤組成物全量に対して、１０重量％の水を噴霧しながら混合し、その後湿式造粒を行い、粒径１ｍｍ以下の顆粒状にした。この顆粒を加熱乾燥した後、回転式打錠機でプレス成形して、その後、１００℃で１５時間乾燥させ、直径５ｍｍ、高さ１．５ｍｍ、の本発明のガス発生剤組成物の錠剤を得た。
この錠剤１０ｇを１リットルのステンレス容器中でＢ／ＫＮＯ３点火具を用いて着火燃焼させ、発生圧力の時間変化を測定した。また、モンサント硬度計を用いて、錠剤の直径方向の硬度を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００２８】
実施例２
含窒素有機化合物としてニトログアニジン：４１．９重量％（５０％粒径：１０μｍ）、および硝酸グアニジン：１０．０重量％（５０％粒径：２０μｍ）、無機酸化剤として硝酸ストロンチウム：３６．９重量％（５０％粒径：１３μｍ）、及び硝酸カリウム：４．７重量％（５０％粒径：３０μｍ）、スラグ形成剤として窒化珪素：２．５重量％（５０％粒径：５μｍ）をＶ型混合機により乾式混合した。次にシラン化合物としてＮ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン：４．０重量％、また、ガス発生剤組成物全量に対して、８．０重量％の水を噴霧しながら混合し、その後湿式造粒を行い、粒径１ｍｍ以下の顆粒状にした。この顆粒を加熱乾燥した後、回転式打錠機でプレス成形して、その後、１００℃で１５時間乾燥させ、直径４ｍｍ、高さ１．５ｍｍ、の本発明のガス発生剤組成物の錠剤を得た。
この錠剤１０ｇを１リットルのステンレス容器中でＢ／ＫＮＯ３点火具を用いて着火燃焼させ、発生圧力の時間変化を測定した。また、モンサント硬度計を用いて、錠剤の直径方向の硬度を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００２９】
実施例３
含窒素有機化合物としてニトログアニジン：４３．４重量％（５０％粒径：１０μｍ）、無機酸化剤として相安定化硝酸アンモニウム：１９．９重量％（５０％粒径：３０μｍ、硝酸カリウムを１５重量％含有）、硝酸ストロンチウム：２７．７重量％（５０％粒径：１３μｍ）、合成ヒドロタルサイト：４．０重量％（５０％粒径：１０μｍ）をＶ型混合機により乾式混合した。次に、シラン化合物としてγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン：５．０重量％、また、ガス発生剤組成物全量に対して、１０．０重量％の水を噴霧しながら混合し、その後湿式造粒を行い、粒径１ｍｍ以下の顆粒状にした。この顆粒を加熱乾燥した後、回転式打錠機でプレス成形して、その後、１００℃で１５時間乾燥させ、直径４ｍｍ、高さ１．５ｍｍ、の本発明のガス発生剤組成物の錠剤を得た。
この錠剤１０ｇを１リットルのステンレス容器中でＢ／ＫＮＯ３点火具を用いて着火燃焼させ、発生圧力の時間変化を測定した。また、モンサント硬度計を用いて、錠剤の直径方向の硬度を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００３０】
実施例４
含窒素有機化合物としてビテトラゾール二アンモニウム塩：２４．１重量％（５０％粒径：２０μｍ）、無機酸化剤として相安定化硝酸アンモニウム：４９．８重量％（５０％粒径：３０μｍ、硝酸カリウムを１５重量％含有）硝酸ストロンチウム：２０．１重量％（５０％粒径：１３μｍ）、バインダーとして合成ヒドロタルサイト：３．０重量％（５０％粒径：１０μｍ）をＶ型混合機により乾式混合した。次にシラン化合物としてＮ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン：３．０重量％、また、ガス発生剤組成物全量に対して、４．０重量％の水を噴霧しながら混合し、その後湿式造粒を行い、粒径１ｍｍ以下の顆粒状にした。この顆粒を加熱乾燥した後、回転式打錠機でプレス成形して、その後、１００℃で１５時間乾燥させ、直径４ｍｍ、高さ１．５ｍｍ、の本発明のガス発生剤組成物の錠剤を得た。
この錠剤１０ｇを１リットルのステンレス容器中でＢ／ＫＮＯ３点火具を用いて着火燃焼させ、発生圧力の時間変化を測定した。また、モンサント硬度計を用いて、錠剤の直径方向の硬度を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００３１】
比較例１〜４
実施例１〜４に対して、シラン化合物を添加しない他は実施例１〜４における各組成と同じ組成比で、それらと同様にして、ガス発生剤錠剤を得た（順に比較例１〜４）。
この錠剤１０ｇを１リットルのステンレス容器中でＢ／ＫＮＯ３点火具を用いて着火燃焼させ、発生圧力の時間変化を測定した。また、モンサント硬度計を用いて、錠剤の直径方向の硬度を測定した。これらの結果を表１に示す。
【００３２】
表１から明らかなように、シラン化合物を含有しない場合は、燃焼速度（ｔＰｍａｘ）の値が、含有する場合に比較して大きくなっており、燃焼速度が遅いことを示しており、このままでは実用に供し得ない。また、ガス発生剤が着火するまでの時間も、シラン化合物を含有しない組成物は、これを含有する組成物に比較して、長くなっている。ここで、着火時間とは、着火具に電流を流してから、圧力が立ち上がるまでの時間を指し、ｔＰｍａｘは、圧力が立ち上がってから、最高圧に達するまでの時間を指し、Ｐｍａｘは、最高圧力を示す。また、ガス発生剤錠剤の硬度も、シラン化合物を含有しない場合は、硬度の値が、これを含有する場合に比較して小さくなっており、十分な強度を有していないことがわかる。
【００３４】
【発明の効果】
従来、実用に供し得ないほど燃焼速度が遅く、また、十分な成型体強度を持たないガス発生剤組成物においても、シラン化合物を含有せしめることにより、燃焼速度が増加し、成型体強度が大きくすることができた。
Claims (15)
- ガス発生剤組成物が、含窒素有機化合物、無機酸化剤、添加剤及びシラン化合物を含有するガス発生剤組成物。
- 前記無機酸化剤が、相安定化硝酸アンモニウム、過塩素酸アンモニウム、塩基性硝酸銅、アルカリ金属の硝酸塩、過塩素酸塩又は塩素酸塩、及びアルカリ土類金属の硝酸塩、過塩素酸塩又は塩素酸塩からなる群より選ばれる１種又は２種以上である請求項１に記載のガス発生剤組成物。
- 前記無機酸化剤が、相安定化硝酸アンモニウム、硝酸ストロンチウム、塩基性硝酸銅及び硝酸カリウムからなる群より選ばれる１種又は２種以上である請求項１または２に記載のガス発生剤組成物。
- 前記含窒素有機化合物が、テトラゾール類及びグアニジン誘導体からなる群より選ばれる１種又は２種以上である請求項１から３のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物。
- 前記含窒素有機化合物が、５−アミノテトラゾール、ビテトラゾールのアンモニウム塩、ニトログアニジン及び硝酸グアニジンからなる群より選ばれる１種又は２種以上である請求項１から４のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物。
- 前記含窒素有機化合物が、５−アミノテトラゾール、ビテトラゾールのアンモニウム塩、ニトログアニジン及び硝酸グアニジンからなる群より選ばれる１種又は２種以上であり、前記無機酸化剤が、相安定化硝酸アンモニウム、硝酸ストロンチウム及び硝酸カリウムからなる群より選ばれる１種又は２種以上である請求項１から５のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物。
- 前記添加剤が、窒化珪素、炭化珪素、二酸化珪素、タルク、クレー、アルミナ及び三酸化モリブデンからなる群より選ばれる１種又は２種以上である特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物。
- 前記添加剤が、バインダーである請求項１から７のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物。
- 前記シラン化合物の含有量が、０．１〜１５重量％である請求項１から８のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物。
- 前記シラン化合物が、水に安定して溶解する性質を持つことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物。
- 前記シラン化合物が、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン又はビニルトリス（βメトキシエトキシ）シランである請求項１から１０のいずれか一項に記載のガス発生剤組成物。
- ・ ５−アミノテトラゾール１０〜３０重量％
・ 硝酸グアニジン１０〜３０重量％
・ 硝酸ストロンチウム３０〜６０重量％
・ 硝酸カリウム０〜１２重量％
・ 窒化珪素１〜５重量％
・ シラン化合物０．５〜１０重量％
の組成からなるガス発生剤組成物。 - ・ ニトログアニジン２０〜５０重量％
・ 硝酸グアニジン５〜３０重量％
・ 硝酸ストロンチウム２０〜５０重量％
・ 硝酸カリウム０〜１２重量％
・ 窒化珪素１〜５重量％
・ シラン化合物０．５〜１０重量％
の組成からなるガス発生剤組成物。 - ・ ニトログアニジン３０〜６０重量％
・ 相安定化硝酸アンモニウム１０〜４５重量％
・ 硝酸ストロンチウム１０〜４５重量％
・ 硝酸カリウム０〜１２重量％
・ 合成ヒドロタルサイト０．５〜１０重量％
・ シラン化合物０．５〜１０重量％
の組成からなるガス発生剤組成物。 - ・ ビテトラゾール二アンモニウム塩１０〜３５重量％
・ 相安定化硝酸アンモニウム２０〜６０重量％
・ 硝酸ストロンチウム１０〜３５重量％
・ 合成ヒドロタルサイト０．５〜１０重量％
・ シラン化合物０．５〜１０重量％
の組成からなるガス発生剤組成物。
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-
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2896497A1 (fr) * | 2006-01-25 | 2007-07-27 | Snpe Materiaux Energetiques Sa | Compositions pyrotechniques generatrices de gaz, comprenant du nitrate d'ammonium stabilise, composes pyrotechniques correspondants |
| WO2007085761A1 (fr) * | 2006-01-25 | 2007-08-02 | Snpe Materiaux Energetiques | Compositions pyrotechniques generatrices de gaz, comprenant du nitrate d'ammonium stabilise ; composes pyrotechniques correspondants |
| JP2009137815A (ja) * | 2007-12-10 | 2009-06-25 | Daicel Chem Ind Ltd | ガス発生剤組成物 |
| JP2009179100A (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Nippon Kayaku Co Ltd | ガス発生器 |
| WO2014061355A1 (ja) * | 2012-10-15 | 2014-04-24 | 積水化学工業株式会社 | ガス発生材及びマイクロポンプ |
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| JP5580923B1 (ja) * | 2013-03-18 | 2014-08-27 | 積水化学工業株式会社 | ガス発生材、ガス発生材の製造方法及びマイクロポンプ |
| CN112979395A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-06-18 | 中北大学 | 一种气体发生剂及其制备方法 |
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