JP2009137815A - ガス発生剤組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造時に着色等が生じないガス発生剤組成物の提供。
【解決手段】 （Ａ）燃料、（Ｂ）酸化剤、（Ｃ）セルロース系化合物を含むバインダ、（Ｄ）前記セルロース系化合物と反応しないアンモニウム化合物を含むガス発生剤組成物であり、（Ｄ）成分が、アンモニウム化合物の表面がセルロース系化合物と反応しないコーティング剤で被覆されたものである、ガス発生剤組成物。前記コーティング剤が、メラミン、メラミンシアヌレート、シラン、シリコーンから選ばれるものである、請求項１記載のガス発生剤組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明は、エアバッグ装置用インフレータに使用できるガス発生剤組成物に関する。

従来、ガス発生剤は、作業安全上の観点から、原料粉末を水と共に捏和した後、押出機で押出成形し、その後、乾燥することで製造されている。ガス発生剤の原料粉末には、押出成形を高めるための成分としてセルロース系のバインダが使用されており、添加剤としてアンモニウム化合物も汎用されている。

しかし、セルロース系のバインダとアンモニウム化合物を併用した場合には、それらが反応することにより、乾燥工程においてガス発生剤成形体が着色（黄ばみ乃至は褐変）して、目的とする設計性能が得られないという問題がある。また、着色のほか、前記反応に伴うガスが発生して、ガス発生剤成形体の膨張が生じて、寸法が変化するという問題がある。

特開平１０−２９７９９１号公報 特開平１１−９２２６４号公報

本発明は、ガス発生剤の成分として、セルロース系化合物とアンモニウム化合物を併用した場合でも、製造工程におけるス発生剤成形体の着色や寸法変化が防止され、目的とする設計性能になるガス発生剤組成物を提供することを課題とする。

請求項１の発明は、（Ａ）燃料、（Ｂ）酸化剤、（Ｃ）セルロース系化合物を含むバインダ、（Ｄ）前記セルロース系化合物と反応しないアンモニウム化合物を含むガス発生剤組成物であり、（Ｄ）成分が、アンモニウム化合物の表面がセルロース系化合物と反応しないコーティング剤で被覆されたものである、ガス発生剤組成物を提供する。

請求項２の発明は、前記コーティング剤が、メラミン、メラミンシアヌレート、シラン、シリコーンから選ばれるものである、請求項１記載のガス発生剤組成物を提供する。

請求項３の発明は、（Ｄ）成分中、コーティング剤の含有割合が５〜２０質量％、アンモニウム化合物の含有割合が９５〜８０質量％である、請求項１又は２記載のガス発生剤組成物を提供する。

請求項４の発明は、前記セルロース系化合物が、カルボキシメチルセルロース塩、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、グアガムから選ばれ

るものである、請求項１〜３のいずれか１項記載のガス発生剤組成物を提供する。
請求項５の発明は、前記アンモニウム化合物がポリリン酸アンモニウムである、請求項１〜４のいずれか１項記載のガス発生剤組成物を提供する。

本発明のガス発生剤組成物は、製造過程で着色や変形（寸法変化）することがないため、エアバッグ装置用インフレータに使用した場合には、設計どおりの作動性能を得ることができる。

＜（Ａ）成分＞
（Ａ）成分の燃料は、硝酸グアニジン、ニトログアニジン、５−アミノテトラゾール、メラミン等のほか、特開２００２−１２４９３号公報等に記載のものを用いることができる。

組成物中の（Ａ）成分の含有割合は、１０〜７０質量％が好ましく、３０〜５０質量％がより好ましい。

＜（Ｂ）成分＞
（Ｂ）成分の酸化剤は、塩基性硝酸銅、塩基性炭酸銅、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸ストロンチウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸アンモニウム等のほか、特開２００２−１２４９３号公報等に記載のものを用いることができる。

組成物中の（Ｂ）成分の含有割合は、２５〜８５質量％が好ましく、４０〜６０質量％がより好ましい。

＜（Ｃ）成分＞
（Ｃ）成分のバインダは、カルボキシメチルセルロース塩、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、グアガムから選ばれるセルロース系化合物を含むものであり、その他、必要に応じて、特開２００２−１２４９３号公報等に記載の他のバインダも併用してもよい。

組成物中の（Ｃ）成分の含有割合は、０．１〜１５質量％が好ましく、３〜１０質量％がより好ましい。

＜（Ｄ）成分＞
（Ｄ）成分のアンモニウム化合物は、アンモニウム化合物の表面がセルロース系化合物と反応しないコーティング剤で被覆されたものである。

アンモニウム化合物は、過塩素酸アンモニウム、モリブデン酸アンモニウム、メタバナジン酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、リン酸二水素アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、リン酸アンモニウムマグネシウム等を挙げることができ、これらの中でもポリリン酸アンモニウムが好ましい。

コーティング剤は、メラミン、メラミンシアヌレート、シラン、シリコーンから選ばれるものを挙げることができる。

アンモニウム化合物の表面をコーティング剤で被覆する方法としては、特開平９−２２７１１０号公報に記載の高速攪拌手段又は衝撃式打撃手段を用いた方法を適用できる。具体的には、粉砕器や混合器内に、アンモニウム化合物１００質量部と、それに対して０．１〜４０質量部（好ましくは１〜２０質量部）のメラミン等のコーティング剤を添加し、内容物を繰り返し接触させながら、撹拌もしくは衝撃によって、コーティング剤をアンモニウム化合物粒子に叩きつけて被覆するする方法（ハイブリダイゼーション）を適用できる。より具体的には、特開平９−２２７１１０号公報の実施例１、２、６に記載の方法を適用できる。

（Ｄ）成分は、コーティング剤の含有割合は１〜２０質量％が好ましく、５〜２０質量％がより好ましく、アンモニウム化合物の含有割合は９９〜８０質量％が好ましく、９５〜８０質量％がより好ましい。

組成物中の（Ｄ）成分の含有割合は、１〜３０質量％が好ましく、５〜２０質量％がより好ましい。

＜その他の成分＞
本発明の組成物は、必要に応じて、ガス発生剤に配合される公知の各種添加剤を含有することができる。この添加剤としては、酸化銅、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化ニッケル、酸化ビスマス、シリカ、アルミナ等の金属酸化物；炭酸コバルト、炭酸カルシウム、塩基性炭酸亜鉛、塩基性炭酸銅等の金属炭酸塩又は塩基性金属炭酸塩；酸性白土、カオリン、タルク、ベントナイト、ケイソウ土、ヒドロタルサイト等の金属酸化物又は水酸化物の複合化合物；水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム；ケイ酸ナトリウム、マイカモリブデン酸塩、モリブデン酸コバルト等の金属酸塩、二硫化モリブデン、ステアリン酸カルシウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素から選ばれる少なくとも１種を挙げることができる。

本発明の組成物は、公知の製造方法にしたがい、原料粉末を水と共に捏和した後、押出機で押出成形し、その後、乾燥して製造した場合でも、（Ｃ）成分のセルロース系化合物と（Ｄ）成分に含まれるアンモニウム化合物が接触しないため、乾燥工程中に着色が生じたり、ガスの発生による変形等が生じることがない。

本発明のガス発生剤組成物は、所望の形状に成型することができ、単孔円柱状、多孔円柱状又はペレット状の成型体にすることができる。

これらの成型体は、ガス発生剤組成物に水又は有機溶媒を添加混合し、押出成型する方法（単孔円柱状、多孔円柱状の成型体）又は打錠機等を用いて圧縮成型する方法（ペレット状の成型体）により製造することができる。単孔円柱状、多孔円柱状のものは、孔が長さ方向に貫通しているもの、孔が貫通せずに窪みを形成しているもののいずれでもよい。

本発明のガス発生剤組成物又はそれから得られる成型体は、例えば、各種乗り物の運転席のエアバック用インフレータ、助手席のエアバック用インフレータ、サイドエアバック用インフレータ、インフレータブルカーテン用インフレータ、ニーボルスター用インフレータ、インフレータブルシートベルト用インフレータ、チューブラーシステム用インフレータ、プリテンショナー用ガス発生器に適用できる。

また本発明のガス発生剤組成物又はそれから得られる成型体を使用するインフレータは、ガスの供給が、ガス発生剤からだけのパイロタイプと、アルゴン等の圧縮ガスとガス発生剤の両方であるハイブリッドタイプのいずれでもよい。

更に本発明のガス発生剤組成物又はそれから得られる成型体は、雷管やスクイブのエネルギーをガス発生剤に伝えるためのエンハンサ剤（又はブースター）等と呼ばれる着火剤
として用いることもできる。

実施例及び比較例
表１に示す各原料成分を秤量し、前記原料の合計量１００質量部に対して１５質量部のイオン交換水を添加して、捏和機で捏和した。その後、圧伸機で混練してストランド状に押し出し、ロータリーカッターで円柱状に切断した。切断したものを約１１０℃で乾燥して、目的とするガス発生剤組成物の成形体を得た。

（着色の有無及び寸法変化の確認）
表１に示す各原料成分を秤量し、前記原料の合計量１００質量部に対して１５質量部のイオン交換水を添加して、捏和機で捏和した。その後、捏和したものを１１０℃で４時間乾燥し、乳鉢で粉砕して、目開き５００μmの篩いを通過させた。

篩を通した粉末２ｇを秤量し、金型の臼型に充填し、杵側端面にて、油圧ポンプで圧力１４．７kPaで５秒間圧縮保持した。その後、臼型から取り出して、外径９．６ｍｍの円柱状ストランドを得た。この円柱ストランドを試験用サンプルとした。

着色の有無については、試験用ストランドを、更に２４時間、１１０℃で乾燥して、乾燥前と乾燥後のストランドを肉眼で対比観察して、着色の有無を確認した。

寸法変化については、各例について、それぞれ１０個の試験用ストランドの乾燥前の長さをノギスで測定しておき、２４時間、１１０℃で乾燥した後の長さを再度ノギスで測定した。乾燥前後の長さの１０個の平均値を求め、寸法変化が１％未満のものを「寸法変化無し」、寸法変化が１％以上のものを「寸法変化あり」とした。

ＧＮ：硝酸グアニジン
ＳｒＮ：硝酸ストロンチウム
ＢＭＣ：塩基性炭酸マグネシウム
ＣＭＣＮａ：カルボキシメチルセルロースナトリウム塩
ＧＧ：グアガム
ＭＥ−ＡＰＰ：メラミン被覆ポリリン酸アンモニウム
ＳＩ−ＡＰＰ：シラン被覆ポリリン酸アンモニウム
ＡＰＰ：ポリリン酸アンモニウム（被覆無し）

Claims (5)

1. （Ａ）燃料、（Ｂ）酸化剤、（Ｃ）セルロース系化合物を含むバインダ、（Ｄ）前記セルロース系化合物と反応しないアンモニウム化合物を含むガス発生剤組成物であり、（Ｄ）成分が、アンモニウム化合物の表面がセルロース系化合物と反応しないコーティング剤で被覆されたものである、ガス発生剤組成物。
2. 前記コーティング剤が、メラミン、メラミンシアヌレート、シラン、シリコーンから選ばれるものである、請求項１記載のガス発生剤組成物。
3. （Ｄ）成分中、コーティング剤の含有割合が５〜２０質量％、アンモニウム化合物の含有割合が９５〜８０質量％である、請求項１又は２記載のガス発生剤組成物。
4. 前記セルロース系化合物が、カルボキシメチルセルロース塩、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、グアガムから選ばれるものである、請求項１〜３のいずれか１項記載のガス発生剤組成物。
5. 前記アンモニウム化合物がポリリン酸アンモニウムである、請求項１〜４のいずれか１項記載のガス発生剤組成物。