JP2015178431A - Gas-generating composition and inflator - Google Patents
Gas-generating composition and inflator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015178431A JP2015178431A JP2014056251A JP2014056251A JP2015178431A JP 2015178431 A JP2015178431 A JP 2015178431A JP 2014056251 A JP2014056251 A JP 2014056251A JP 2014056251 A JP2014056251 A JP 2014056251A JP 2015178431 A JP2015178431 A JP 2015178431A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nitrate
- generating composition
- gas generating
- gas
- liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Air Bags (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、例えば、エアバッグを膨張させるためのインフレータに適用され、燃焼時にガスを発生可能な液体状のガス発生組成物、及び当該ガス発生組成物が充填されたインフレータに関する。 The present invention relates to, for example, a liquid gas generating composition that is applied to an inflator for inflating an airbag and can generate a gas during combustion, and an inflator filled with the gas generating composition.
近年、燃焼時にガスを発生可能なガス発生組成物として、液体状のガス発生組成物が開発されている。例えば、特許文献１には、低級アルコール等の水溶性の燃料と、過酸化水素や硝酸アンモニウム等の水溶性の酸化剤と、溶媒としての水とから構成される液体状のガス発生組成物が開示されている。 In recent years, liquid gas generating compositions have been developed as gas generating compositions capable of generating gas during combustion. For example, Patent Document 1 discloses a liquid gas generating composition comprising a water-soluble fuel such as a lower alcohol, a water-soluble oxidant such as hydrogen peroxide or ammonium nitrate, and water as a solvent. Has been.
一方、特許文献２には、硝酸ヒドロキシルアンモニウムを含有するスラスタ用推薬が開示されている。硝酸ヒドロキシルアンモニウムは、スラスタ用推薬の主成分として含有される水溶性の化合物であり、分解されて高温ガスを発生させる。また、硝酸ヒドロキシルアンモニウムは、爆轟性が高く、反応制御が難しい化合物である。そのため、特許文献２のスラスタ用推薬においては、硝酸ヒドロキシルアンモニウムの含有量を所定値以下に制限している。なお、爆轟とは、爆薬等が音速以上の速度で急速燃焼し、かつ衝撃波を伴う反応のことをいう。 On the other hand, Patent Document 2 discloses a propellant for thrusters containing hydroxylammonium nitrate. Hydroxyl ammonium nitrate is a water-soluble compound contained as a main component of the thruster propellant and decomposes to generate a high-temperature gas. Further, hydroxylammonium nitrate is a compound having high detonation property and difficult to control reaction. Therefore, in the thruster for the thruster of Patent Document 2, the content of hydroxylammonium nitrate is limited to a predetermined value or less. Detonation refers to a reaction in which explosives and the like burn rapidly at a speed higher than the speed of sound and are accompanied by a shock wave.
本発明者らは、液体状のガス発生組成物の酸化剤として、硝酸ヒドロキシルアンモニウムを用いることを試みた。ここで、ガス発生組成物の爆轟性を低下させるべく、硝酸ヒドロキシルアンモニウムの含有量を減少させた場合に、低圧下におけるガス発生組成物の着火性が低下するという問題が新たに生じた。 The inventors have attempted to use hydroxylammonium nitrate as the oxidant of the liquid gas generant composition. Here, when the content of hydroxylammonium nitrate is reduced in order to reduce the detonability of the gas generating composition, there arises a new problem that the ignitability of the gas generating composition at low pressure is reduced.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、硝酸ヒドロキシルアンモニウムを含有する液体状のガス発生組成物、及び当該ガス発生組成物が充填されたインフレータについて、低圧下における着火性を向上させることにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is to provide a low-pressure gas generating composition containing hydroxylammonium nitrate and an inflator filled with the gas generating composition. It is to improve the ignitability below.
上記の目的を達成するためのガス発生組成物は、硝酸ヒドロキシルアンモニウムを６５質量％以下で含有する液体状のガス発生組成物であって、燃料と、硝酸金属塩とを含有することを特徴とする。 A gas generating composition for achieving the above object is a liquid gas generating composition containing hydroxylammonium nitrate at 65% by mass or less, characterized by containing a fuel and a metal nitrate metal salt. To do.
上記ガス発生組成物において、前記硝酸金属塩は、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
上記ガス発生組成物において、前記硝酸金属塩を４〜２０質量％の範囲で含有することが好ましい。
In the gas generating composition, the metal nitrate is preferably at least one selected from alkali metal salts and alkaline earth metal salts.
In the gas generating composition, the metal nitrate is preferably contained in a range of 4 to 20% by mass.
上記ガス発生組成物は、液体の状態でインフレータに充填して使用されることが好ましい。
上記の目的を達成するためのインフレータは、上記ガス発生組成物が液体の状態で充填されていることを特徴とする。
It is preferable that the gas generating composition is used by filling an inflator in a liquid state.
An inflator for achieving the above object is characterized in that the gas generating composition is filled in a liquid state.
本発明のガス発生組成物及びインフレータによれば、低圧下における着火性を向上させることができる。 According to the gas generating composition and the inflator of the present invention, the ignitability under low pressure can be improved.
以下、本発明を具体化したガス発生組成物を詳細に説明する。
本実施形態のガス発生組成物は、常温常圧で液体状の組成物であって、硝酸ヒドロキシルアンモニウムと、燃料と、硝酸金属塩とを含有し、必要に応じて更に溶媒としての水を含有する。なお、本実施形態における液体状とは、ガス発生組成物に含有される全成分が完全に溶解している状態のみを意味するものではなく、含有される成分の一部が未溶解である状態を含む。
Hereinafter, the gas generating composition embodying the present invention will be described in detail.
The gas generating composition of the present embodiment is a liquid composition at normal temperature and pressure, and contains hydroxylammonium nitrate, fuel, and a metal nitrate, and further contains water as a solvent as necessary. To do. In addition, the liquid form in the present embodiment does not mean only a state where all components contained in the gas generating composition are completely dissolved, but a state where a part of the contained components is not dissolved. including.
[硝酸ヒドロキシルアンモニウム]
硝酸ヒドロキシルアンモニウム（ＮＨ２ＯＨ・ＨＮＯ３）は、酸化剤として含有される成分である。ガス発生組成物中における硝酸ヒドロキシルアンモニウムの含有量は、６５質量％以下である。硝酸ヒドロキシルアンモニウムの含有量を６５質量％以下にすることにより、硝酸ヒドロキシルアンモニウムに起因するガス発生組成物の爆轟性を大きく低下させることができる。また、硝酸ヒドロキシルアンモニウムの含有量は、６０質量％以下であることがより好ましい。
[Hydroxylammonium nitrate]
Hydroxyl ammonium nitrate (NH 2 OH · HNO 3 ) is a component contained as an oxidizing agent. The content of hydroxylammonium nitrate in the gas generating composition is 65% by mass or less. By setting the content of hydroxylammonium nitrate to 65% by mass or less, the detonability of the gas generating composition resulting from hydroxylammonium nitrate can be greatly reduced. The content of hydroxylammonium nitrate is more preferably 60% by mass or less.
なお、硝酸ヒドロキシルアンモニウムの含有量の下限値は、特に限定されるものではなく、ガス発生組成物の酸素バランス等を考慮して適宜、設定することができる。例えば、硝酸ヒドロキシルアンモニウムの含有量は、３５質量％以上とすることが好ましく、４０質量％以上とすることがより好ましい。 The lower limit of the content of hydroxylammonium nitrate is not particularly limited, and can be set as appropriate in consideration of the oxygen balance of the gas generating composition. For example, the content of hydroxylammonium nitrate is preferably 35% by mass or more, and more preferably 40% by mass or more.
［燃料］
燃料としては、炭素原子及び窒素原子の少なくとも一方を構成元素に含む化合物であって、燃焼時に分解されて二酸化炭素や窒素等のガスを発生させる化合物が用いられ、更に好ましくは、含窒素有機化合物や低級アルコール類が用いられる。また、燃焼後の生成物中におけるガス成分の割合を高めるという観点から、燃料は構成元素に金属原子を含まない化合物であることが好ましい。
[fuel]
As the fuel, a compound containing at least one of a carbon atom and a nitrogen atom as a constituent element, which is decomposed during combustion to generate a gas such as carbon dioxide or nitrogen, more preferably a nitrogen-containing organic compound is used. And lower alcohols are used. Moreover, it is preferable that a fuel is a compound which does not contain a metal atom in a structural element from a viewpoint of raising the ratio of the gas component in the product after combustion.
燃料としては、固体燃料及び液体燃料のいずれも用いることができる。
固体燃料は、溶媒に可溶である化合物を用いることが好ましく、水に可溶である化合物を用いることが特に好ましい。固体燃料としては、例えば、固体状の含窒素有機化合物を好適に用いることができる。固体状の含窒素有機化合物の具体例としては、イミダゾール、イミダゾール誘導体、テトラゾール、１Ｈ−テトラゾールや５−アミノテトラゾール等のテトラゾール誘導体、トリアゾール、３−アミノ−１，２，４トリアゾール等のトリアゾール誘導体、ピコリン酸、グリシン等が挙げられる。
As the fuel, either solid fuel or liquid fuel can be used.
As the solid fuel, a compound that is soluble in a solvent is preferably used, and a compound that is soluble in water is particularly preferably used. As the solid fuel, for example, a solid nitrogen-containing organic compound can be suitably used. Specific examples of the solid nitrogen-containing organic compound include imidazole, imidazole derivatives, tetrazole, tetrazole derivatives such as 1H-tetrazole and 5-aminotetrazole, triazole derivatives such as triazole and 3-amino-1,2,4 triazole, Examples include picolinic acid and glycine.
また、液体燃料としては、例えば、低級アルコール類（例えば、炭素数５以下）、液体状の含窒素有機化合物を好適に用いることができる。低級アルコール類の具体例としては、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、エチレングリコールが挙げられる。液体状の含窒素有機化合物の具体例としては、シアナミド、ホルムアミド、ニトロメタン、アセトニトリル、アクリロニトリル、３−ヒドロキシプロピオニトリル、２−イミダゾリジノン、ニトロプロパン、シアノ酢酸メチル、アセトンシアンヒドリン、イミノ二酢酸、メタクリル酸アミド、２−ピロリジノン、ピリジン、シアノ酢酸エチル、ニトロベンゼン、アニリン、β-ピコリン、γ-ピコリン、アジポニトリル、フェニルヒドラジンが挙げられる。また、上記の液体燃料の他に、例えば、メチルエチルケトンやアセトン等のケトン類、酢酸エチル、エーテル類を液体燃料として用いることもできる。 As the liquid fuel, for example, lower alcohols (for example, having 5 or less carbon atoms) and a liquid nitrogen-containing organic compound can be suitably used. Specific examples of lower alcohols include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, and ethylene glycol. Specific examples of liquid nitrogen-containing organic compounds include cyanamide, formamide, nitromethane, acetonitrile, acrylonitrile, 3-hydroxypropionitrile, 2-imidazolidinone, nitropropane, methyl cyanoacetate, acetone cyanohydrin, imino Examples include acetic acid, methacrylamide, 2-pyrrolidinone, pyridine, ethyl cyanoacetate, nitrobenzene, aniline, β-picoline, γ-picoline, adiponitrile, and phenylhydrazine. In addition to the above liquid fuel, for example, ketones such as methyl ethyl ketone and acetone, ethyl acetate, and ethers can be used as the liquid fuel.
上記燃料のうちの一種のみが含有されていてもよいし、二種以上が含有されていてもよい。また、二種以上の燃料を含有させる場合には、固体燃料と液体燃料とを併用してもよい。 Only one of the above fuels may be contained, or two or more of them may be contained. Further, when two or more kinds of fuels are contained, a solid fuel and a liquid fuel may be used in combination.
ガス発生組成物中における燃料の含有量は特に限定されるものではなく、溶媒に対する燃料の溶解性やガス発生組成物の酸素バランス等を考慮して適宜、設定することができる。例えば、燃料の含有量は、６〜２０質量％とすることが好ましく、８〜１７質量％とすることがより好ましい。 The fuel content in the gas generating composition is not particularly limited, and can be set as appropriate in consideration of the solubility of the fuel in the solvent, the oxygen balance of the gas generating composition, and the like. For example, the fuel content is preferably 6 to 20% by mass, and more preferably 8 to 17% by mass.
[硝酸金属塩]
硝酸金属塩は、低圧下における着火性を向上させるために含有される成分である。硝酸金属塩としては、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩を好適に用いることができる。アルカリ金属塩の具体例としては、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸ルビジウム、硝酸セシウムが挙げられる。アルカリ土類金属塩の具体例としては、硝酸ベリリウム、硝酸マグネシウム、硝酸カルシウム、硝酸ストロンチウム、硝酸バリウムが挙げられる。また、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩の他に、硝酸鉄、硝酸銅、硝酸コバルト、硝酸銀、硝酸ニッケル、硝酸亜鉛、硝酸マンガン、硝酸クロム、硝酸アルミニウム等のその他の金属塩を用いることもできる。上記硝酸金属塩のうちの一種のみが含有されていてもよいし、二種以上が含有されていてもよい。
[Nitrate metal salt]
The metal nitrate is a component contained in order to improve the ignitability under low pressure. As the nitrate metal salt, for example, an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt can be preferably used. Specific examples of the alkali metal salt include lithium nitrate, sodium nitrate, potassium nitrate, rubidium nitrate, and cesium nitrate. Specific examples of the alkaline earth metal salt include beryllium nitrate, magnesium nitrate, calcium nitrate, strontium nitrate, and barium nitrate. In addition to alkali metal salts and alkaline earth metal salts, other metal salts such as iron nitrate, copper nitrate, cobalt nitrate, silver nitrate, nickel nitrate, zinc nitrate, manganese nitrate, chromium nitrate, and aluminum nitrate may be used. it can. Only one of the above metal nitrates may be contained, or two or more of them may be contained.
ガス発生組成物中における硝酸金属塩の含有量は特に限定されるものではなく、溶媒に対する硝酸金属塩の溶解性等を考慮して適宜、設定することができる。例えば、硝酸金属塩の含有量は、４〜２０質量％とすることが好ましく、７〜１５質量％とすることがより好ましい。 The content of the metal nitrate in the gas generating composition is not particularly limited, and can be appropriately set in consideration of the solubility of the metal nitrate in the solvent. For example, the content of metal nitrate is preferably 4 to 20% by mass, and more preferably 7 to 15% by mass.
［水］
水は、使用される燃料の種類に応じて溶媒として含有される。具体的には、燃料として液体燃料を用いた場合であって、その液体燃料が他に含有される成分の溶媒として機能する場合には、水は任意成分となり、省略することもできる。一方、燃料として用いた液体燃料が溶媒として機能しない場合や、燃料として固体燃料のみを用いた場合には、溶媒として水が含有される。なお、溶媒として好適に機能し得る液体燃料としては、例えば、低級アルコール類、メチルエチルケトンやアセトン等のケトン類、酢酸エチル、エーテル類が挙げられる。
[water]
Water is contained as a solvent depending on the type of fuel used. Specifically, when liquid fuel is used as the fuel, and the liquid fuel functions as a solvent for other components, water becomes an optional component and can be omitted. On the other hand, when the liquid fuel used as the fuel does not function as a solvent, or when only the solid fuel is used as the fuel, water is contained as the solvent. Examples of the liquid fuel that can suitably function as a solvent include lower alcohols, ketones such as methyl ethyl ketone and acetone, ethyl acetate, and ethers.
［その他成分］
ガス発生組成物は、その他成分として、例えば、硝酸ヒドロキシルアンモニウム以外の酸化剤、ｐＨ調整剤、安定剤、減熱消炎剤、増粘剤、腐食防止剤を含有させることができる。なお、硝酸ヒドロキシルアンモニウム以外の酸化剤（その他の酸化剤）としては、例えば、硝酸金属塩以外の硝酸塩（その他の硝酸塩）、及びニトラミン化合物が挙げられる。その他の硝酸塩の具体例としては、硝酸アンモニウム（ＮＨ４ＮＯ３）、硝酸ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４・ＨＮＯ３）等の含窒素無機化合物の硝酸塩が挙げられる。ニトラミン化合物の具体例としては、アンモニウムジニトラミド（ＮＨ４Ｎ（ＮＯ２）２）が挙げられる。
[Other ingredients]
The gas generating composition can contain, as other components, for example, an oxidizer other than hydroxylammonium nitrate, a pH adjuster, a stabilizer, a heat reducing flame retardant, a thickener, and a corrosion inhibitor. Examples of oxidizing agents other than hydroxylammonium nitrate (other oxidizing agents) include nitrates (other nitrates) other than metal nitrates and nitramine compounds. Specific examples of other nitrates include nitrates of nitrogen-containing inorganic compounds such as ammonium nitrate (NH 4 NO 3 ) and hydrazine nitrate (N 2 H 4 · HNO 3 ). Specific examples of the nitramine compound include ammonium dinitramide (NH 4 N (NO 2 ) 2 ).
また、本実施形態のガス発生組成物の酸素バランスは、燃焼後に生じる生成物の組成等を考慮して適宜、設定することができる。例えば、ガス発生組成物の酸素バランスは、−０．１以上０．１以下の範囲であることが好ましく、−０．０５以上０．０５以下の範囲であることがより好ましい。なお、ガス発生組成物の酸素バランスは、ガス発生組成物に含有される各成分の種類、及びそれら成分の配合割合を変更することによって調整することができる。 Further, the oxygen balance of the gas generating composition of the present embodiment can be appropriately set in consideration of the composition of the product generated after combustion. For example, the oxygen balance of the gas generating composition is preferably in the range of −0.1 to 0.1, and more preferably in the range of −0.05 to 0.05. The oxygen balance of the gas generating composition can be adjusted by changing the type of each component contained in the gas generating composition and the blending ratio of these components.
本実施形態の液体状のガス発生組成物は、例えば、車両に搭載されるエアバッグ装置用のインフレータ（ガス発生器）に好適に適用することができる。上記エアバッグ装置としては、例えば、運転席用のエアバッグ装置、助手席用のエアバッグ装置、サイドエアバッグ装置、カーテンエアバッグ装置、及びニーエアバッグ装置が挙げられる。本実施形態の液体状のガス発生組成物は、エアバッグ用のインフレータの他、プリテンショナー用のインフレータ、ニーボルスター用のインフレータ、ボンネットの位置を変更するためのポップアップ装置用のインフレータに適用してもよい。更に、本実施形態の液体状のガス発生組成物は、雷管やスクイブのエネルギーを他の組成物に伝えるためのエンハンサ剤又はブースターと呼ばれる着火剤として適用してもよい。 The liquid gas generating composition of the present embodiment can be suitably applied to, for example, an inflator (gas generator) for an airbag device mounted on a vehicle. Examples of the airbag device include an airbag device for a driver's seat, an airbag device for a passenger seat, a side airbag device, a curtain airbag device, and a knee airbag device. The liquid gas generating composition of the present embodiment is applied to an inflator for a pretensioner, an inflator for a knee bolster, and an inflator for a pop-up device for changing the position of the bonnet in addition to an inflator for an airbag. Also good. Further, the liquid gas generating composition of the present embodiment may be applied as an ignition agent called an enhancer agent or a booster for transmitting energy of a detonator or a squib to other compositions.
次に、本実施形態の液体状のガス発生組成物をハイブリッドインフレータに適用した具体例について説明する。
図１に示すように、ハイブリッドインフレータ１０は、鋼製の金属パイプから形成される略円筒状の充填部１１を備えている。充填部１１の一端部には、ガス吐出口１２ａを有する口金部１２が取り付けられるとともに、充填部１１の他端部には、ケース部１３が取り付けられている。口金部１２の基端部及びケース部１３の各基端部分には、破裂板１４，１５がそれぞれ配置され、この破裂板１４，１５によって充填部１１内に充填室Ｓが区画形成されている。また、ケース部１３内には、燃焼時に高温の第１生成ガスを発生させる第１組成物１６と、第１組成物１６に点火可能なスクイブ１７が収容されている。
Next, a specific example in which the liquid gas generating composition of the present embodiment is applied to a hybrid inflator will be described.
As shown in FIG. 1, the hybrid inflator 10 includes a substantially cylindrical filling portion 11 formed from a metal pipe made of steel. A base portion 12 having a gas discharge port 12 a is attached to one end portion of the filling portion 11, and a case portion 13 is attached to the other end portion of the filling portion 11. Rupture plates 14 and 15 are disposed at the base end portion of the base portion 12 and the base end portions of the case portion 13, respectively, and a filling chamber S is defined in the filling portion 11 by the rupturable plates 14 and 15. . Further, the case portion 13 contains a first composition 16 that generates a high-temperature first product gas during combustion, and a squib 17 that can ignite the first composition 16.
ここで、通常のハイブリッドインフレータの場合には、充填部１１の充填室Ｓ内に、アルゴンガス等の不活性ガスを加圧した加圧ガスが充填されるが、本実施形態では、加圧ガスに代えて液体状のガス発生組成物（第２組成物）が充填されている。液体状のガス発生組成物を充填室Ｓ内に充填する方法としては、例えば、充填部１１の周壁部分に設けた充填孔を通じて充填する方法や、金属、ガラス、セラミック等の無機材料や合成樹脂材料等により形成されるケース内に液体状のガス発生組成物を充填したカートリッジを充填室Ｓに配置する方法が挙げられる。 Here, in the case of a normal hybrid inflator, the filling chamber S of the filling unit 11 is filled with a pressurized gas obtained by pressurizing an inert gas such as argon gas. Instead, a liquid gas generating composition (second composition) is filled. Examples of the method for filling the filling chamber S with the liquid gas generating composition include, for example, a method of filling through a filling hole provided in the peripheral wall portion of the filling portion 11, an inorganic material such as metal, glass and ceramic, and a synthetic resin. There is a method in which a cartridge filled with a liquid gas generating composition in a case formed of a material or the like is disposed in the filling chamber S.
制御装置等からの作動信号がハイブリッドインフレータ１０に入力されると、スクイブ１７が作動して第１組成物１６が燃焼する。第１組成物１６の燃焼により発生した高温の第１生成ガス（熱及びガス）は、破裂板１５を破裂させて充填室Ｓへと流入する。これにより、充填室Ｓの内圧が高められるとともに、第１組成物１６の熱により充填室Ｓ内のガス発生組成物が着火、燃焼して、二酸化炭素や水蒸気等からなる第２生成ガスが発生する。そして、第１生成ガスと第２生成ガスとの混合ガスが、破裂板１４を破裂させてガス吐出口１２ａからハイブリッドインフレータ１０外へと流出する。 When an operation signal from a control device or the like is input to the hybrid inflator 10, the squib 17 is activated and the first composition 16 is combusted. The high temperature first product gas (heat and gas) generated by the combustion of the first composition 16 bursts the rupturable plate 15 and flows into the filling chamber S. As a result, the internal pressure of the filling chamber S is increased, and the gas generating composition in the filling chamber S is ignited and burned by the heat of the first composition 16 to generate a second product gas composed of carbon dioxide, water vapor, and the like. To do. Then, the mixed gas of the first product gas and the second product gas breaks the rupturable plate 14 and flows out of the hybrid inflator 10 from the gas discharge port 12a.
ここでは、第１組成物を介して液体状のガス発生組成物を燃焼させるハイブリッドインフレータについて説明したが、本実施形態の液体状のガス発生組成物は、スクイブ等により液体状のガス発生組成物を直接、燃焼させる構成のインフレータとして適用することも可能である。この場合には、液体状のガス発生組成物の燃焼により燃焼ガスが発生するとともに、その燃焼ガスがインフレータ外へと流出することになる。 Here, the hybrid inflator that burns the liquid gas generating composition through the first composition has been described. However, the liquid gas generating composition of the present embodiment is a liquid gas generating composition by a squib or the like. It is also possible to apply as an inflator having a configuration in which the is directly combusted. In this case, combustion gas is generated by combustion of the liquid gas generating composition, and the combustion gas flows out of the inflator.
次に、本実施形態の効果について記載する。
（１）本実施形態の液体状のガス発生組成物は、硝酸ヒドロキシルアンモニウムを６５質量％以下で含有するものであり、燃料と、硝酸金属塩とを更に含有する。
Next, the effect of this embodiment will be described.
(1) The liquid gas generating composition of the present embodiment contains hydroxylammonium nitrate at 65% by mass or less, and further contains fuel and a metal nitrate metal salt.
ガス発生組成物の爆轟性を抑えるべく、硝酸ヒドロキシルアンモニウムの含有量を低下させると、低圧下において着火性が低下するが、硝酸金属塩を同時に含有させることにより、低圧下における着火性を向上させることができる。なお、着火性が向上するとは、硝酸金属塩を含有しない場合には着火しない条件において着火が可能になること、硝酸金属塩を含有しない場合と比較して着火時間が短縮されることを意味する。 If the content of hydroxylammonium nitrate is reduced to suppress the detonation of the gas generating composition, the ignitability is reduced at low pressure. However, by containing a nitrate metal salt at the same time, the ignitability at low pressure is improved. Can be made. Note that the improvement in ignitability means that ignition is possible under conditions that do not ignite when it does not contain a nitrate metal salt, and that the ignition time is shortened compared to when no nitrate metal salt is contained. .
（２）各種インフレータにおいて、低圧下における着火性が低いガス発生組成物を良好に着火させる方法としては、ガス発生組成物を高圧状態で充填しておくことが考えられる。しかし、液体状のガス発生組成物は、気体状のガス発生組成物と比較して、圧縮された高圧状態で充填することが難しい。また、高圧状態で充填するためには、インフレータに高い耐圧性が求められる。これに対して、本実施形態のガス発生組成物によれば、低圧下における着火性が高められている。そのため、ガス発生組成物を充填する際の圧力条件が緩和されて、構成部品の選択等のインフレータの設計の自由度が高くなる。その結果、インフレータの軽量化や低コスト化等を図ることが容易になる。 (2) In various inflators, as a method of favorably igniting a gas generating composition having low ignitability under low pressure, it is conceivable to fill the gas generating composition in a high pressure state. However, it is difficult to fill a liquid gas generant composition in a compressed high pressure state as compared with a gas gas generant composition. In order to fill in a high pressure state, the inflator is required to have high pressure resistance. On the other hand, according to the gas generating composition of the present embodiment, the ignitability under low pressure is enhanced. Therefore, the pressure condition when filling the gas generating composition is relaxed, and the degree of freedom in designing the inflator such as selection of components is increased. As a result, it is easy to reduce the weight and cost of the inflator.
（３）本実施形態の液体状のガス発生組成物は、ハイブリッドインフレータ１０の充填室Ｓに充填される加圧ガスの代替構成として有用である。常温で気体状のガスを圧縮して加圧状態で充填した場合と比較して、常温で液体状のガス発生組成物を充填した場合には、単位容積当たりの燃焼時に発生するガス量が大きくなる。そのため、液体状のガス発生組成物を用いた場合には、ハイブリッドインフレータ１０の小型化を図ること容易となる。 (3) The liquid gas generating composition of the present embodiment is useful as an alternative configuration for the pressurized gas filled in the filling chamber S of the hybrid inflator 10. Compared to the case where a gaseous gas is compressed and filled in a pressurized state at room temperature, the amount of gas generated during combustion per unit volume is larger when the liquid gas generating composition is filled at room temperature. Become. Therefore, when the liquid gas generating composition is used, the hybrid inflator 10 can be easily downsized.
また、液体状のガス発生組成物を充填した場合の充填室Ｓの内圧は、加圧ガスを充填した場合の充填室Ｓの内圧よりも低圧になる。そして、本実施形態のガス発生組成物は、低圧下における着火性が高められている。そのため、液体状のガス発生組成物を充填した場合には、充填室Ｓを区画する破裂板１４，１５として、耐圧強度の小さい破裂板を用いることが可能になる。耐圧強度の小さい破裂板を用いることにより、ハイブリッドインフレータ１０の作動時に破裂板が破裂しやすくなってハイブリッドインフレータ１０の応答性が高められる。 In addition, the internal pressure of the filling chamber S when the liquid gas generating composition is filled is lower than the internal pressure of the filling chamber S when the pressurized gas is filled. And the gas generating composition of this embodiment has enhanced ignitability under low pressure. Therefore, when the liquid gas generating composition is filled, it is possible to use the rupturable plates having a small pressure resistance as the rupturable plates 14 and 15 defining the filling chamber S. By using a rupturable plate having a low pressure resistance, the rupturable plate is easily ruptured when the hybrid inflator 10 is operated, and the response of the hybrid inflator 10 is enhanced.
また、ハイブリッドインフレータ１０において、ガス発生組成物の着火時における圧力（充填室Ｓの内圧）は主に、第１組成物１６から発生する第１生成ガスの圧力に依存する。そのため、ハイブリッドインフレータ１０が低温下にある場合には、第１生成ガスの圧力が小さくなる結果、第１生成ガスの流入した際の充填室Ｓの内圧は低くなる。ここで、本実施形態のガス発生組成物によれば、低圧下における着火性が高められている。そのため、ハイブリッドインフレータ１０が低温下にあり、第１生成ガスの流入した際の充填室Ｓの内圧が常温時よりも低くなった場合においても、ガス発生組成物をより好適に着火させることができる。 In the hybrid inflator 10, the pressure at the time of ignition of the gas generating composition (internal pressure in the filling chamber S) mainly depends on the pressure of the first product gas generated from the first composition 16. Therefore, when the hybrid inflator 10 is at a low temperature, the pressure of the first product gas is reduced, and as a result, the internal pressure of the filling chamber S when the first product gas flows is reduced. Here, according to the gas generating composition of the present embodiment, the ignitability under low pressure is enhanced. Therefore, even when the hybrid inflator 10 is at a low temperature and the internal pressure of the filling chamber S when the first product gas flows in is lower than that at room temperature, the gas generating composition can be ignited more suitably. .
次に、上記実施形態から把握できる技術的思想について記載する。
（イ）前記燃料としての液体燃料、及び水の少なくとも一方からなる溶媒を含有する前記ガス発生組成物。
Next, a technical idea that can be grasped from the above embodiment will be described.
(A) The gas generating composition comprising a liquid fuel as the fuel and a solvent comprising at least one of water.
（ロ）前記硝酸ヒドロキシルアンモニウムを３５〜６５質量％の範囲で含有する前記ガス発生組成物。 (B) The gas generating composition containing the hydroxylammonium nitrate in a range of 35 to 65% by mass.
次に、試験例を挙げて上記実施形態をさらに具体的に説明する。
（試験例１〜９）
硝酸塩、硝酸ヒドロキシルアンモニウム（ＨＡＮ）、燃料としてのメタノールを表１に示す組成で配合して、試験例１〜９の液体状のガス発生組成物を調製した。硝酸塩としては、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸ストロンチウム、及び硝酸アンモニウムをそれぞれ用いた。なお、表１における組成欄の数値の単位は「質量％」である。
Next, the above embodiment will be described more specifically with reference to test examples.
(Test Examples 1-9)
Nitrate, hydroxylammonium nitrate (HAN), and methanol as fuel were blended in the composition shown in Table 1 to prepare liquid gas generating compositions of Test Examples 1-9. As nitrates, sodium nitrate, potassium nitrate, strontium nitrate, and ammonium nitrate were used, respectively. The unit of the numerical value in the composition column in Table 1 is “mass%”.
図２に示す試験装置を用いて、試験例１〜９のガス発生組成物の着火試験を行い、それらの着火性を評価した。具体的には、液体状のガス発生組成物２０（試験例１〜９）を容器２１に充填するとともに、容器２１内のガス発生組成物２０にニクロム線２２を浸漬させた。これを耐圧容器２３内に配置し、耐圧容器２３内に窒素ガスを充填することによって耐圧容器２３内の圧力を所定圧力（１５，２０，４０ｋｇｆ／ｃｍ２）に昇圧させた。耐圧容器２３内の圧力は、耐圧容器２３に取り付けられた圧力センサ２４によって確認した。 Using the test apparatus shown in FIG. 2, the ignition test of the gas generating compositions of Test Examples 1 to 9 was performed, and their ignitability was evaluated. Specifically, the liquid gas generating composition 20 (Test Examples 1 to 9) was filled in the container 21, and the nichrome wire 22 was immersed in the gas generating composition 20 in the container 21. This was placed in the pressure vessel 23, and the pressure vessel 23 was filled with nitrogen gas to increase the pressure in the pressure vessel 23 to a predetermined pressure (15, 20, 40 kgf / cm 2 ). The pressure in the pressure vessel 23 was confirmed by a pressure sensor 24 attached to the pressure vessel 23.
そして、ニクロム線２２に電流を印加するとともに、電流を印加してからガス発生組成物２０が燃焼を開始するまでの時間を測定した。その結果を表１に示す。なお、表１の試験欄の数値の単位は「秒」である。また、電流を印加してからガス発生組成物２０が燃料を開始するまでの時間が２秒を超えた場合については「不着火」と判定した。 And while applying an electric current to the nichrome wire 22, the time after applying an electric current until the gas generating composition 20 starts combustion was measured. The results are shown in Table 1. The unit of the numerical value in the test column of Table 1 is “second”. Further, when the time from when the current was applied until the gas generating composition 20 started to fuel exceeded 2 seconds, it was determined as “non-ignition”.
（試験例１０〜１５）
硝酸塩、硝酸ヒドロキシルアンモニウム（ＨＡＮ）、燃料としてのメタノールを表２に示す組成で配合して、試験例１０〜１５の液体状のガス発生組成物を調製した。試験例１０〜１５は、試験例１〜３に対して硝酸ヒドロキシルアンモニウムの含有量をそれぞれ変更したものである。そして、試験例１０〜１５について、上記と同様にして着火試験を行った。その結果を表２に示す。
(Test Examples 10 to 15)
Nitrate, hydroxylammonium nitrate (HAN), and methanol as fuel were blended in the compositions shown in Table 2 to prepare liquid gas generating compositions of Test Examples 10 to 15. Test Examples 10 to 15 are obtained by changing the content of hydroxylammonium nitrate with respect to Test Examples 1 to 3, respectively. And about the test examples 10-15, the ignition test was done like the above. The results are shown in Table 2.
（試験例１６〜１７）
硝酸塩、硝酸ヒドロキシルアンモニウム（ＨＡＮ）、燃料としてのエチレングリコールを表３に示す組成で配合して、試験例１６〜１７の液体状のガス発生組成物を調製した。そして、試験例１６〜１７について、上記と同様にして着火試験を行った。その結果を表３に示す。
(Test Examples 16 to 17)
Nitrate, hydroxylammonium nitrate (HAN), and ethylene glycol as fuel were blended in the compositions shown in Table 3 to prepare liquid gas generating compositions of Test Examples 16-17. And about the test examples 16-17, the ignition test was done like the above. The results are shown in Table 3.
（試験例１８〜２１）
硝酸塩、硝酸ヒドロキシルアンモニウム（ＨＡＮ）、燃料としてのメタノールを表４に示す組成で配合して、試験例１８〜２１の液体状のガス発生組成物を調製した。試験例１８〜２１は、試験例１〜３に対してガス発生組成物の酸素バランスをプラス側及びマイナス側にそれぞれ変更したものである。そして、試験例１８〜２１について、上記と同様にして着火試験を行った。その結果を表４に示す。
(Test Examples 18 to 21)
Nitrate, hydroxylammonium nitrate (HAN), and methanol as a fuel were blended in the compositions shown in Table 4 to prepare liquid gas generating compositions of Test Examples 18-21. Test Examples 18 to 21 are obtained by changing the oxygen balance of the gas generating composition to the plus side and the minus side with respect to Test Examples 1 to 3, respectively. And about the test examples 18-21, the ignition test was done like the above. The results are shown in Table 4.
Ｓ…充填室、１０…ハイブリッドインフレータ、１１…充填部、１２…口金部、１２ａ…ガス吐出口、１３…ケース部、１４，１５…破裂板、１６…第１組成物。 DESCRIPTION OF SYMBOLS S ... Filling chamber, 10 ... Hybrid inflator, 11 ... Filling part, 12 ... Base part, 12a ... Gas discharge port, 13 ... Case part, 14, 15 ... Rupture disc, 16 ... 1st composition.
Claims (5)
燃料と、硝酸金属塩とを含有することを特徴とするガス発生組成物。 A liquid gas generating composition containing hydroxylammonium nitrate at 65% by mass or less,
A gas generating composition comprising a fuel and a metal nitrate metal salt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014056251A JP2015178431A (en) | 2014-03-19 | 2014-03-19 | Gas-generating composition and inflator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014056251A JP2015178431A (en) | 2014-03-19 | 2014-03-19 | Gas-generating composition and inflator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015178431A true JP2015178431A (en) | 2015-10-08 |
Family
ID=54262778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014056251A Pending JP2015178431A (en) | 2014-03-19 | 2014-03-19 | Gas-generating composition and inflator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2015178431A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017212917A1 (en) * | 2016-06-09 | 2017-12-14 | 国立大学法人 東京大学 | Low temperature gas generating agent composition |
-
2014
- 2014-03-19 JP JP2014056251A patent/JP2015178431A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017212917A1 (en) * | 2016-06-09 | 2017-12-14 | 国立大学法人 東京大学 | Low temperature gas generating agent composition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6210505B1 (en) | High gas yield non-azide gas generants | |
| US6287400B1 (en) | Gas generant composition | |
| US7470337B2 (en) | Gas generation with copper complexed imidazole and derivatives | |
| US20100269965A1 (en) | Gas generant and manufacturing method thereof | |
| US6132480A (en) | Gas forming igniter composition for a gas generant | |
| US20060219340A1 (en) | Gas generating system | |
| WO1998042642A1 (en) | Gas generator composition and molding thereof | |
| US20080217894A1 (en) | Micro-gas generation | |
| WO1994001381A1 (en) | Gas generating agent for air bags | |
| CN105777460A (en) | Gas generating composition | |
| US6887326B2 (en) | Nonazide gas generant compositions | |
| US7651126B2 (en) | Device for implementing a security element for the protection of goods and/or persons | |
| JP2015178431A (en) | Gas-generating composition and inflator | |
| JP6554491B2 (en) | Improved booster composition | |
| JP2010513186A (en) | Self-ignition / booster composition | |
| JP2007508230A (en) | Gas generating composition | |
| JP3920773B2 (en) | Gas evolution by metal complexes of guanylurea nitrate. | |
| Hasue et al. | Mixtures of phase-stabilized ammonium nitrate and tetrazoles as new gas-generating agent compositions | |
| JP2002160992A (en) | Gas generating agent | |
| JPH06227884A (en) | Gas generator for air bag | |
| WO2006047085A2 (en) | Burn rate enhancement of basic copper nitrate-containing gas generant compositions | |
| JP2006517510A (en) | Gas generating agent | |
| JP2014193793A (en) | Gas generation composition | |
| WO2004080921A3 (en) | High impetus, high burn rate gas generant propellant and seatbelt pretensioner incorporating same | |
| JP4500586B2 (en) | Gas generant composition |