JP2551738B2 - ガス発生剤組成物 - Google Patents
ガス発生剤組成物Info
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- JP2551738B2 JP2551738B2 JP6306153A JP30615394A JP2551738B2 JP 2551738 B2 JP2551738 B2 JP 2551738B2 JP 6306153 A JP6306153 A JP 6306153A JP 30615394 A JP30615394 A JP 30615394A JP 2551738 B2 JP2551738 B2 JP 2551738B2
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- gas
- igniting
- fuel
- nitrate
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B23/00—Compositions characterised by non-explosive or non-thermic constituents
- C06B23/009—Wetting agents, hydrophobing agents, dehydrating agents, antistatic additives, viscosity improvers, antiagglomerating agents, grinding agents and other additives for working up
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06D—MEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
- C06D5/00—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets
- C06D5/06—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets by reaction of two or more solids
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Air Bags (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Description
【０００１】本発明は、自動車エアバッグ及び急速な多
量のガスの形成が必要な他の装置を膨張させるためのガ
ス発生剤組成物に関する。さらに詳細には、本発明は、
テトラゾール及びトリアゾールが燃料成分であり、燃焼
の間に毒性酸化物の形成を最小にするよう低い燃焼温度
を達成するように酸化剤が選択されるガス発生剤組成物
に関する。
量のガスの形成が必要な他の装置を膨張させるためのガ
ス発生剤組成物に関する。さらに詳細には、本発明は、
テトラゾール及びトリアゾールが燃料成分であり、燃焼
の間に毒性酸化物の形成を最小にするよう低い燃焼温度
を達成するように酸化剤が選択されるガス発生剤組成物
に関する。
【０００２】現在使用されているほとんどの自動車エア
バッグ拘束システムは、アジ化ナトリウムが主要な燃料
であるガス発生剤組成物を使用している。アジ化ナトリ
ウムの欠点、特に未燃焼ガス発生器の廃棄の問題が存在
する、金属不純物の存在下での不安定さ及び毒性のた
め、非アジ化物ガス発生剤システムを開発することが望
ましく、多くの非アジ化物配合物が提案されてきた。し
かしながら、今日まで、非アジ化物ガス発生剤は工業的
に十分広まっていない。
バッグ拘束システムは、アジ化ナトリウムが主要な燃料
であるガス発生剤組成物を使用している。アジ化ナトリ
ウムの欠点、特に未燃焼ガス発生器の廃棄の問題が存在
する、金属不純物の存在下での不安定さ及び毒性のた
め、非アジ化物ガス発生剤システムを開発することが望
ましく、多くの非アジ化物配合物が提案されてきた。し
かしながら、今日まで、非アジ化物ガス発生剤は工業的
に十分広まっていない。
【０００３】例えば米国特許第 5,035,757号に提案され
ているようなアジ化物に代わるものとして、テトラゾー
ル及びトリアゾール化合物を含むアゾール化合物を含
む。テトラゾール化合物は、５−アミノテトラゾール
（ＡＴ）、テトラゾール、ビテトラゾール及びこれらの
化合物の金属塩を含む。トリアゾール化合物は、1,2,4-
トリアゾール-5- オン、3-ニトロ-1,2,4- トリアゾール
-5- オン及びこれらの化合物の金属塩を含む。上記アゾ
ール化合物のすべてが本発明に係る有効な燃料である
が、ＡＴが工業上最も重要なものである。
ているようなアジ化物に代わるものとして、テトラゾー
ル及びトリアゾール化合物を含むアゾール化合物を含
む。テトラゾール化合物は、５−アミノテトラゾール
（ＡＴ）、テトラゾール、ビテトラゾール及びこれらの
化合物の金属塩を含む。トリアゾール化合物は、1,2,4-
トリアゾール-5- オン、3-ニトロ-1,2,4- トリアゾール
-5- オン及びこれらの化合物の金属塩を含む。上記アゾ
ール化合物のすべてが本発明に係る有効な燃料である
が、ＡＴが工業上最も重要なものである。
【０００４】ガス発生剤システムは、燃料成分に加え、
酸化剤を含む。アゾール燃料と共に使用することが提案
された酸化剤は、硝酸、塩素酸及び過塩素酸のアルカリ
及びアルカリ土類金属塩を含む。従来提案されたアゾー
ル化合物をベースとするガス発生剤システムの問題は、
その燃焼温度が高いことである。毒性酸化物、特にＣＯ
及びＮＯx の発生レベルはガス発生反応の燃焼温度によ
りきまり、温度が高いほど形成されるこの毒性ガスのレ
ベルが高い。従って、より低い温度で燃焼するガス発生
剤混合物を製造することが望ましい。
酸化剤を含む。アゾール燃料と共に使用することが提案
された酸化剤は、硝酸、塩素酸及び過塩素酸のアルカリ
及びアルカリ土類金属塩を含む。従来提案されたアゾー
ル化合物をベースとするガス発生剤システムの問題は、
その燃焼温度が高いことである。毒性酸化物、特にＣＯ
及びＮＯx の発生レベルはガス発生反応の燃焼温度によ
りきまり、温度が高いほど形成されるこの毒性ガスのレ
ベルが高い。従って、より低い温度で燃焼するガス発生
剤混合物を製造することが望ましい。
【０００５】多くのガス発生剤加工法は水を用いる。水
加工はガス発生剤材料の危険性を低下させる。従って、
水加工を促進するようにガス発生剤組成物を配合するこ
とが望ましい。
加工はガス発生剤材料の危険性を低下させる。従って、
水加工を促進するようにガス発生剤組成物を配合するこ
とが望ましい。
【０００６】例えば米国特許第 5,015,309号に教示され
ている水加工の一例は、以下の工程を含む。 １．発生剤成分と水のスラリーを形成すること ２．このスラリーをスプレー乾燥し、直径100 〜300 ミ
クロンの球状プリルを形成すること ３．このプリルを重力流によって高速回転プレスに供給
すること
ている水加工の一例は、以下の工程を含む。 １．発生剤成分と水のスラリーを形成すること ２．このスラリーをスプレー乾燥し、直径100 〜300 ミ
クロンの球状プリルを形成すること ３．このプリルを重力流によって高速回転プレスに供給
すること
【０００７】タブレット成形機に正しく供給するため、
良好に成形された球状プリルが必要である。プリルを用
いないと、通常供給システムに詰まりもしくはブリッジ
ングが起こる。プリルを用いないと、タブレット成形機
の均一な、高速充填を達成することが困難である。発生
剤の少なくとも一部が水溶性でないとスプレー乾燥工程
においてこのプリルは形成しない。典型的スラリーは35
％までの水を含み、固体成分の少なくとも15％がスラリ
ーに可溶であることが必要であることが好ましい。
良好に成形された球状プリルが必要である。プリルを用
いないと、通常供給システムに詰まりもしくはブリッジ
ングが起こる。プリルを用いないと、タブレット成形機
の均一な、高速充填を達成することが困難である。発生
剤の少なくとも一部が水溶性でないとスプレー乾燥工程
においてこのプリルは形成しない。典型的スラリーは35
％までの水を含み、固体成分の少なくとも15％がスラリ
ーに可溶であることが必要であることが好ましい。
【０００８】他の一般的製造方法（例えば米国特許第
5,084,218号）は以下の工程を含む。 １．発生剤成分と水のスラリーを形成すること ２．このスラリーを押し出し、スパゲッティ状のストラ
ンドを形成すること、 ３．このストランドを切断し、球状にしてプリルを形成
すること、 ４．上記のようにしてこのプリルをタブレットにするこ
と
5,084,218号）は以下の工程を含む。 １．発生剤成分と水のスラリーを形成すること ２．このスラリーを押し出し、スパゲッティ状のストラ
ンドを形成すること、 ３．このストランドを切断し、球状にしてプリルを形成
すること、 ４．上記のようにしてこのプリルをタブレットにするこ
と
【０００９】プリルを形成するための切断及び球状化工
程は発生剤の一部が水溶性でない限り成功しないであろ
う。
程は発生剤の一部が水溶性でない限り成功しないであろ
う。
【００１０】ガス発生剤組成物は燃料を約20〜約40重量
％、酸化剤を約20〜約80重量％、そして所望の成分を残
余含む。燃料の約50〜約85重量％がトリアゾールもしく
はテトラゾールであり、燃料の約15〜約50重量％が水溶
性燃料、例えば硝酸グアニジン、二硝酸エチレンジアミ
ンもしくは同様の化合物である。酸化剤の少なくとも約
20重量％、好ましくは少なくとも50重量％は遷移金属酸
化物を含み、残余はアルカリ及び／又はアルカリ土類金
属硝酸塩、塩素酸塩もしくは過塩素酸塩を含む。主要な
酸化剤成分としての遷移金属酸化物の使用は燃焼温度を
低くし、毒性酸化物の形成を減少させる。
％、酸化剤を約20〜約80重量％、そして所望の成分を残
余含む。燃料の約50〜約85重量％がトリアゾールもしく
はテトラゾールであり、燃料の約15〜約50重量％が水溶
性燃料、例えば硝酸グアニジン、二硝酸エチレンジアミ
ンもしくは同様の化合物である。酸化剤の少なくとも約
20重量％、好ましくは少なくとも50重量％は遷移金属酸
化物を含み、残余はアルカリ及び／又はアルカリ土類金
属硝酸塩、塩素酸塩もしくは過塩素酸塩を含む。主要な
酸化剤成分としての遷移金属酸化物の使用は燃焼温度を
低くし、毒性酸化物の形成を減少させる。
【００１１】本発明に係る組成物はほぼ170 ℃の温度に
おいて自己発火し、それにより膨張器中の発生剤として
のこの組成物の使用は、アルミニウムに収容された膨張
器に通常用いられているような別個の自己発火ユニット
の必要性を排除する。
おいて自己発火し、それにより膨張器中の発生剤として
のこの組成物の使用は、アルミニウムに収容された膨張
器に通常用いられているような別個の自己発火ユニット
の必要性を排除する。
【００１２】また、本発明に係る組成物は、アジ化物を
ベースとする発生剤のような従来の発生剤を用いる膨張
器用の自己発火ユニットにおいて自己発火材料として用
いることができる。
ベースとする発生剤のような従来の発生剤を用いる膨張
器用の自己発火ユニットにおいて自己発火材料として用
いることができる。
【００１３】ここでは特に示さない限り、パーセントは
重量基準である。主要な燃料成分は上記のテトラゾール
及びトリアゾール化合物並びにこれらの混合物より選ん
でよいが、入手性及びコストの観点より、５−アミノテ
トラゾール（ＡＴ）が選択されるアゾール化合物であ
り、本発明をＡＴについて説明する。燃料の目的は、適
当な酸化剤もしくは酸化剤混合物により燃焼された際に
二酸化炭素、水及び窒素ガスを形成することである。こ
のような形成されたガスは自動車ガスバッグもしくは他
のそのような装置を膨張させるために用いられる。例と
しては、ＡＴは以下の式により燃焼し、二酸化炭素、水
及び窒素を形成する。 ２ＣＨ3 ＋ 7/2 Ｏ2 → ２ＣＯ2 ＋ ３Ｈ2 Ｏ ＋
５Ｎ2
重量基準である。主要な燃料成分は上記のテトラゾール
及びトリアゾール化合物並びにこれらの混合物より選ん
でよいが、入手性及びコストの観点より、５−アミノテ
トラゾール（ＡＴ）が選択されるアゾール化合物であ
り、本発明をＡＴについて説明する。燃料の目的は、適
当な酸化剤もしくは酸化剤混合物により燃焼された際に
二酸化炭素、水及び窒素ガスを形成することである。こ
のような形成されたガスは自動車ガスバッグもしくは他
のそのような装置を膨張させるために用いられる。例と
しては、ＡＴは以下の式により燃焼し、二酸化炭素、水
及び窒素を形成する。 ２ＣＨ3 ＋ 7/2 Ｏ2 → ２ＣＯ2 ＋ ３Ｈ2 Ｏ ＋
５Ｎ2
【００１４】水との加工を促進するため、燃料の一部、
すなわち燃料の約15〜約50重量％は水溶性である。水溶
性酸化剤、例えば硝酸ストロンチウムも水加工を促進す
るが、そのような水溶性酸化剤をあてにしすぎると望ま
しくない高い燃焼温度になる傾向がある。水溶性燃料の
特定の望ましい特性を以下に示す。この化合物は水に容
易に溶解すべきである。すなわち25℃において少なくと
も約30g/100ml H2O である。この化合物はＨ、Ｃ、Ｏ及
びＮより選ばれる唯一の元素を含むべきである。二酸化
炭素、窒素、及び水を形成するよう酸化剤と理論比で混
合された場合に、このガス収率は混合物の100gあたり約
1.8 モル以上のガスを形成すべきである。二酸化炭素、
窒素、及び水を形成するよう酸化剤と理論比で混合され
た場合に、1000psi(70.3kg/cm2)における理想的チャン
バー温度は低いべきであり、好ましくは約1800°K 未満
である。
すなわち燃料の約15〜約50重量％は水溶性である。水溶
性酸化剤、例えば硝酸ストロンチウムも水加工を促進す
るが、そのような水溶性酸化剤をあてにしすぎると望ま
しくない高い燃焼温度になる傾向がある。水溶性燃料の
特定の望ましい特性を以下に示す。この化合物は水に容
易に溶解すべきである。すなわち25℃において少なくと
も約30g/100ml H2O である。この化合物はＨ、Ｃ、Ｏ及
びＮより選ばれる唯一の元素を含むべきである。二酸化
炭素、窒素、及び水を形成するよう酸化剤と理論比で混
合された場合に、このガス収率は混合物の100gあたり約
1.8 モル以上のガスを形成すべきである。二酸化炭素、
窒素、及び水を形成するよう酸化剤と理論比で混合され
た場合に、1000psi(70.3kg/cm2)における理想的チャン
バー温度は低いべきであり、好ましくは約1800°K 未満
である。
【００１５】上記条件を最も理想的にみたす化合物はア
ミンもしくは置換アミンの硝酸塩である。好適な化合物
は、限定するものではないが、硝酸グアニジン、硝酸ア
ミノグアニジン、硝酸ジアミノグアニジン、硝酸セミカ
ルバジド、硝酸トリアミノグアニジン、二硝酸エチレン
ジアミン、二硝酸ヘキサメチレンテトラアミン、及びこ
れらの混合物からなる群を含む。硝酸グアニジンが現在
最も好ましい水溶性燃料である。
ミンもしくは置換アミンの硝酸塩である。好適な化合物
は、限定するものではないが、硝酸グアニジン、硝酸ア
ミノグアニジン、硝酸ジアミノグアニジン、硝酸セミカ
ルバジド、硝酸トリアミノグアニジン、二硝酸エチレン
ジアミン、二硝酸ヘキサメチレンテトラアミン、及びこ
れらの混合物からなる群を含む。硝酸グアニジンが現在
最も好ましい水溶性燃料である。
【００１６】通常あらゆる遷移金属酸化物が酸化剤とし
て作用する。特に適した遷移金属酸化物は、酸化第二鉄
及び酸化第二銅を含む。好ましい遷移金属酸化物は酸化
第二銅であり、これはガス発生剤の燃焼の際にスラッグ
成分として銅金属を形成する。酸化剤の目的は燃料の酸
化に必要な酸素を提供することであり、例えばＣｕＯは
以下の式に従ってＡＴを酸化する。 ４ＣＨ3 Ｎ5 ＋ 14ＣｕＯ → 14Ｃｕ＋４ＣＯ2 ＋６
Ｈ2 Ｏ＋10Ｎ2
て作用する。特に適した遷移金属酸化物は、酸化第二鉄
及び酸化第二銅を含む。好ましい遷移金属酸化物は酸化
第二銅であり、これはガス発生剤の燃焼の際にスラッグ
成分として銅金属を形成する。酸化剤の目的は燃料の酸
化に必要な酸素を提供することであり、例えばＣｕＯは
以下の式に従ってＡＴを酸化する。 ４ＣＨ3 Ｎ5 ＋ 14ＣｕＯ → 14Ｃｕ＋４ＣＯ2 ＋６
Ｈ2 Ｏ＋10Ｎ2
【００１７】遷移金属酸化物は唯一の酸化剤であっても
よく、又はアルカリもしくはアルカリ土類金属硝酸塩、
塩素酸塩及び過塩素酸塩並びにこれらの混合物を含む他
の酸化剤と共に用いてもよい。これらのうち、硝酸塩
（アルカリ及び／又はアルカリ土類金属塩）が好まし
い。硝酸塩酸化剤はガス発生をわずかに高める。アルカ
リ金属硝酸塩は発火促進添加剤として特に有効である。
よく、又はアルカリもしくはアルカリ土類金属硝酸塩、
塩素酸塩及び過塩素酸塩並びにこれらの混合物を含む他
の酸化剤と共に用いてもよい。これらのうち、硝酸塩
（アルカリ及び／又はアルカリ土類金属塩）が好まし
い。硝酸塩酸化剤はガス発生をわずかに高める。アルカ
リ金属硝酸塩は発火促進添加剤として特に有効である。
【００１８】ガス発生剤組成物をペレット化することが
しばしば望ましい。その場合、約５重量％まで、典型的
には0.2 〜５重量％のプレス助剤もしくはバインダーを
用いてよい。これはこの目的に有効であることが知られ
ている材料より選んでよく、二硫化モリブデン、ポリカ
ーボネート、グラファイト、Viton 、ニトロセルロー
ス、多糖類、ポリビニルピロリドン、珪酸ナトリウム、
ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、
ステアリン酸亜鉛、タルク、マイカ、ベントナイト、モ
ンモリロン石等を含む。好ましいプレス助剤／バインダ
ーは二硫化モリブデンである。二硫化モリブデンを用い
る場合、酸化剤の一部としてアルカリ金属硝酸塩を混入
させることが好ましい。二硫化モリブデンの存在下での
アルカリ金属硝酸塩は、毒性のある硫黄物質ではなくア
ルカリ金属硫酸塩を形成する。従って、二硫化モリブデ
ンを用いる場合、二硫化モリブデンの硫黄成分の実質的
すべてをアルカリ金属硫酸塩に転化させるに十分な量で
酸化剤の一部としてアルカリ金属硝酸塩を用いる。この
量は少なくとも二硫化モリブデンと等量であるが、典型
的にはこの等量の数倍である。重量基準で、アルカリ金
属硝酸塩は用いられた二硫化モリブデンの重量の約３〜
約５倍で用いられる。
しばしば望ましい。その場合、約５重量％まで、典型的
には0.2 〜５重量％のプレス助剤もしくはバインダーを
用いてよい。これはこの目的に有効であることが知られ
ている材料より選んでよく、二硫化モリブデン、ポリカ
ーボネート、グラファイト、Viton 、ニトロセルロー
ス、多糖類、ポリビニルピロリドン、珪酸ナトリウム、
ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、
ステアリン酸亜鉛、タルク、マイカ、ベントナイト、モ
ンモリロン石等を含む。好ましいプレス助剤／バインダ
ーは二硫化モリブデンである。二硫化モリブデンを用い
る場合、酸化剤の一部としてアルカリ金属硝酸塩を混入
させることが好ましい。二硫化モリブデンの存在下での
アルカリ金属硝酸塩は、毒性のある硫黄物質ではなくア
ルカリ金属硫酸塩を形成する。従って、二硫化モリブデ
ンを用いる場合、二硫化モリブデンの硫黄成分の実質的
すべてをアルカリ金属硫酸塩に転化させるに十分な量で
酸化剤の一部としてアルカリ金属硝酸塩を用いる。この
量は少なくとも二硫化モリブデンと等量であるが、典型
的にはこの等量の数倍である。重量基準で、アルカリ金
属硝酸塩は用いられた二硫化モリブデンの重量の約３〜
約５倍で用いられる。
【００１９】ガス発生剤組成物は所望により触媒を約３
重量％まで、典型的には約１〜約２重量％含んでよい。
水素化硼素及びフェリシアン化鉄がそのような燃焼触媒
である。ある種の遷移金属酸化物、例えばクロム酸銅、
酸化クロム及び酸化マンガンは、酸化剤としての機能に
加え、燃焼を触媒するよう作用する。
重量％まで、典型的には約１〜約２重量％含んでよい。
水素化硼素及びフェリシアン化鉄がそのような燃焼触媒
である。ある種の遷移金属酸化物、例えばクロム酸銅、
酸化クロム及び酸化マンガンは、酸化剤としての機能に
加え、燃焼を触媒するよう作用する。
【００２０】ハウジングと熱的につながっている自己発
火性ガス発生材料により、ガス発生剤材料はハウジング
が以上に高い温度、例えば約240 ℃に暴露された際に自
己発火する。
火性ガス発生材料により、ガス発生剤材料はハウジング
が以上に高い温度、例えば約240 ℃に暴露された際に自
己発火する。
【００２１】米国特許第 4,561,675号は、自己発火に達
するであろう温度にさらた場合にアルミニウムに収容さ
れた膨張器がもたらす危険性を示している。アルミニウ
ムハウジングは、従来のガス発生剤材料、特にアジ化物
をベースとする発生剤が自己発火する温度より低い温度
において弱くなる。従って、膨張器が破裂もしくは破壊
してフラグメントを飛散させる可能性がある。しかしな
がら、米国特許第 4,561,675号は、アルミニウムハウジ
ングが弱くなり、主要な発生剤材料を発火させる温度よ
り低い温度で自己発火する火工材料を含む自己発火装置
を提供することによりこの問題を取り扱っている。自己
発火ユニットを含むユニットを図２に示す。通常、現在
発売されているアルミニウム膨張器はそのような自己発
火ユニットを含んでいる。
するであろう温度にさらた場合にアルミニウムに収容さ
れた膨張器がもたらす危険性を示している。アルミニウ
ムハウジングは、従来のガス発生剤材料、特にアジ化物
をベースとする発生剤が自己発火する温度より低い温度
において弱くなる。従って、膨張器が破裂もしくは破壊
してフラグメントを飛散させる可能性がある。しかしな
がら、米国特許第 4,561,675号は、アルミニウムハウジ
ングが弱くなり、主要な発生剤材料を発火させる温度よ
り低い温度で自己発火する火工材料を含む自己発火装置
を提供することによりこの問題を取り扱っている。自己
発火ユニットを含むユニットを図２に示す。通常、現在
発売されているアルミニウム膨張器はそのような自己発
火ユニットを含んでいる。
【００２２】本発明のガス発生剤材料はほぼ170 ℃付近
で自己発火するため、別個の自己発火ユニットを提供す
る必要がない。それはガス発生剤自身がアルミニウムハ
ウジングが弱くなる温度以下の温度において自己発火す
るからである。別個の自己発火ユニットの必要性を排除
することによりコストが低下する。また、デザインの融
通性も大きくなる。
で自己発火するため、別個の自己発火ユニットを提供す
る必要がない。それはガス発生剤自身がアルミニウムハ
ウジングが弱くなる温度以下の温度において自己発火す
るからである。別個の自己発火ユニットの必要性を排除
することによりコストが低下する。また、デザインの融
通性も大きくなる。
【００２３】図１に自己発火するガス発生剤として、本
発明により配合した発生剤ペレット11を用いる膨張器ユ
ニット10の断面を示す。特定の自己発火ユニットを含ま
ない膨張器ユニットは当該分野、例えば米国特許第 4,5
47,342号より公知であるが、アルミニウムが弱くなる温
度以下の温度で自己発火しない発生剤を用いるユニット
は燃焼状況において危険性を示す。
発明により配合した発生剤ペレット11を用いる膨張器ユ
ニット10の断面を示す。特定の自己発火ユニットを含ま
ない膨張器ユニットは当該分野、例えば米国特許第 4,5
47,342号より公知であるが、アルミニウムが弱くなる温
度以下の温度で自己発火しない発生剤を用いるユニット
は燃焼状況において危険性を示す。
【００２４】ハウジングは２つのアルミニウム片、すな
わちベース12とディフューザー13より形成され、これら
は互いに溶接されている。ディフューザー13は中心円筒
形チャンバー14と環状チャンバー15及び16を形成するよ
うな形状である。中心チャンバー内には火工剤を含むス
キブ17が存在する。このスキブ17は電気コネクター18に
よりボックス19で表されるセンサー手段に接続される。
このセンサー手段は車両が衝突した際を検知し、スキブ
中の火工剤を発火させる。また中心チャンバー14内のス
キブ17はＢ及びＫＮＯ3 のような発火剤を含むカップ19
である。スキブ17は発火すると破裂し、ガスを放出し、
カップ19内の発火剤を発火させる。次いで発火剤カップ
19が破裂し、ディフューザー通路20を通して環状チャン
バー15にガスを放出する。環状チャンバー15にはガス発
生剤材料のペレット11が含まれている。チャンバー15の
底側の発生剤抑制剤21は、ベース12と結合するまでディ
フューザー13内でガス発生剤を保持する。ペレット11の
まわりには燃焼スクリーンもしくはフィルター22が設け
られ、そしてこのまわりには裏側に接着剤を有するホイ
ルシール23が設けられ、これは膨張器内でペレットを密
封し、周囲環境、例えば水分から保護する。発生剤ペレ
ット11が発火すると、ガスがスクリーン22を通りホイル
シール23を切り裂き、そして通路24を通って外部環状チ
ャンバー16チャンバー16の底では燃焼の間に形成した粒
子及びスラグを捕らえ保持するワイヤーフィルター25が
設けられている。ガスはデフレクターリング26によりフ
ィルター25に向けられる。フィルター25を通過した後、
ガスはバフル39（これは２次フィルター27にガスを偏向
させる）の周囲を通過し、通路28を通りエアバッグ（図
示せず）に出る。
わちベース12とディフューザー13より形成され、これら
は互いに溶接されている。ディフューザー13は中心円筒
形チャンバー14と環状チャンバー15及び16を形成するよ
うな形状である。中心チャンバー内には火工剤を含むス
キブ17が存在する。このスキブ17は電気コネクター18に
よりボックス19で表されるセンサー手段に接続される。
このセンサー手段は車両が衝突した際を検知し、スキブ
中の火工剤を発火させる。また中心チャンバー14内のス
キブ17はＢ及びＫＮＯ3 のような発火剤を含むカップ19
である。スキブ17は発火すると破裂し、ガスを放出し、
カップ19内の発火剤を発火させる。次いで発火剤カップ
19が破裂し、ディフューザー通路20を通して環状チャン
バー15にガスを放出する。環状チャンバー15にはガス発
生剤材料のペレット11が含まれている。チャンバー15の
底側の発生剤抑制剤21は、ベース12と結合するまでディ
フューザー13内でガス発生剤を保持する。ペレット11の
まわりには燃焼スクリーンもしくはフィルター22が設け
られ、そしてこのまわりには裏側に接着剤を有するホイ
ルシール23が設けられ、これは膨張器内でペレットを密
封し、周囲環境、例えば水分から保護する。発生剤ペレ
ット11が発火すると、ガスがスクリーン22を通りホイル
シール23を切り裂き、そして通路24を通って外部環状チ
ャンバー16チャンバー16の底では燃焼の間に形成した粒
子及びスラグを捕らえ保持するワイヤーフィルター25が
設けられている。ガスはデフレクターリング26によりフ
ィルター25に向けられる。フィルター25を通過した後、
ガスはバフル39（これは２次フィルター27にガスを偏向
させる）の周囲を通過し、通路28を通りエアバッグ（図
示せず）に出る。
【００２５】図２に、図１と同様であるが、アジ化物を
ベースとするような従来の組成物のガス発生剤ペレット
11' を主要な発生剤として用いる場合の自己発火ユニッ
ト30における本発明のガス発生剤組成物を用いる膨張器
である。図２において、同じ部品は図１と同じ番号で示
す。自己発火ユニット30は発火剤を保持するカップ14の
末端上のキャップである。自己発火ユニット30の頂上は
ディフューザー13と接触しており、自己発火材料はハウ
ジングと熱的に接続している。自己発火材料、すなわち
本発明に係る発生剤組成物は曲げ可能な膜31、例えばホ
イルにより発火剤と分離されている。このユニットは自
動車火災に遭遇するような過剰な温度に暴露されねばら
なず、自己発火材料が発火し、膜を破裂させ、上記の順
によりガスを発生させる。
ベースとするような従来の組成物のガス発生剤ペレット
11' を主要な発生剤として用いる場合の自己発火ユニッ
ト30における本発明のガス発生剤組成物を用いる膨張器
である。図２において、同じ部品は図１と同じ番号で示
す。自己発火ユニット30は発火剤を保持するカップ14の
末端上のキャップである。自己発火ユニット30の頂上は
ディフューザー13と接触しており、自己発火材料はハウ
ジングと熱的に接続している。自己発火材料、すなわち
本発明に係る発生剤組成物は曲げ可能な膜31、例えばホ
イルにより発火剤と分離されている。このユニットは自
動車火災に遭遇するような過剰な温度に暴露されねばら
なず、自己発火材料が発火し、膜を破裂させ、上記の順
によりガスを発生させる。
【００２６】本発明の組成物は長期間安定である。従っ
て、時間と共に分解するニトロセルロースをベースとす
る自己発火材料よりも好ましい。この組成物は爆発性で
はなく、従って爆発性自己発火材料よりも好ましい。本
発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明する。
て、時間と共に分解するニトロセルロースをベースとす
る自己発火材料よりも好ましい。この組成物は爆発性で
はなく、従って爆発性自己発火材料よりも好ましい。本
発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明する。
【００２７】例１〜３ 以下の表に従ってガス発生剤組成物を配合する（量は硫
化モリブデンを除く重量部である）。この組成物は水性
スラリー（約70％固体）内で成分を混合し、乾燥し、こ
の乾燥した混合物をふるい分けすることにより製造し
た。スラッグをプレスし、1000psi(70.3kg/cm2)におい
て燃焼速度を測定した。
化モリブデンを除く重量部である）。この組成物は水性
スラリー（約70％固体）内で成分を混合し、乾燥し、こ
の乾燥した混合物をふるい分けすることにより製造し
た。スラッグをプレスし、1000psi(70.3kg/cm2)におい
て燃焼速度を測定した。
【００２８】 １ ２ ３ 硝酸グアニジン 9.84 10.84 11.82 可溶性燃料 酸化第二銅 70.94 70.48 70.03 酸化剤 5-アミノテトラゾール 17.73 17.20 16.67 燃料 硝酸ナトリウム 1.48 1.48 1.48 酸化剤（低発火温度） 二硫化モリブデン 0.5 0.5 0.5
【００２９】以下にこの組成物の特性を示す。 １ ２ ３ 1000psi(ips)での燃焼速度 0.78 0.79 0.79 チャンバー温度（°Ｋ） 1653 1651 1648 溶解性％（30％スラリー） 19.6 21.0 22.4 スラッグ 良好に形成 自己発火温度 160℃ 160℃ 160℃
【００３０】例４ 図２に示す３つの膨張器を上記例３の組成物を用いて組
み立てた。この膨張器を発火した多量の薪の上に乗せ
た。所定時間経過後、この膨張器は本発明の組成物の自
己発火により展開した。典型的には、このタイプのテス
トにおいて、自己発火しない膨張器はたき火温度におけ
るハウジングの強度の低下のため破片となる。
み立てた。この膨張器を発火した多量の薪の上に乗せ
た。所定時間経過後、この膨張器は本発明の組成物の自
己発火により展開した。典型的には、このタイプのテス
トにおいて、自己発火しない膨張器はたき火温度におけ
るハウジングの強度の低下のため破片となる。
【図１】別個の自己発火ユニットを有していない、ステ
アリングホイールのハブに適合した膨張器モジュールの
断面図である。
アリングホイールのハブに適合した膨張器モジュールの
断面図である。
【図２】自己発火ユニットを有する、ステアリングホイ
ールのハブに適合した膨張器モジュールの断面図であ
る。
ールのハブに適合した膨張器モジュールの断面図であ
る。
１１…発生剤ペレット １２…ベース １３…ディフューザー １４…中心チャンバー １５…環状チャンバー １６…環状チャンバー １７…スキブ ２０…ディフューザー通路 ２１…発生剤保持機 ２２…燃焼スクリーン ２３…ホイルシール ２４…通路 ２５…ワイヤーフィルター ２６…ディフレクターリング ２７…２次フィルター ２８…通路 ３０…自己発火ユニット ３１…膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル ピー．ジョーダン アメリカ合衆国，ユタ 84010，ボウン ティフル，ノース メイン ストリート 1191 ナンバー ４ (72)発明者 バージニア イー．チャンドラー アメリカ合衆国，ユタ 84403，オグデ ン，イースト ワサッチ 1811 (72)発明者 ロバート ディー．テイラー アメリカ合衆国，ユタ 84319，ハイラ ム，サウス ローズウッド ドライブ 356 (72)発明者 トーマス エム．デッパート アメリカ合衆国，ユタ 84302，ブリガ ム シティ，イースト 660 サウス350 (72)発明者 マイケル ダブリュ．バーンズ アメリカ合衆国，ユタ 84302，ブリガ ム シティ，ノース 420 イースト300
Claims (10)
- 【請求項１】 20〜40重量％の燃料、20〜80重量％の酸
化剤、及び残余のガス発生剤相溶性成分を含み、前記燃
料がテトラゾール及び／又はトリアゾール化合物を50〜
85重量％そして水溶性燃料を15〜50重量％含み、前記酸
化剤の少なくとも20〜100 重量％が遷移金属酸化物もし
くは遷移金属酸化物の混合物であり、そして前記酸化剤
の残余がアルカリ及び／又はアルカリ土類金属硝酸塩、
塩素酸塩、過塩素酸塩又はこれらの混合物であるガス発
生剤組成物。 - 【請求項２】 0.2 〜５重量％のバインダー材料をさら
に含む、請求項１記載の組成物。 - 【請求項３】 前記バインダー材料が硫化モリブデンで
ある、請求項２記載の組成物。 - 【請求項４】 前記酸化剤が、前記ガス発生剤組成物の
燃焼の際に前記硫化モリブデンの硫黄成分の実質的すべ
てをアルカリ金属硫酸塩に転化させるに十分なアルカリ
金属硝酸塩を含む、請求項３記載の組成物。 - 【請求項５】 前記遷移金属酸化物がＣｕＯである、請
求項１記載の組成物。 - 【請求項６】 前記遷移金属酸化物に加え、前記酸化剤
がアルカリ及び／又はアルカリ土類金属硝酸塩を含む、
請求項１記載の組成物。 - 【請求項７】 前記水溶性燃料が、硝酸グアニジン、硝
酸アミノグアニジン、硝酸ジアミノグアニジン、硝酸セ
ミカルバジド、硝酸トリアミノグアニジン、二硝酸エチ
レンジアミン、二硝酸ヘキサメチレンテトラアミン、及
びこれらの混合物からなる群より選ばれる、請求項１記
載の組成物。 - 【請求項８】 前記水溶性燃料が硝酸グアニジンであ
る、請求項７記載の組成物。 - 【請求項９】 車両の衝突の間に自動車エアバッグに多
量のガスを形成しかつ車両の火災条件の間に多量のガス
を発生させる方法であって、ハウジングを含む膨張ユニ
ット、前記ハウジング内に含まれるガス発生剤、車両の
衝突の間に前記ガス発生剤を発火させる手段、及びガス
発生剤の燃焼によって発生したガスをエアバッグに排出
する手段を提供することを含み、前記ガス発生剤が20〜
40重量％の燃料、20〜80重量％の酸化剤、及び残余のガ
ス発生剤相溶性成分を含み、前記燃料がテトラゾール及
び／又はトリアゾール化合物を50〜85重量％そして水溶
性燃料を15〜50重量％含み、前記酸化剤の少なくとも20
〜100 重量％が遷移金属酸化物もしくは遷移金属酸化物
の混合物であり、そして前記酸化剤の残余がアルカリ及
び／又はアルカリ土類金属硝酸塩、塩素酸塩、過塩素酸
塩又はこれらの混合物であり、前記ガス発生剤が約 155
〜180 ℃の温度において自己発火され、それにより他の
自己発火材料が存在せずに自己発火がおこる方法。 - 【請求項１０】 ハウジング、ホットガスを発生させる
ための電気発火性導火手段、前記導火手段により発生さ
れたホットガスに暴露した際に発火させるための前記ハ
ウジング内に配置された追加ホットガスを形成するため
の発火材料、及び前記発火材料により形成されたホット
ガスに暴露した際に発火させるための前記ハウジング内
に配置された多量のガスを形成するためのガス発生材料
を含む自動車エアバッグ膨張器において、前記ハウジン
グが異常な高温に暴露された際に前記発火材料を発火さ
せる方法であって、前記ハウジング内にこのハウジング
と熱接続している自己発火材料を、この自己発火材料が
発火した際に前記発火材料を発火させるよう配置するこ
とを含み、前記自己発火材料が20〜40重量％の燃料、20
〜80重量％の酸化剤、及び残余のガス発生剤相溶性成分
を含み、前記燃料がテトラゾール及び／又はトリアゾー
ル化合物を50〜85重量％そして水溶性燃料を15〜50重量
％含み、前記酸化剤の少なくとも20〜100 重量％が遷移
金属酸化物もしくは遷移金属酸化物の混合物であり、そ
して前記酸化剤の残余がアルカリ及び／又はアルカリ土
類金属硝酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩又はこれらの混合
物である方法。
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US16513393A | 1993-12-10 | 1993-12-10 | |
| US165133 | 1993-12-10 | ||
| US08/207,922 US5467715A (en) | 1993-12-10 | 1994-03-08 | Gas generant compositions |
| US207922 | 1994-03-08 | ||
| US08/310,019 US5431103A (en) | 1993-12-10 | 1994-09-21 | Gas generant compositions |
| US310019 | 1994-09-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07257986A JPH07257986A (ja) | 1995-10-09 |
| JP2551738B2 true JP2551738B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=27389106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6306153A Expired - Fee Related JP2551738B2 (ja) | 1993-12-10 | 1994-12-09 | ガス発生剤組成物 |
Country Status (8)
| Country | Link |
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| EP (1) | EP0659715B1 (ja) |
| JP (1) | JP2551738B2 (ja) |
| KR (1) | KR0126287B1 (ja) |
| AU (1) | AU667177B2 (ja) |
| CA (1) | CA2135977C (ja) |
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| MX (1) | MX9409331A (ja) |
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