JP2634786B2 - 複合エアバッグ膨張システム用の押出可能なガスジェネラント粒子およびそのための組成物並びにその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、自動車、ボートまたは飛行機の
ような乗物において、乗客用の膨張式拘束体の膨張用の
複合ガス発生システムに関する。より詳細には、本発明
は押出可能な熱硬化性バインダーであって、その燃焼生
成物が本質的に窒素酸化物を含まないバインダーを使用
する、新規の塩素を含まないガスジェネラントに関す
る。

【０００２】膨張式拘束体の技術に知られているよう
に、衝突によりもたらされるような乗物の突然の減速の
場合に、乗物中の乗客を保護するために、動いている乗
物の中で、圧縮ガスはエアバッグまたは同様の安全クッ
ションを膨張させるために使用される。このような圧縮
ガスは単なる膨張性材料であっても、または、その作用
は前記圧縮ガスを含むチャンバーに連絡するように調節
されたヒーターカートリッジ中での燃料の燃焼により発
生する熱およびガスにより増大されてもよい。同様に、
単なる膨張剤として作用するように、または、圧縮ガス
を増大するように、燃焼時にガスを発生するための多く
の花火技術組成物は提案されている。この分野で付与さ
れている多くの特許の例は米国特許第3,692,495 号(Sch
neiterら);第3,723,205 号(Scheffee); 第3,756,621 号
(Lewisら);第3,785,149 号(Timmerman);第3,897,285 号
(Hamilton ら);第3,901,747 号(Garner); 第3,912,562
号(Garner); 第3,950,009 号(Hamilton); 第3,964,255
号(Catanzarite);第4,128,996 号(Garner ら);第4,981,
534 号(Scheffee); および第5,290,060 号(Smith) であ
り、それらを引用により明細書中に取り入れる。

【０００３】単なる膨張剤として圧縮ガスを使用するこ
とは容器の嵩ばりのような多くの欠点を有し、それは車
のハンドルまたはダッシュボードのような場所に貯蔵す
ることを困難にする。また、容器中の圧力は、周囲温度
とともに望ましくないレベルにまで上昇する。更に、圧
縮ガスのみを使用すると、応答時間が許容されないほど
遅い。他方、膨張式拘束システムに満足されるには、花
火技術のガスジェネラントは幾つかの基準に適合しなけ
ればならない。それは広い範囲の温度および他の環境条
件にわたって、毒性でなく、引火性でなく、そして無煙
のガスを製造しなければならない。発生したガスの温度
は、エアバッグを破壊したりまたは乗客を傷害せしめた
りしないために、当業界に知られている通常の冷媒技術
により更に冷却されうるように充分に低くなければなら
ない。花火技術物質は取扱いに安全でなければならず、
且つ、非常に短時間、即ち、約35ミリ秒以内に非常に多
量のガスを発生することができなければならない。

【０００４】ナトリウムアジ化物を基礎とする組成物
は、そのガス発生特性および生じる窒素ガスの無毒性の
理由から、すべての花火型膨張式システムにおいて運転
者側および助手席側の両方の設置に現在主要な役割を演
じている。助手席側の設置では、より大きな容積のガス
が必要であるが、複合システムはその要求を満たすよう
に変えられる。上記の2 つのScheffeeの特許は、PVC プ
ラストゾル[ ポリ( ビニルクロリド) ＋可塑剤] を複合
ガス発生器中の花火材料の燃料およびバインダーとして
使用することを教示している。ポリ( ビニルクロリド)
の存在はPVC 安定剤を必要とする。それは、また、毒性
の塩素または塩化水素ガスをエアバッグ中、そして、そ
れ故、乗客室に通過することを防止するように塩素掃去
剤をも必要とする。このように、バインダー、可塑剤、
安定剤および酸化剤に加えて、花火材料はアルカリ金属
塩若しくはアルカリ土類金属塩を含まなければならず、
そして、炭素、酸化鉄および遷移金属酸化物を含まなけ
ればならない。このことはシステムを複雑にする。

【０００５】ナトリウムアジ化物を置き換えるために、
Garnerらはエアバッグインフレーターにおけるガス発生
燃焼のための燃料としてポリアセタールおよびポリ( ビ
ニルアセテート) 樹脂を教示している。樹脂および酸化
剤は溶剤中で混練され、その後、乾燥されてペレットに
圧縮される。Lewis らは複合システムにおいて圧縮ガス
としてアルゴンおよびガス発生燃焼性材料としてポリビ
ニル複合材または他の材料の使用を教示している。Schn
eiter らは、エアバッグインフレーター用の固形燃料
が、液体のカルボキシル末端ポリエステル、ビスフェノ
ールA のジグリシジルエーテル、過塩素酸カリウム、酸
化アルニミウムおよび触媒の混合物を135°F(57℃) で7
2時間硬化させることにより製造されうることを教示し
ている。

【０００６】熱硬化性バインダーを含む配合物が押出可
能であるように、幾つかの条件は満足されなければなら
ない。とりわけ、配合物の粘度は硬化が完了するまで押
出物がその形状を保持するように、それが押出機を出る
時に充分に高くなければならない。このことは混合物粘
度が押出機中での硬化反応が不必要であるように充分に
高いか; または、もし未硬化の組成物がその必要な粘度
を有しないならば、配合物の硬化性化学物質は、制御さ
れた寸法の粒子を形成しうるように押出機内で押出物粘
度を制御するように少なくとも部分的に硬化することが
可能でなければならず、そして、そのことは完全な硬化
が進行する間に制御された寸法を保持するであろうとい
うことを意味する。そして、押出機内での急速な硬化反
応は望ましくなく、急速な硬化およびその結果のプラギ
ングおよびオーバーヒートは避けられなければならな
い。

【０００７】"Studies on Composite Extrudable Prope
llant with Varied Burning Pressure Index ‘n ’"
という題の論文、Def. Sci. J., Vol 39, No.1, Januar
y 1989, pp 1〜12で、T.L. Varghese らは、加工溶剤の
蒸発が、噴射剤の溶剤押出の間に気孔、内部亀裂および
寸法変化を生ぜしめることを教示している。より良好な
老化特性、寸法安定性およびより良好な弾道制御ととも
に、押出しされた架橋複合材噴射剤のより良好な物理的
および機械的特性を証拠として、Vargheseらは、カルボ
キシル末端ポリブタジエン、過塩素酸アンモニウムおよ
びジエポキシ-トリアジリジンの組み合わせを硬化剤と
して含む噴射剤を記載している。良好な押出のための適
切なコンシステンシーは熱硬化性噴射剤混合物を60℃(1
40°F)で6時間シーズニングした後にのみ達成された。

【０００８】本発明の目的は、それ故、低粘度で混合さ
れ、そして、室温で1 時間以内、または135 °F(57℃)
で約15分以内に硬化されうる熱硬化性ガス発生組成物を
提供することである。

【０００９】本発明の関連する目的は、熱硬化性燃料お
よび酸化剤を混合した直後に安全に押出しされうる前記
燃料+ 酸化剤組成物を提供することである。

【００１０】本発明の別の関連する目的は、混合され、
そして、単一の押出しにおいて所定の形状に押出しされ
うる熱硬化性燃料+ 酸化剤組成物を提供することであ
る。

【００１１】本発明の別の関連する目的は、燃焼誘導破
壊により起こされる爆発の危険を最小にする、高密度で
無孔質のガス発生粒子を提供することである。

【００１２】本発明の関連する目的は、押出しされた燃
料- 酸化剤粒子が圧縮ガスの膨張のための熱を供給し、
且つ、ハロゲン化水素掃去剤または硫黄含有安定剤の存
在を必要としない、エアバッグ膨張用の複合ガス発生シ
ステムを提供することである。

【００１３】本発明の別の目的は、二酸化硫黄、窒素酸
化物および一酸化炭素のような毒性のガスを殆ど製造し
ないまたは全く製造しない、エアバッグ膨張用のガスジ
ェネラントを提供することである。

【００１４】本発明の関連する目的は、熱硬化性燃料+
酸化剤組成物を前記燃料および酸化剤の混合直後に安全
に押出しする方法を提供することである。

【００１５】次の記載および添付の図面から明らかにな
るであろう本発明のこれらおよび他の目的は、酸化剤、
硬化剤、および、アクリレート末端ポリブタジエン、ヒ
ドロキシ末端ポリブタジエン/ ジイソシアネート反応生
成物、ポリブタジエンポリカルボン酸およびエポキシ変
性ポリブタジエンおよび/ またはヒドロキシル末端ポリ
ブタジエンのエステル、およびスチレン/ ポリエステル
コポリマーからなる群より選ばれた少なくとも1 種の熱
硬化性樹脂を混合すること、並びに、約室温から約200
°F(93℃) までの温度が維持されている押出機を通して
この混合物を押し出すことを含む方法により達成され
る。混合工程は押出工程とは別に行われてよいが、混
合、押出、および部分硬化工程を押出機中で行うことが
好ましい。好ましい手順によると、比較的低い初期粘度
を有するガスジェネラント組成物はそれが押出機に取り
付けられたダイから出るときに付与された形状を保持す
ることができる押出物に変形される。押出機中の部分硬
化は、上記のバインダーの自己発火温度がそれらの硬化
温度よりかなり高いので実行可能である。短い硬化時間
は押出時の硬化を実行可能にする別のファクターであ
る。

【００１６】本発明において、バインダーとして、そし
て燃料として作用する熱硬化性樹脂は、好ましくは室温
または若干高い温度で液体である。液体樹脂は、酸化
剤、可塑剤、冷媒、スラグ改良剤、燃焼速度調節剤およ
び他の添加剤とバインダー- 燃料との低粘度混合を可能
にする。アクリレート末端ポリブタジエンの例はElf At
chem North America, Inc.によりPoly BD 300 の商標で
販売される製品である。その数平均分子量は3000であ
り、その比重は0.91であり、そしてその粘度は25℃(77
°F)で4500mPa.s(4500cps)である。それはメチルエチル
ケトンペルオキシドのような過酸化物により硬化され
る。有機酸の金属塩、例えば、Mooney Chemicals, Inc.
からLin-All の商標で入手可能なタル油酸マンガンのよ
うな硬化促進剤の存在下で、Poly BD 樹脂は室温で1 時
間以内に、そして135 °F(57℃) で5 分以内に硬化す
る。

【００１７】約1200〜約3000の数平均分子量を有する液
体のヒドロキシル末端ポリブタジエン樹脂は、本発明に
より、ジイソシアネート若しくはポリイソシアネートと
の反応によるポリウレタンへの転化のために、そして、
また、ポリブタジエンポリカルボン酸無水物との反応に
よる上記のエステルへの転化のために適切な出発材料で
ある。23℃でのヒドロキシル末端樹脂の粘度は約2600〜
約8000mPa.s(2600〜8000cps)の範囲である。ヒドロキシ
ル官能価は約2.2 〜約2.6 である。

【００１８】ヒドロキシル末端ポリブタジエン樹脂を硬
化するために適切なイソシアネートは、イソホロンジイ
ソシアネート、トルエンジイソシアネート、ジフェニル
メタン4,4'- ジイソシアネート(MDI) 、ヘキサメチレン
ジイソシアネート(HDI) 、およびビス(4- イソシアナト
シクロヘキシル) メタンにより代表される。上記のジイ
ソシアネートを基礎とするポリイソシアネートも、本発
明により、ヒドロキシル末端ポリブタジエンを硬化する
ために有用である。ヒドロキシル末端ポリブタジエン、
イソホロンジイソシアネートを含む混合物中のジイソシ
アネートに対する樹脂の重量比は適切には約12.5〜1 で
ある。

【００１９】本発明の目的で、ポリカルボン酸は2 個以
上のカルボン酸基を有する。このように、上記のエステ
ルの製造において出発材料として使用されるポリブタジ
エンポリカルボン酸はポリブタジエン鎖からのペンダン
トの2 個以上のカルボン酸基を有することができ、例え
ば、無水マレイン酸変性ポリブタジエンであることがで
きる。このようなポリカルボン酸の例は、Ricon Resin
s, Inc.からRicotuff 1110 の商標で入手可能な粘性液
体およびポリ( ブタジエン/ アクリル酸)(C.A.登録番号
25067-26-9) を含む。このようなコポリマーはB.F.Good
richからHycar の商標で入手可能である。本発明に有用
なポリカルボン酸の別の例は両方の酸基が末端にあるポ
リブタジエンジカルボン酸であり; 例としてはカルボキ
シル含有率が約1.1 〜約1.7 重量% であり、そして約26
0 〜約280 ポアズの粘度であるPhillipsにより販売され
ているButarez CTL 樹脂である。ラジカル触媒を伴って
製造されるブタジエンおよびアクリル酸のテレケリック
(telechelic)コポリマーも末端に酸基を有する。それら
の粘度は10〜40Pa.s、即ち、100 〜400 ポアズの大きさ
である。

【００２０】エポキシ変性ポリブタジエン樹脂はElf At
ochem により販売されるPoly bd 600 および605 樹脂に
より代表される。600 樹脂は25℃で5500mPa.s(5500cps)
の粘度および460 のエポキシ当量を有する。605 樹脂は
25℃で25000mPa.s(25000cps)の粘度および260 のエポキ
シ当量を有する。

【００２１】理論当量のマレイン酸変性ポリブタジエン
樹脂およびエポキシ変性ポリブタジエン樹脂を硬化促進
剤とともに反応させることにより製造される、本発明の
ガスジェネラント組成物用バインダーは初期には液体の
ままであるが、室温で約1.5時間以内に硬化する。135
°F(57℃) において、混合物は5 分以内に硬化する。イ
ミダゾールおよびアルキル置換イミダゾールは適切な硬
化促進剤である。約0.04重量% の促進剤は満足される。

【００２２】短鎖ポリエステルは本発明の熱硬化性バイ
ンダー組成物を提供するためにスチレンとの混合に適切
である。このような混合物の例は、480 〜2250cps(RVP#
3, 20rpmおよび25℃で) の粘度を有するAristech Chemi
cal Corporation から透明な液体として入手可能なLami
nac シリーズを含む。スチレン含有率は約30〜約40重量
% であり、そして酸価は17〜27である。このような混合
物を含む本発明のガスジェネラント組成物は室温で1 時
間以内、135 °F(57℃) で約10分以内に硬化する。

【００２３】本発明のガスジェネラント組成物は、それ
から形成された粒子が高密度であり、無孔質であり、ボ
イドおよびクラックを有せず、この為、このようなボイ
ドおよび割れに沿った燃焼誘導破壊により引き起こされ
る爆発の危険を最小にするように、溶剤を含まない。本
発明の目的で、溶剤という用語は硬化温度以下の温度で
粒子から蒸発するであろう揮発性有機溶剤を意味する。
本発明に適切な可塑剤は溶剤の定義に入らず、そして、
アルキルおよびアルコキシアルキルアジペート、セバケ
ート、フタレートおよびアゼレートにより代表される。
それらは更にジオクチルアジペートおよびジオクチルセ
バケートにより代表される。ガスジェネラント組成物の
総重量の0 〜約25% は可塑剤であってよい。

【００２４】本発明のガスジェネラント組成物は、供給
される炭素の全てを二酸化炭素に、そして供給される全
ての水素を水に転化するために充分な量の酸化剤または
酸化剤の組み合わせを含む。充分な量は、通常、総組成
物の約70〜約90重量% の範囲である。これらはアルカリ
- 、アルカリ土類- および遷移金属過塩素酸塩、塩素酸
塩および硝酸塩により代表される。アルカリ金属はナト
リウム、カリウムおよびリチウムを含む。適切なアルカ
リ土類金属は、カルシウム、ストロンチウムおよびバリ
ウムを含む。塩素酸カリウムおよび過塩素酸カリウムは
本発明に適切な特定の例である。過塩素酸アンモニウム
および硝酸アンモニウムも有用である。酸化第二銅およ
び二酸化マンガンのような遷移金属酸化物は本発明のた
めの酸化剤の更なる例である。

【００２５】アルミナ、シリカ、二酸化チタン、酸化ほ
う素、ベントナイトクレー、および多くの金属酸化物お
よび窒化物のようなスラグ改良剤はガスジェネラント組
成物の0 〜約30重量% を構成する。このような改良剤は
繊維または非繊維粒状物であることができる。

【００２６】本発明のガスジェネラントの燃焼時に達成
される火炎温度は2800〜3200°K であり、そして、それ
は冷媒の使用により変更されてよい。適切な冷媒の例は
アルルカリ金属およびアルカリ土類金属、例えば、ナト
リウム、カリウム、リチウム、カルシウムおよびストロ
ンチウムのしゅう酸塩、炭酸塩、塩化物および水酸化物
を含む。炭酸マグネシウム、炭酸リチウム、炭酸カルシ
ウムおよび炭酸ストロンチウムまたは他の容易に分解し
うる金属炭酸塩は更に冷媒を代表する。そもそも使用さ
れるときには、冷媒はガスジェネラント組成物中にむし
ろ低い含有率で使用され、最大で約30重量% である。

【００２７】触媒および燃焼速度調節剤も任意である
が、本発明のガスジェネラント組成物中に使用されると
きには、それらは総重量の約5%までを構成する。これら
の添加剤の例はほう化水素、および、酸化銅、酸化マン
ガン、酸化バナジウムのような遷移金属酸化物を含む。

【００２８】約1 インチ(2.54cm)の横断面を有するガス
ジェネラントの粒子の3000psi(20.7MPa)での燃焼速度は
約1.5 〜3 インチ(3.8〜7.6cm)毎秒の大きさである。

【００２９】通常の乗客側エアバッグの膨張用の複合ガ
ス発生システムの運転に必要な本発明のガスジェネラン
トの量は約25g(約1 オンス) である。一般に、100gのガ
スジェネラントは約2 モルのガスを製造するであろう。

【００３０】169gのアルゴンおよび20g の本発明のガス
ジェネラント粒子を100 リットルタンク中に含む300mm
複合インフレーターの燃焼は約400 〜500ppmの一酸化炭
素、約50ppm の窒素酸化物( 約90% 酸化窒素) および約
4ppmの二酸化硫黄を発生した。

【００３１】本発明のガスジェネラント粒子は金型成形
または押出成形のいずれかにより成形されうる。ガスジ
ェネラントの硬化の上記の速度により、金型成形は室温
( 明細書中、約68°〜約 74 °F(約20℃〜約23℃) と規
定する。) 〜約200 °F(93℃) で行われてよい。しか
し、金型のキャビティーおよびプロジェクション中およ
び周囲に液体のガスジェネラント組成物を流すのに充分
ではあるが過剰でない時間を可能にするために約100 °
〜約135 °F(約38℃〜約57℃) の温度は好ましい。約40
°F(4.4 ℃) で、例えば、金型内時間は約45分間である
ことができる。ガスジェネラント粒子の所望の形状は、
しかし押出加工においてはより素早く確保されうるであ
ろう。本発明のガスジェネラント粒子の押出成形は、好
ましくは、押出チューブの長さが最小になるように約13
5 °F 〜約150 °F(約57℃〜約66℃) の温度で行われ
る。より低いまたはより高い押出温度( 例えば、室温〜
約200°F(93℃) またはそれ以上) は、燃料および酸化
剤の混合物の発火温度より下の安全率の間で事情が必要
とするときには使用されてよい。Fisons Instruments,I
nc.により販売されているHaake Rheocord 90 のような
押出機またはそれと同等物は小さなパイロットプラント
規模の押出には適切であるが、本発明のガスジェネラン
トの大規模製造はAPV Chemical Machinery, Inc.により
販売されているような二軸スクリュー押出機により達成
される。本発明の一般に筒形で多孔質のガスジェネラン
ト粒子の付形には、図面に示すようなダイインサートお
よびダイの押出機への取り付けは好ましい。粒子中に1
個以上の長手方向のボアまたはパーホレーションを形成
することができるダイインサートは特に好ましい。

【００３２】図面を更に参照して、一般にドーナツ型の
ダイ本体11中にダイカップラー10を通して押出機( 示し
ていない) から流されるガスジェネラントの流れ方向は
図1および図2 中で矢印で示されている。カップラーの
環状壁13により形成された喉12は、円錐台形状を有し且
つ外向傾斜壁15( ダイアセンブリーの軸に関して) によ
り形成された受入チャンバー14およびそこから壁17によ
り形成された筒チャンバー16および葉状( ローブ) の内
傾の環状壁19により形成された圧入コーン18と連絡して
いる。壁19の葉状形状は前記壁19中に並列に配置された
長手方向のチャンネル20( 図5 および6 参照) により形
成される。図4 に角度A により示された、チャンバー14
を囲む壁15のスロープは示すように33°であるが、ダイ
アセンブリー軸に関して約10°〜約45°であってもよ
い。角度B により示された圧入コーン18を囲む壁19のス
ロープは示すように30°であるが、前記軸に関して約10
〜約45°であってもよい。

【００３３】ダイインサート21は、ダイ本体において、
インサートから1 個以上のスロット23に外に向かって突
き出している1 個以上の位置合わせピン22によりダイ本
体11と位置合わせされている。インサートのリードイン
24は軸に対して30°の角度Cでテーパー型となってお
り、壁15の環状末端26により囲まれたポート25を通し
て、喉12に向かって喉の長さの約1/4 だけ突き出してお
り、このように、ダイ上での圧力を減少する一方、ガス
ジェネラント組成物のダイへの流れを増加している。角
度C は示すように、好ましくは約30°であるが、それは
約10°〜約45°であってよい。長手方向のフルート27は
押出機から流れているガスジェネラント組成物を受け入
れ、そしてダイ本体11の集中圧入コーン18へ圧入するよ
うに、インサート21の表面28中および周囲を等間隔に配
置されている。押出機を参照して、フルートは表面28の
テーパー型近位部分29に沿って表面28の遠位部分30へ向
かって半分以下で延びている。遠位部分30が傾斜してい
る角度D は示すように好ましくは46°であるが、それは
約40°〜約50°であってよい。フルート27は延長ピン31
に対して運転の関係で間隔が開いており、そのためガス
ジェネラント組成物の拘束された流れは、インサートの
遠位部分30から下流に向かって突き出している各ピン31
においておよびその間で成形チャンバー32に圧入され
る。前記ピンは傾斜した遠位表面30においてボア33中に
プレス嵌めされている。前記テーパー型遠位表面30はガ
スジェネラント組成物の流れの乱れを排除し、そして、
それにより成形チャンバー32においてデッドスポットの
形成を排除する。

【００３４】ボルト34はボルトホール35を通してダイ本
体11にカップラー10を固定する。ボルト36はボルトホー
ル37を通してダイ本体11を成形チャンバー32に締結す
る。受入れチャンバー14の壁15の環状末端26およびポー
ト25の相対位置は、ボルトホール35および位置合わせピ
ン22の環状配列とともに図3 に示される。上記に示すよ
うに、図4 の角度A はダイアセンブリーの軸- ここで、
破線により示した- に関して約10°〜約45°であってよ
い。図5 において、ボルトホール37および葉状チャンネ
ル20の環状配列は環状壁19中に示される。図6 におい
て、2 つのチャンネル20の間の連結38は、ダイアセンブ
リーの軸に対する壁19の傾斜を示す角度B とともに示さ
れる。

【００３５】図7 において、長手方向のフルート27はダ
イインサート21のテーパー型リードイン24から表面28の
テーパー型遠位部分30に延びていることが示され、そし
て、延長ピン31はそのテーパー型遠位部分30から突き出
していることが示されている。位置合わせピン22は表面
28から突き出している。

【００３６】図8 に示されているダイインサート40も本
発明における使用に適切である。口41はフルート42の近
位末端で遠位部分43よりも広くなっており、そのため、
ダイインサートサイズが同一のままで、より大きな初期
流れ領域がガスジェネラント組成物に提供される。フル
ート42の縁44は、ダイインサート40の遠位表面45に入る
ときに互いに近づく。6 個の延長ホール形成ピン46はダ
イインサートの本態様の遠位表面45から突き出してお
り、互いに、そして、延長ホール形成中央ピン47から等
間隔に配置されている。

【００３７】図9 に示すダイインサート50は、使用され
るダイの成形チャンバーに入っていくガスジェンラント
組成物の流れの抵抗力を減じる。前記減少は、リードイ
ン53およびダイインサートの一般に筒の部材54の間の肩
でフルート52に向かって傾斜している面51により達成さ
れる。面51は、それぞれ、フルートとリードイン53と筒
壁セグメント57の間の縁55および56に沿ってダイ金属に
より構成された障害を低下する。図10a のダイインサー
ト60において、フルート61はその口63で広がっている
が、フルートの縁63および64は図8 に示すようにテーパ
ー型でない。というのは、口は図10b に示すように幾
分、馬蹄型の形状を有するからである。

【００３８】図11中の多孔質粒子70はパーホレーション
74、75および76が長さ方向に延びている3 つの内部連結
した一般に筒形のローブ71、72および73から構成される
不定の長さの一体型本体である。

【００３９】本発明の幾つかの態様は次の実施例で更に
詳細に記載される。組成は、特に指示がないかぎり各成
分の重量% で記載される。タル油酸マンガンのような容
易に酸化される成分は過酸化物と直接に混合されないよ
うに注意しなければならない。過酸化物が加えられる前
に2 種以上の他の成分が混合されうる。

【００４０】例1 ホバートミキサー中で室温において次の成分を混合する
ことにより製造したペースト状のガスジェネラント組成
物は、金型中に混合物を入れ、そしてそれを40℃(104°
F)で45分間加熱することにより、7 個の延長パーホレー
ションを含む粒子に成形された。

【００４１】 アクリレート末端ポリブタジエン (Atochem Poly Bd 300) 8.41% メチルエチルケトンペルオキシド 0.127% タル油酸マンガン(Mooney のMn Lin-All) 0.043% ジオクチルセバケート 4.29% 過塩素酸カリウム 87.13%

【００４２】例2 例1 の混合物を、Haake Rheocord 90 押出機中で、図8
と同様のダイインサートを使用して、7 個の延長パーホ
レーションを有する筒形粒子に成形した。ダイアセンブ
リーのみに、その温度が65℃(149°F)に上昇するために
充分な量だけ熱を加えた。

【００４３】例3 例2 と同様のガスジェネラント粒子を複合ガス発生器中
で燃焼させ、アルゴンが不活性貯蔵ガスであった。組成
物が急速に燃焼し、毒性レベルの一酸化炭素を発生しな
かった。

【００４４】例4 ホバートミキサー中で室温において次の成分を混合する
ことにより製造した別のペースト状のガスジェネラント
組成物は、室温で約1.5 時間以内に、135 °F(57℃) で
約5 分以内に硬化することが分かった。

【００４５】 無水マレイン酸変性ポリブタジエン (Ricotuff 1110, Part A)(イミダゾール硬化剤を含む)* 5% エポキシ変性ポリブタジエン(Atochem Poly Bd 605) 5% ジオクチルセバケート 5% 過塩素酸カリウム 85% * 総組成物重量の0.04% に相当する。

【００４６】例5 ホバートミキサー中で室温において次の成分を混合する
ことにより製造した別のペースト状のガスジェネラント
組成物は、室温で約1 時間で、135 °F(57℃)で約10分
以内で硬化した。

【００４７】 ポリエステル/ スチレン(61:39) _wt(Laminac 4110) 19.0% メチルエチルケトンペルオキシド 0.30% 過塩素酸カリウム 80.7%

【００４８】例6 ホバートミキサー中で室温において次の成分を混合する
ことにより製造したペースト状のガスジェネラント組成
物は、室温で1 時間未満で、135 °F(57℃) で5 分未満
で硬化した。

【００４９】 ヒドロキシ末端ポリブタジエン(Poly bd R-45HT) 11.71% イソホロンジイソシアネート 0.94% 金属含有硬化促進剤 0.02% 過塩素酸カリウム 87.33%

【００５０】例7 ホバートミキサー中で室温において次の成分を混合する
ことにより製造したペースト状のガスジェネラント組成
物は、室温で1 時間未満で、135 °F(57℃) で5 未満で
硬化した。

【００５１】 無水マレイン酸変性ポリブタジエン (Ricotuff 1110, Part A; イミダゾール硬化剤を含む)* 2.5% エポキシ変性ポリブタジエン(Atochem Poly Bd 605) 7.6% ジオクチルセバケート 2.5% 過塩素酸カリウム ** 87.4% * 総組成物重量の約0.02% に相当する。 **100 μ/10 μ粒子の重量比=70/30

【００５２】例8 図面の図12を参照して、100 μおよび10μ粒子の70/30
_wt混合物を含む双峰の過塩素酸カリウムおよび少量の流
れ助剤をポート81を通して押出機80(APV二軸スクリュー
押出機のような) に導入し、同時に、別に、本発明のガ
スジェネラント組成物の2 つの液体成分を前記押出機中
にポート82および83を通して導入した。このとき、二軸
スクリュー84は回転していた。第一液体成分は99.6重量
% のAtochem Poly Bd 300 アクリレート末端ポリブタジ
エンおよび0.4 重量% のタル油酸マンガンからなり; 第
二液体成分は89.4重量% のジオクチルセバケートおよび
10.6重量% のメチルエチルケトンペルオキシドからなっ
た。成形されるう混合物が次の配合を有するように、コ
ンピュータで制御された連続重量計量および自動計量シ
ステムにより、酸化剤/ 第一液体/ 第二液体の重量比は
37.2:4.4::1 に維持された。

【００５３】 アクリレート末端ポリブタジエン (Atochem Poly Bd 300) 10.23% メチルエチルケトンペルオキシド 0.25% タル油酸マンガン(Mooney のMn Lin-All) 0.04% ジオクチルセバケート 2.10% 過塩素酸カリウム 87.38%

【００５４】ゾーン85、86および87は加熱されず、そし
てゾーン88は150 °F(66℃) に維持され、このとき、3
つの成分はゾーン85〜87中でスクリュー84により混合さ
れ、そして、ゾーン88中押出機に取り付けられているダ
イインサート60およびダイ本体11を含むダイアセンブリ
ーを通して押出成形により4 つのローブおよび各ローブ
を通して延びている長手方向のパーホレーションを有す
るバインダー/ 燃料粒子に成形された。40秒の滞留時間
での組成物の硬化は、エンクロージャー90内で135 °F
(57℃) で最終硬化をするためにコンベアー89上を輸送
されている間に、ダイに課せられた形状を保持する粒子
を形成するのに充分であった。

【００５５】このように、本発明により、乗客用乗物に
おけるエアバッグを膨張させるために複合システムにお
いてバインダー- 燃料としての使用に適切な粒子に押出
しし、そして造形するための方法およびガスジェネラン
ト組成物を提供した。

【００５６】上記の記載は本発明の好ましい態様を構成
するが、本発明は請求項の適切な範囲および公平な目的
から逸脱することなく改良、変更および変化を受けるこ
とが理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガスジェネラント粒子の押出に有用で
ある、ダイ本体、ダイインサートおよび／またはダイ/
押出機カップラーを含むダイアセンブリーの部分分解透
視図である。

【図２】図１のダイアセンブリーの断面図である。

【図３】図１に示すカップラーに対するダイ本体受入れ
チャンバーの全体右側面の端面図である。

【図４】図３の４−４ラインに沿って取った受入れチャ
ンバーの断面図である。

【図５】図３の受入れチャンバーの対するダイ本体圧入
チャンバーの全体左側面の端面図である。

【図６】図５の６−６ラインに沿って取った圧入チャン
バーの断面図である。

【図７】図１のダイインサートの透視図である。

【図８】本発明のダイインサートの別態様の透視図であ
る。

【図９】本発明のダイインサートの別態様の透視図であ
る。

【図１０】図１０ａは本発明のダイインサートの別態様
の正面図であり、図１０ｂは前記インサートの端面図で
ある。

【図１１】図１および２のダイインサートで製造され
た、押出しされ、そして硬化されたガスジェネラント粒
子の透視図である。

【図１２】本発明のダイインサートが使用される押出機
の模式図である。

【符号の説明】

１０…ダイカップラー １１…ダイ本体 １２…喉 １３…環状壁 １４…受入れチャンバー １５…外向傾斜壁 １６…筒チャンバー １７…壁 １８…圧入コーン １９…内向傾斜環状壁 ２０…チャンネル ２１…ダイインサート ２２…位置合わせピン ２３…スロット ２４…リードイン ２５…ポート ２６…環状末端 ２７…フルート ２８…表面 ２９…テーパー型近位部分 ３０…テーパー型遠位部分 ３１…延長ピン ３２…成形チャンバー ３３…ボア ３４…ボルト ３５…ボルトホール ３６…ボルト ３７…ボルトホール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク アール．アンドロス アメリカ合衆国，ユタ 84414，ノース オグデン，イースト 793，ノース 1850 (56)参考文献 特開 昭56−92189（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−293389（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−3116（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−30296（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (24)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸化剤と、アクリレート末端ポリブタジ
   エン、ポリブタジエンポリカルボン酸とヒドロキシル末
   端ポリブタジエンとの反応により生成されたエステル、
   および、スチレン/ ポリエステルコポリマーからなる群
   より選ばれた少なくとも１種のバインダー/ 燃料とを含
   むガスジェネラントのボイドを有しない熱硬化粒子。
2. 【請求項２】 前記粒子の総重量基準で0 〜25% の可塑
   剤を更に含む請求項１記載の粒子。
3. 【請求項３】 酸化剤が粒子の総重量の70〜90% であ
   り、且つ、バインダー/ 燃料が5 〜25% である請求項２
   記載の粒子。
4. 【請求項４】 酸化剤と、アクリレート末端ポリブタジ
   エン、ポリブタジエンポリカルボン酸とヒドロキシル末
   端ポリブタジエンとの反応により生成したエステル、お
   よび、スチレン/ ポリエステルコポリマーからなる群よ
   り選ばれた少なくとも１種のバインダー/ 燃料とを含む
   ガスジェネラントの押出しされた熱硬化粒子。
5. 【請求項５】 前記粒子の総重量基準で0 〜25% の可塑
   剤を更に含む請求項４記載の粒子。
6. 【請求項６】 酸化剤が粒子の総重量の70〜90% であ
   り、且つ、バインダー/ 燃料が5 〜25% である請求項５
   記載の粒子。
7. 【請求項７】 室温で１時間以内の硬化時間を有し、且
   つ、酸化剤、硬化剤、並びにアクリレート末端ポリブタ
   ジエン、ポリブタジエンポリカルボン酸とエポキシ変性
   ポリブタジエンおよび/ またはヒドロキシル末端ポリブ
   タジエンとのエステル、スチレン/ ポリエステルコポリ
   マーおよびヒドロキシル末端ポリブタジエン/ ジイソシ
   アネート反応生成物からなる群より選ばれた少なくとも
   １種のバインダー/ 燃料を含む、押出可能な熱硬化性組
   成物。
8. 【請求項８】 135 °F(57℃) での硬化時間が10分以内
   である請求項７記載の組成物。
9. 【請求項９】 前記組成物の総重量基準で0 〜25% の可
   塑剤を更に含む請求項７記載の組成物。
10. 【請求項１０】 酸化剤が前記組成物の総重量基準の70
    〜90% であり、且つ、バインダー/ 燃料が5 〜25% であ
    る請求項９記載の組成物。
11. 【請求項１１】 前記バインダー/ 燃料がアクリレート
    末端ポリブタジエンである請求項１記載の粒子。
12. 【請求項１２】 前記バインダー/ 燃料がスチレン/ ポ
    リエステルコポリマーである請求項１記載の粒子。
13. 【請求項１３】 前記バインダー/ 燃料がアクリレート
    末端ポリブタジエンである請求項７記載の押出可能な組
    成物。
14. 【請求項１４】 前記バインダー/ 燃料がスチレン/ ポ
    リエステルコポリマーである請求項７記載の押出可能な
    組成物。
15. 【請求項１５】 前記バインダー/ 燃料がヒドロキシル
    末端ポリブタジエン/ ジイソシアネートの反応生成物で
    ある請求項７記載の押出可能な組成物。
16. 【請求項１６】 長さ全体にわたって延びており、且
    つ、軸に対して並列した長手方向のパーホレーションを
    複数有する、一般に筒形の本体であることを更に特徴と
    する請求の範囲４記載の粒子。
17. 【請求項１７】 前記本体がその周囲に間隔を開けた長
    手方向の複数の溝を有する請求の範囲１６記載の粒子。
18. 【請求項１８】 筒形のローブを通して前記パーホレー
    ションが延びている、２個以上の相互に連絡した一般に
    筒形のローブから形成される不定の長さの一体型本体で
    あることを特徴とする請求項１６記載の粒子。
19. 【請求項１９】 エアバッグ膨張システム用のガスジェ
    ネラント粒子を形成する方法であって、前記方法は、溶
    剤を使用せず、 酸化剤と、硬化剤と、アクリレート末端ポリブタジエ
    ン、ポリブタジエンポリカルボン酸とヒドロキシル末端
    ポリブタジエンとの反応により生成したエステル、およ
    び、スチレン/ ポリエステルコポリマーからなる群より
    選ばれた少なくとも１種の熱硬化性樹脂を混合するこ
    と、 室温から200 °F(93℃) の温度に維持された押出機中に
    前記混合物を装填すること、および、 前記混合物を前記押出機を通して押出すこと、 を含む方法。
20. 【請求項２０】 前記温度が100 〜135 °F(38℃〜57
    ℃) に維持された請求項１９記載の方法。
21. 【請求項２１】 前記混合物の前記押出機中の滞留時間
    が30秒〜5 分間である請求項１９記載の方法。
22. 【請求項２２】 前記押出機と連結したダイを通して前
    記混合物を押出すこと、 前記混合物において、前記ダイの軸と一列に並んで相互
    連絡した複数の長手方向のローブを形成させること、お
    よび、 前記軸に一列に並び、且つ、それに対して整列した前記
    ローブ中に複数の長手方向のボアを形成させること、 を更に含む請求項１９記載の方法。
23. 【請求項２３】 前記樹脂がアクリレート末端ポリブタ
    ジエンである請求項２２記載の方法。
24. 【請求項２４】 前記樹脂がスチレン/ ポリエステルコ
    ポリマーである請求項２２記載の方法。