JP2740461B2 - アルミニウム部材を伴なう使用に適したガス発生組成物 - Google Patents
アルミニウム部材を伴なう使用に適したガス発生組成物Info
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- JP2740461B2 JP2740461B2 JP6307348A JP30734894A JP2740461B2 JP 2740461 B2 JP2740461 B2 JP 2740461B2 JP 6307348 A JP6307348 A JP 6307348A JP 30734894 A JP30734894 A JP 30734894A JP 2740461 B2 JP2740461 B2 JP 2740461B2
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- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B43/00—Compositions characterised by explosive or thermic constituents not provided for in groups C06B25/00 - C06B41/00
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- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用のエアバッグ
拘束システム、特にガス発生剤がアルミニウム容器内に
収容され、且つあるいは発生ガスがフイルターのような
アルミニウム部材と接触する前記拘束システムへの使用
に適したガス発生組成物に関する。
拘束システム、特にガス発生剤がアルミニウム容器内に
収容され、且つあるいは発生ガスがフイルターのような
アルミニウム部材と接触する前記拘束システムへの使用
に適したガス発生組成物に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】現在
使用されている殆どの自動車用エバッグ抑制システム
は、ナトリウムアザイドを主燃料として用いている。毒
性で、金属不純物存在下では不安定なナトリウムアザイ
ドは、未使用ガス発生器の廃棄処分に問題を起こしてい
る不利益の故に、非アザイド系ガス発生剤の開発が望ま
れており、多数の非アザイド系組成ののガス発生剤がす
でに提案されている。しかし、非アザイド系ガス発生剤
は、今までのところ商業的に意味のある進展を遂げてい
ない。
使用されている殆どの自動車用エバッグ抑制システム
は、ナトリウムアザイドを主燃料として用いている。毒
性で、金属不純物存在下では不安定なナトリウムアザイ
ドは、未使用ガス発生器の廃棄処分に問題を起こしてい
る不利益の故に、非アザイド系ガス発生剤の開発が望ま
れており、多数の非アザイド系組成ののガス発生剤がす
でに提案されている。しかし、非アザイド系ガス発生剤
は、今までのところ商業的に意味のある進展を遂げてい
ない。
【0003】引用によりここにその内容を含めることと
する米国特許第5、139、588号は、燃料としてア
ミノテトラゾール、テトラゾール、ビテトラゾール、
1,2,4ートリアゾール−5−オン、3−ニトロ−
1,2,4−トリアゾール−5−オンおよびこれらの混
合物のようなテトラゾールおよびトリアゾール化合物類
を燃料として使用するガス発生組成物について記載して
いる。これらの配合物は酸化剤を含んでおり、これらの
酸化剤は硝酸塩、塩素酸塩および過塩素酸塩であるアル
カリ金属およびアルカリ土類金属の塩類をその範疇に含
む。この特許は、燃料および酸化剤塩のカチオンがアル
カリ金属およびアルカリ土類金属のカチオンの混合物を
含まなければならないこと、そしてこのことで燃焼の間
に生じた液状および固体状態の塩類は協同して濾過可能
のクリンカーを形成することを教えている。更に、この
特許の組成物は、混合金属塩を形成して酸化ナトリウム
若しくはカリウムのような腐食性の酸化物と反応する二
酸化珪素、酸化ホウ素、五酸化バナジウムを含む。
する米国特許第5、139、588号は、燃料としてア
ミノテトラゾール、テトラゾール、ビテトラゾール、
1,2,4ートリアゾール−5−オン、3−ニトロ−
1,2,4−トリアゾール−5−オンおよびこれらの混
合物のようなテトラゾールおよびトリアゾール化合物類
を燃料として使用するガス発生組成物について記載して
いる。これらの配合物は酸化剤を含んでおり、これらの
酸化剤は硝酸塩、塩素酸塩および過塩素酸塩であるアル
カリ金属およびアルカリ土類金属の塩類をその範疇に含
む。この特許は、燃料および酸化剤塩のカチオンがアル
カリ金属およびアルカリ土類金属のカチオンの混合物を
含まなければならないこと、そしてこのことで燃焼の間
に生じた液状および固体状態の塩類は協同して濾過可能
のクリンカーを形成することを教えている。更に、この
特許の組成物は、混合金属塩を形成して酸化ナトリウム
若しくはカリウムのような腐食性の酸化物と反応する二
酸化珪素、酸化ホウ素、五酸化バナジウムを含む。
【0004】米国特許第5、139、588号は、組成
物がアスピレータ装置に有用であることについて言及し
ている。この装置は、既に一般には使用されていない
が、主に鋼材で製作されていた。今日の自動車産業の空
間容積、コストおよび重さ等性能に対する要求の水準
は、ガス発生剤と組み合わせたベンチュリー動作に拠る
のではなく、全てのガスをガス発生剤によって供給する
タイプのアルミニウム装置ユニットを求めている。アル
ミニウム容器および他のアルミニウム部材は、軽量で、
容易に製造され、それ故に製造し易いという利点があ
る。しかし、アルミニウムには、例えば鉄と比較して、
高度に反応性であるという不利益がある。アルミニウム
は、特に、酸化ナトリウムおよび酸化カリウムのような
アルカリ金属の酸化物により、高温で特に急速に劣化す
る。米国特許第5、139、588号のようなアゾール
類ベースのガス発生剤は、ナトリウムアジドベースのガ
ス発生組成物よりも、遙に高温で燃焼する。したがっ
て、アルカリ金属酸化物によるアルミニウムの劣化は、
深刻に助長される。ここに、アルカリ金属酸化物をより
効率的に掃去することができ、アルミニウム部材を含む
ガス発生システムと組み合わせ使用できるガス発生剤が
要望される理由がある。
物がアスピレータ装置に有用であることについて言及し
ている。この装置は、既に一般には使用されていない
が、主に鋼材で製作されていた。今日の自動車産業の空
間容積、コストおよび重さ等性能に対する要求の水準
は、ガス発生剤と組み合わせたベンチュリー動作に拠る
のではなく、全てのガスをガス発生剤によって供給する
タイプのアルミニウム装置ユニットを求めている。アル
ミニウム容器および他のアルミニウム部材は、軽量で、
容易に製造され、それ故に製造し易いという利点があ
る。しかし、アルミニウムには、例えば鉄と比較して、
高度に反応性であるという不利益がある。アルミニウム
は、特に、酸化ナトリウムおよび酸化カリウムのような
アルカリ金属の酸化物により、高温で特に急速に劣化す
る。米国特許第5、139、588号のようなアゾール
類ベースのガス発生剤は、ナトリウムアジドベースのガ
ス発生組成物よりも、遙に高温で燃焼する。したがっ
て、アルカリ金属酸化物によるアルミニウムの劣化は、
深刻に助長される。ここに、アルカリ金属酸化物をより
効率的に掃去することができ、アルミニウム部材を含む
ガス発生システムと組み合わせ使用できるガス発生剤が
要望される理由がある。
【0005】米国特許第5、139、588号は、更に
圧縮成形による組成物のペレットの成形について記載し
ている。ペレットが、しばしばそうであるように、ガス
発生剤組成物の使用形態であるとすると、ペレットは間
断のない振動、機械的衝撃の下に置かれるであろうかな
りの長期間、その形状を維持するものでなけらばならな
い。バインダーを用いずに圧縮成形により形成されたア
ゾール/ベースのペレットは、ガス発生モジュールが車
輌内で適用され、衝撃と振動に付されたときに長時間に
わたりその形状が維持されるものとは考えられない。
圧縮成形による組成物のペレットの成形について記載し
ている。ペレットが、しばしばそうであるように、ガス
発生剤組成物の使用形態であるとすると、ペレットは間
断のない振動、機械的衝撃の下に置かれるであろうかな
りの長期間、その形状を維持するものでなけらばならな
い。バインダーを用いずに圧縮成形により形成されたア
ゾール/ベースのペレットは、ガス発生モジュールが車
輌内で適用され、衝撃と振動に付されたときに長時間に
わたりその形状が維持されるものとは考えられない。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は燃料成分として
アゾール化合物、酸化剤、アルカリ金属掃去剤としての
アルミナ繊維およびこの組成物から形成されたペレット
が、例えば自動車用エアバッグ拘束システムに使用され
るときに、形状を維持するためのバインダーを含むガス
発生組成物である。
アゾール化合物、酸化剤、アルカリ金属掃去剤としての
アルミナ繊維およびこの組成物から形成されたペレット
が、例えば自動車用エアバッグ拘束システムに使用され
るときに、形状を維持するためのバインダーを含むガス
発生組成物である。
【0007】ガス発生組成物の約20〜約45重量%を
占るアミノテトラゾール、テトラゾール、ビテトラゾー
ル、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、これらの化合
物の金属塩およびこれらの混合物のようなテトラゾール
又はトリアゾール化合物である。好ましい燃料は、アミ
ノテトラゾールおよびそのアルカリ金属およびアルカリ
土類金属の塩類である。
占るアミノテトラゾール、テトラゾール、ビテトラゾー
ル、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、これらの化合
物の金属塩およびこれらの混合物のようなテトラゾール
又はトリアゾール化合物である。好ましい燃料は、アミ
ノテトラゾールおよびそのアルカリ金属およびアルカリ
土類金属の塩類である。
【0008】酸化剤は組成物の約50〜約75重量%の
レベルで使用され、アンモニウム、アルカリ金属および
アルカリ土類金属の塩素酸塩、過塩素酸塩、硝酸塩およ
びこれらの混合物から選ばれる。好適な酸化剤は硝酸塩
である。酸化剤の少なくとも一部、すなわちガス発生組
成物の少なくとも1重量%が硝酸ナトリウムであること
が比較的低温度の燃焼温度を得る上で必要である。
レベルで使用され、アンモニウム、アルカリ金属および
アルカリ土類金属の塩素酸塩、過塩素酸塩、硝酸塩およ
びこれらの混合物から選ばれる。好適な酸化剤は硝酸塩
である。酸化剤の少なくとも一部、すなわちガス発生組
成物の少なくとも1重量%が硝酸ナトリウムであること
が比較的低温度の燃焼温度を得る上で必要である。
【0009】随意的に、酸化剤の1部が酸化鉄のような
遷移金属の酸化物であることができる。これらの酸化物
は、酸化機能に加えて、硬い粒子を提供して、組成物の
ペレット若しくはしっかりとした固形形状ヘの締め固め
を促進する。前述の米国特許第5、139、588号で
教示されているように、燃料塩類および酸化剤のカチオ
ンがアルカリ金属のカチオン、即ち、リチウム、ナトリ
ウムおよびカリウム、およびアルカリ土類金属のカチオ
ン、即ち、マグネシウム、ストロンチウム、バリウムお
よびセリウムの混合物であることが好ましい。燃焼にあ
たって、アルカリ金属のカチオンが液状態の酸化物を形
成し、アルカリ土類金属のカチオンは固体状態の酸化物
を形成し、そして液状態と固体状態の塩の混合物がガス
流から濾過により容易に除くことのできるクリンカーを
形成する。固体状態の燃焼生成塩の液状態の燃焼生成塩
に対する比は、アルカリ土類金属カチオンのアルカリ金
属カチオンに対する比によって調整される。アルカリ金
属のカチオンのうちでは、ナトリウムはカリウムよりも
好ましい。というのは、酸化ナトリウムは、酸化カリウ
ムよりもアルミナによって容易に掃去されるからであ
る。
遷移金属の酸化物であることができる。これらの酸化物
は、酸化機能に加えて、硬い粒子を提供して、組成物の
ペレット若しくはしっかりとした固形形状ヘの締め固め
を促進する。前述の米国特許第5、139、588号で
教示されているように、燃料塩類および酸化剤のカチオ
ンがアルカリ金属のカチオン、即ち、リチウム、ナトリ
ウムおよびカリウム、およびアルカリ土類金属のカチオ
ン、即ち、マグネシウム、ストロンチウム、バリウムお
よびセリウムの混合物であることが好ましい。燃焼にあ
たって、アルカリ金属のカチオンが液状態の酸化物を形
成し、アルカリ土類金属のカチオンは固体状態の酸化物
を形成し、そして液状態と固体状態の塩の混合物がガス
流から濾過により容易に除くことのできるクリンカーを
形成する。固体状態の燃焼生成塩の液状態の燃焼生成塩
に対する比は、アルカリ土類金属カチオンのアルカリ金
属カチオンに対する比によって調整される。アルカリ金
属のカチオンのうちでは、ナトリウムはカリウムよりも
好ましい。というのは、酸化ナトリウムは、酸化カリウ
ムよりもアルミナによって容易に掃去されるからであ
る。
【0010】本発明によれば、アルミナ繊維は酸化ナト
リウム及び酸化カリウムのような腐食性のアルカリ金属
酸化物に対して、特に効率のよい掃去剤であることがわ
かった。したがって、本発明の組成物は約0.5〜約3
0重量%のレベルで繊維状アルミナを含む。繊維形状の
アルミナは、後述の実施例で示されるように、粒子状ア
ルミナよりも高い燃焼速度を付与する作用がある。
リウム及び酸化カリウムのような腐食性のアルカリ金属
酸化物に対して、特に効率のよい掃去剤であることがわ
かった。したがって、本発明の組成物は約0.5〜約3
0重量%のレベルで繊維状アルミナを含む。繊維形状の
アルミナは、後述の実施例で示されるように、粒子状ア
ルミナよりも高い燃焼速度を付与する作用がある。
【0011】アルカリ金属の酸化物の掃去剤と繊維形状
のアルミナを用いて、他の公知掃去剤であるシリカを全
て若しくは実質的に含まない組成とすることがこのまし
い。酸化ナトリウムの存在下で、シリカは珪酸ナトリウ
ムを生成して低温で溶融して濾過し難い粒子を形成す
る。アルミナは酸化ナトリウムの存在で容易に濾過する
ことができるNaAlO2 を形成する。よって、本発明
のガス発生組成物はシリカがを約1重量%以下であるこ
とが必要であり、望ましくはシリカを全く含んでいない
ものとする。
のアルミナを用いて、他の公知掃去剤であるシリカを全
て若しくは実質的に含まない組成とすることがこのまし
い。酸化ナトリウムの存在下で、シリカは珪酸ナトリウ
ムを生成して低温で溶融して濾過し難い粒子を形成す
る。アルミナは酸化ナトリウムの存在で容易に濾過する
ことができるNaAlO2 を形成する。よって、本発明
のガス発生組成物はシリカがを約1重量%以下であるこ
とが必要であり、望ましくはシリカを全く含んでいない
ものとする。
【0012】バインダーは、約1〜約10重量%のレベ
ルで添加される。好ましいバインダー材料には、限定は
しないが、二硫化モリブデン、グラファイト、ポリテト
ラフルオロエチレン、ビトン(Viton 、商標、フッ化ビ
ニリデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体)、ニ
トロセルロース、多糖類、ポリビニルピロリドン類、ポ
リカーボネート、珪酸ソーダ、ステアリン酸カルシウ
ム、ステアリン酸マグネシウムおよびこれらの混合物が
含まれる。好適なバインダー材料は、二硫化モリブデン
およびポリカーボネートである。
ルで添加される。好ましいバインダー材料には、限定は
しないが、二硫化モリブデン、グラファイト、ポリテト
ラフルオロエチレン、ビトン(Viton 、商標、フッ化ビ
ニリデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体)、ニ
トロセルロース、多糖類、ポリビニルピロリドン類、ポ
リカーボネート、珪酸ソーダ、ステアリン酸カルシウ
ム、ステアリン酸マグネシウムおよびこれらの混合物が
含まれる。好適なバインダー材料は、二硫化モリブデン
およびポリカーボネートである。
【0013】アルカリ金属およびアルカリ土類金属の炭
酸塩および/又はしゅう酸塩は、約10%まで随意に加
えることができる。これらは冷却剤として作用して燃焼
温度を下げる。これら冷却剤を使用する場合、一般に、
少なくとも約1重量%のレベルで用いられる。繊維形状
のアルミナは、締め固めた未燃焼の燃料の機械的な補強
に役立ち、結果的に燃焼スラグを一体化することにな
る。グラファイト繊維も、例えば約1〜10重量%の量
でアルミナ繊維と併用してこの補強機能を得るために用
いることができる。
酸塩および/又はしゅう酸塩は、約10%まで随意に加
えることができる。これらは冷却剤として作用して燃焼
温度を下げる。これら冷却剤を使用する場合、一般に、
少なくとも約1重量%のレベルで用いられる。繊維形状
のアルミナは、締め固めた未燃焼の燃料の機械的な補強
に役立ち、結果的に燃焼スラグを一体化することにな
る。グラファイト繊維も、例えば約1〜10重量%の量
でアルミナ繊維と併用してこの補強機能を得るために用
いることができる。
【0014】
【実施例】以下特記の実施例により本発明をより詳細に
説明する。 実施例 1ー6 本発明にしたがうガス発生組成物を下記のように組成し
た。燃焼速度データはペレットによるものである。ペレ
ットは80,000psiで圧縮成形された3グラム、
直径0.5インチのペレットである。実施例1〜3にお
いて、アルミナは30nmの粒子、実施例4〜6ではア
ルミナとして、SAFFIL触媒のアルミナ繊維を用い
た。
説明する。 実施例 1ー6 本発明にしたがうガス発生組成物を下記のように組成し
た。燃焼速度データはペレットによるものである。ペレ
ットは80,000psiで圧縮成形された3グラム、
直径0.5インチのペレットである。実施例1〜3にお
いて、アルミナは30nmの粒子、実施例4〜6ではア
ルミナとして、SAFFIL触媒のアルミナ繊維を用い
た。
【0015】 (1) (2) (3) (4) (5) (6) AT 33.27 32.54 31.81 33.27 32.54 31.81 NaNO3 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Sr(NO3 )2 56.73 55.46 54.19 56.73 55.46 54.19 Al2 O 3 7.00 9.00 11.0 7.00 9.00 9.00 MoS 2 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 燃焼速度(in/sec) 900psi .465 .365 .346 .680 .623 .551 1900psi .607 .553 .488 .749 .798 .695 スラグ 良好 更に 最良 良好 更に 最良 良好 良好
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス エム.ディッパート 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 390 (56)参考文献 特開 平3−208878(JP,A) 特開 平2−302388(JP,A) 特開 平1−230491(JP,A)
Claims (6)
- 【請求項1】 2〜45重量%のテトラゾール若しくは
トリアゾール化合物である燃料、50〜75重量%のア
ンモニウム及びアルカリ金属、アルカリ土類金属の塩素
酸塩および過塩素酸塩、硝酸塩、遷移金属の酸化物およ
びこれらの混合物の群から選ばれる酸化剤、0.5〜3
0重量%のアルミナ繊維および1〜10重量%のバイン
ダーを含むガス発生組成物であって、硝酸ナトリウムが
少なくとも1重量%のレベルで酸化剤として組成物中に
存在し、かつシリカを1重量%以下で含んでいるガス発
生組成物。 - 【請求項2】 前記バインダーが二硫化モリブデン、グ
ラファイト、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化ビニ
ルとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、ニトロセ
ルロース、多糖類、ポリビニルピロリドン類、ポリカー
ボネート、珪酸ソーダ、ステアリン酸カルシウム、ステ
アリン酸マグネシウムおよびこれらの混合物からなる群
から選ばれる請求項1記載のガス発生組成物。 - 【請求項3】 前記バインダーが二硫化モリブデンおよ
びポリカーボネートの群から選ばれるバインダーである
請求項1記載のガス発生組成物。 - 【請求項4】 更に組成物の1〜10重量%のアルカリ
金属およびアルカリ土類金属の炭酸塩およびしゅう酸塩
およびこれらの混合物の群から選ばれた冷却剤を含んで
いる請求項1記載のガス発生組成物。 - 【請求項5】 1〜10重量%のグラファイト繊維を更
に含む請求項1記載のガス発生剤。 - 【請求項6】 シリカを含むことのない請求項1記載の
ガス発生剤。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/165,131 US5529647A (en) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | Gas generant composition for use with aluminum components |
US165131 | 1993-12-10 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07206571A JPH07206571A (ja) | 1995-08-08 |
JP2740461B2 true JP2740461B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=22597557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6307348A Expired - Fee Related JP2740461B2 (ja) | 1993-12-10 | 1994-12-12 | アルミニウム部材を伴なう使用に適したガス発生組成物 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5529647A (ja) |
EP (1) | EP0659714B1 (ja) |
JP (1) | JP2740461B2 (ja) |
KR (1) | KR0136970B1 (ja) |
AU (1) | AU665156B2 (ja) |
CA (1) | CA2134189C (ja) |
DE (1) | DE69418008T2 (ja) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08231291A (ja) * | 1994-12-27 | 1996-09-10 | Daicel Chem Ind Ltd | ガス発生剤組成物 |
JP3247929B2 (ja) * | 1995-11-14 | 2002-01-21 | ダイセル化学工業株式会社 | ガス発生剤組成物 |
US5629494A (en) * | 1996-02-29 | 1997-05-13 | Morton International, Inc. | Hydrogen-less, non-azide gas generants |
US6306232B1 (en) | 1996-07-29 | 2001-10-23 | Automotive Systems Laboratory, Inc. | Thermally stable nonazide automotive airbag propellants |
US6214138B1 (en) * | 1997-08-18 | 2001-04-10 | Breed Automotive Technology, Inc. | Ignition enhancer composition for an airbag inflator |
US6143104A (en) * | 1998-02-20 | 2000-11-07 | Trw Inc. | Cool burning gas generating composition |
US6231702B1 (en) * | 1998-02-20 | 2001-05-15 | Trw Inc. | Cool burning ammonium nitrate based gas generating composition |
DE19812372C2 (de) * | 1998-03-20 | 2001-10-04 | Nigu Chemie Gmbh | Gasgeneratortreibstoffe |
US5985060A (en) * | 1998-07-25 | 1999-11-16 | Breed Automotive Technology, Inc. | Gas generant compositions containing guanidines |
US6328830B1 (en) * | 1998-08-07 | 2001-12-11 | James C. Wood | Metal oxide-free 5-aminotetrazole-based gas generating composition |
US6103030A (en) | 1998-12-28 | 2000-08-15 | Autoliv Asp, Inc. | Burn rate-enhanced high gas yield non-azide gas generants |
JP4703837B2 (ja) * | 1999-11-26 | 2011-06-15 | ダイセル化学工業株式会社 | ガス発生剤組成物 |
US6372191B1 (en) | 1999-12-03 | 2002-04-16 | Autoliv Asp, Inc. | Phase stabilized ammonium nitrate and method of making the same |
US6224697B1 (en) | 1999-12-03 | 2001-05-01 | Autoliv Development Ab | Gas generant manufacture |
US6436211B1 (en) | 2000-07-18 | 2002-08-20 | Autoliv Asp, Inc. | Gas generant manufacture |
US6872265B2 (en) | 2003-01-30 | 2005-03-29 | Autoliv Asp, Inc. | Phase-stabilized ammonium nitrate |
US20060054257A1 (en) * | 2003-04-11 | 2006-03-16 | Mendenhall Ivan V | Gas generant materials |
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