JP3279571B2 - 熱吸収添加剤を含有する非アジドガス発生組成物 - Google Patents
熱吸収添加剤を含有する非アジドガス発生組成物Info
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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
- C06B23/001—Fillers, gelling and thickening agents (e.g. fibres), absorbents for nitroglycerine
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Description
【０００１】
本発明は、自動車における乗員の安全制止装置を膨ら
ませるために用いられるガス発生組成物、より詳しくは
乗員がそれにさらされた場合に、毒性の許容レベルにあ
る燃焼物を製造する非アジドガス発生剤に関する。
ませるために用いられるガス発生組成物、より詳しくは
乗員がそれにさらされた場合に、毒性の許容レベルにあ
る燃焼物を製造する非アジドガス発生剤に関する。
【０００２】 自動車に対する膨張可能な乗員の制止装置は、そのよ
うな制止装置を膨らませるためのガス発生組成物の開発
を含めて永年世界中で開発されてきた。ガス発生剤によ
って製造される膨張ガスは厳しい安全性基準に適合しな
ければならないので、現在使用中の全てでないにしても
多くのガス発生剤が、アルカリ金属アジドまたはアルカ
リ土類金属アジド、特にナトリウムアジドに基づいてい
る。酸化剤と反応すると、ナトリウムアジドは主として
窒素からなる比較的毒性のないガスを生成する。更に、
アジドによるガス発生剤の燃焼は比較的低温でおこり、
燃焼温度を低くするための添加剤を必要とすることなく
毒性のない膨張ガスの製造を可能にする。
うな制止装置を膨らませるためのガス発生組成物の開発
を含めて永年世界中で開発されてきた。ガス発生剤によ
って製造される膨張ガスは厳しい安全性基準に適合しな
ければならないので、現在使用中の全てでないにしても
多くのガス発生剤が、アルカリ金属アジドまたはアルカ
リ土類金属アジド、特にナトリウムアジドに基づいてい
る。酸化剤と反応すると、ナトリウムアジドは主として
窒素からなる比較的毒性のないガスを生成する。更に、
アジドによるガス発生剤の燃焼は比較的低温でおこり、
燃焼温度を低くするための添加剤を必要とすることなく
毒性のない膨張ガスの製造を可能にする。
【０００３】 しかし、アジドによるガス発生剤は元来取扱が難し
く、製造および廃棄に比較的危険を伴う。アジドによる
ガス発生剤によって製造される膨張ガスは比較的毒性が
ないけれども、金属アジド自体は反対に非常に毒性であ
り、このためガス発生剤の製造、保管および廃棄に余分
の費用と危険とが生じる。環境の直接の汚染に加えて、
金属アジドは酸または重金属と容易に反応して、瞬時に
発火または爆発する極めて反応性の高い化合物を生成す
る。
く、製造および廃棄に比較的危険を伴う。アジドによる
ガス発生剤によって製造される膨張ガスは比較的毒性が
ないけれども、金属アジド自体は反対に非常に毒性であ
り、このためガス発生剤の製造、保管および廃棄に余分
の費用と危険とが生じる。環境の直接の汚染に加えて、
金属アジドは酸または重金属と容易に反応して、瞬時に
発火または爆発する極めて反応性の高い化合物を生成す
る。
【０００４】 アジドによるガス発生剤に付随する別の問題は、燃焼
の際非常に微細な有毒性粉末の生成である。これらの非
常に微細な有毒性粉末の典型的なものは、ガス発生剤で
使用される金属アジドによって、例えばナトリウム金属
またはナトリウムパーオキシド等のアルカリ金属または
アルカリ土類金属のイオンおよび酸化物である。これら
の微細な有毒性残渣は、米国特許No.4,021,275に記載さ
れているように、低温軟化ガラスをアジドによるガス発
生剤に含ませることによって、アジドによるガス発生剤
で生成される膨張ガスから、これ迄除去されてきた。ガ
ラスが、非常に微細な有毒性粉末を除去するための二次
的な中間濾過として働いている。初めの相で、ガラスが
溶け、分散した有毒性粉末を吸収する。二番目の相で、
溶融ガラスが、ワイヤーまたはメッシュ等の一次濾過に
くっつき、微細な有毒性粉末の一次濾過メッシュまたは
ネットへの付着を促進する。
の際非常に微細な有毒性粉末の生成である。これらの非
常に微細な有毒性粉末の典型的なものは、ガス発生剤で
使用される金属アジドによって、例えばナトリウム金属
またはナトリウムパーオキシド等のアルカリ金属または
アルカリ土類金属のイオンおよび酸化物である。これら
の微細な有毒性残渣は、米国特許No.4,021,275に記載さ
れているように、低温軟化ガラスをアジドによるガス発
生剤に含ませることによって、アジドによるガス発生剤
で生成される膨張ガスから、これ迄除去されてきた。ガ
ラスが、非常に微細な有毒性粉末を除去するための二次
的な中間濾過として働いている。初めの相で、ガラスが
溶け、分散した有毒性粉末を吸収する。二番目の相で、
溶融ガラスが、ワイヤーまたはメッシュ等の一次濾過に
くっつき、微細な有毒性粉末の一次濾過メッシュまたは
ネットへの付着を促進する。
【０００５】 これに対して、非アジドガス発生剤は、製造および廃
棄中における毒性に関連する危険に関してアジドによる
ガス発生剤よりも格段に有利である。更に、多くの非ア
ジドガス発生剤組成物は典型的に、通常のアジドによる
乗員の制止装置ガス発生剤よりもガスの高い収率（ガス
発生剤のグラム当りのガスのモル数）を与える。 しかし、これまで知られ使用されてきた非アジドガス
発生剤は、燃焼の際許容できない程高いレベルの毒性物
質を生成する。最もコントロールしにくい毒性ガスは、
窒素の種々の酸化物（NOX）および一酸化炭素（CO）で
ある。
棄中における毒性に関連する危険に関してアジドによる
ガス発生剤よりも格段に有利である。更に、多くの非ア
ジドガス発生剤組成物は典型的に、通常のアジドによる
乗員の制止装置ガス発生剤よりもガスの高い収率（ガス
発生剤のグラム当りのガスのモル数）を与える。 しかし、これまで知られ使用されてきた非アジドガス
発生剤は、燃焼の際許容できない程高いレベルの毒性物
質を生成する。最もコントロールしにくい毒性ガスは、
窒素の種々の酸化物（NOX）および一酸化炭素（CO）で
ある。
【０００６】 非アジドガス発生剤の燃焼の際、有毒なNOXおよびCO
のレベルを下げることは難しい問題であるとされてき
た。例えば、酸化剤と燃料との比率を上手に操作しても
NOXまたはCOのどちらか一方を減少させるだけである。
より具体的には、燃料に対して酸化剤の比率を増加する
と、余分の酸素がCOを二酸化炭素に酸化するので燃焼に
際してCO含量を少なくする。しかし、不幸にしてこのア
プローチはNOXを増加させることになる。代って、燃料
に対して酸化剤の比率を減少すると、余分の酸素が除か
れ、生成するNOXの量が減少し、増大した量のCOがつく
られる。
のレベルを下げることは難しい問題であるとされてき
た。例えば、酸化剤と燃料との比率を上手に操作しても
NOXまたはCOのどちらか一方を減少させるだけである。
より具体的には、燃料に対して酸化剤の比率を増加する
と、余分の酸素がCOを二酸化炭素に酸化するので燃焼に
際してCO含量を少なくする。しかし、不幸にしてこのア
プローチはNOXを増加させることになる。代って、燃料
に対して酸化剤の比率を減少すると、余分の酸素が除か
れ、生成するNOXの量が減少し、増大した量のCOがつく
られる。
【０００７】 アジドによるガス発生剤とは対照的に、非アジドガス
発生剤の燃焼において生成される比較的高いレベルのNO
XおよびCOは、主として非アジドガス発生剤によって示
される比較的高い燃焼温度による。例えば、ナトリウム
アジド／酸化鉄ガス発生剤の燃焼温度は969℃（1776゜
F）であるが、非アジドガス発生剤は1818℃（3304゜F）
とかなり高い燃焼温度を示す。燃焼温度を低めるために
低いエネルギーの燃料を用いると、低いエネルギーの燃
料が乗員制止装置システム用としての十分高いガス発生
剤燃焼速度を与えないので効果的ではない。ガス発生剤
の燃焼速度は、膨張器がすばやく且つ適切に作動するこ
とを保証するために重要である。
発生剤の燃焼において生成される比較的高いレベルのNO
XおよびCOは、主として非アジドガス発生剤によって示
される比較的高い燃焼温度による。例えば、ナトリウム
アジド／酸化鉄ガス発生剤の燃焼温度は969℃（1776゜
F）であるが、非アジドガス発生剤は1818℃（3304゜F）
とかなり高い燃焼温度を示す。燃焼温度を低めるために
低いエネルギーの燃料を用いると、低いエネルギーの燃
料が乗員制止装置システム用としての十分高いガス発生
剤燃焼速度を与えないので効果的ではない。ガス発生剤
の燃焼速度は、膨張器がすばやく且つ適切に作動するこ
とを保証するために重要である。
【０００８】 非アジドガス発生剤によって示される高い燃焼温度に
よる他の問題点は、簡単にスラグに合体する固体燃焼粒
子を形成することに含まれる困難性である。スラグ形成
は、スラグが簡単に濾過にかけられ、比較的きれいな膨
張ガスとなるので望ましい。アジドによるガス発生剤で
は、低い燃焼温度が固体形成に貢献する。しかし、非ア
ジドガス発生剤から期待される多くの通常の固体燃焼生
成物は、非アジドガス発生剤によって示される高い燃焼
温度では液体であり、従ってガス気流から濾過するのが
困難である。 従って、所望の高い燃焼速度であるが、NOXおよびCO
のような有毒なガスができるだけ少なくなるように比較
的低い燃焼温度で膨張ガスを製造することのできる非ア
ジドガス発生剤が望まれている。
よる他の問題点は、簡単にスラグに合体する固体燃焼粒
子を形成することに含まれる困難性である。スラグ形成
は、スラグが簡単に濾過にかけられ、比較的きれいな膨
張ガスとなるので望ましい。アジドによるガス発生剤で
は、低い燃焼温度が固体形成に貢献する。しかし、非ア
ジドガス発生剤から期待される多くの通常の固体燃焼生
成物は、非アジドガス発生剤によって示される高い燃焼
温度では液体であり、従ってガス気流から濾過するのが
困難である。 従って、所望の高い燃焼速度であるが、NOXおよびCO
のような有毒なガスができるだけ少なくなるように比較
的低い燃焼温度で膨張ガスを製造することのできる非ア
ジドガス発生剤が望まれている。
【０００９】
前述の課題は、本発明によれば、低い燃焼温度により
NOXおよびCOのレベルを低下させる膨張ガスを燃焼に際
して生成する、それ自体毒性がない、非アジドガス発生
組成物によって解決される。不燃性アジド膨張器に伴う
製造上、保管上および廃棄上の危険性は、本発明のガス
発生剤によって取り除かれる。NOXおよびCOのような有
毒ガスの含量の減少により、本発明のガス発生剤を乗員
の制止装置システムにおいて使用することができ、自動
車の乗員をこれまで非アジドガス発生剤によって生成さ
れていた有毒ガスにさらされることから守ってくれる。
本発明によってなる低い燃焼温度は、また容易に濾過に
かかる固体燃焼物の生成を可能にする。
NOXおよびCOのレベルを低下させる膨張ガスを燃焼に際
して生成する、それ自体毒性がない、非アジドガス発生
組成物によって解決される。不燃性アジド膨張器に伴う
製造上、保管上および廃棄上の危険性は、本発明のガス
発生剤によって取り除かれる。NOXおよびCOのような有
毒ガスの含量の減少により、本発明のガス発生剤を乗員
の制止装置システムにおいて使用することができ、自動
車の乗員をこれまで非アジドガス発生剤によって生成さ
れていた有毒ガスにさらされることから守ってくれる。
本発明によってなる低い燃焼温度は、また容易に濾過に
かかる固体燃焼物の生成を可能にする。
【００１０】 特に、本発明は非アジド燃料、酸化剤および約590℃
（1094゜F）をこえるところに軟化点をもつガラス粉末
を含有する熱吸収添加剤からなる非アジドガス発生組成
物である。ガラス粉末は軟化するが、好ましくは燃料の
燃焼の際溶けずに、熱を吸収し且つピークの燃焼温度を
下げる。非アジド燃料は、テトラゾール、ビテトラゾー
ル、トリアゾールおよびこれらの化合物の金属塩からな
るグループから選択される。酸化剤は好ましくは、アル
カリ金属またはアルカリ土類金属の無機硝酸塩、亜硝酸
塩、塩素酸塩または過塩素酸塩からなるグループから選
択される。粉末ガラスは、パイレックス（PYREX）（石
英ガラスなどの耐熱性ガラス）、バイコール（VYCOR）
化合物（高ケイ酸ガラス）、アルカリ土類アルミノケイ
酸塩、アルミノケイ酸塩、バリアアルミナホウケイ酸塩
およびバリウムアルミノホウケイ酸塩等の比較的高い
“軟化点”を示す粉末ガラスのグループから選択され
る。
（1094゜F）をこえるところに軟化点をもつガラス粉末
を含有する熱吸収添加剤からなる非アジドガス発生組成
物である。ガラス粉末は軟化するが、好ましくは燃料の
燃焼の際溶けずに、熱を吸収し且つピークの燃焼温度を
下げる。非アジド燃料は、テトラゾール、ビテトラゾー
ル、トリアゾールおよびこれらの化合物の金属塩からな
るグループから選択される。酸化剤は好ましくは、アル
カリ金属またはアルカリ土類金属の無機硝酸塩、亜硝酸
塩、塩素酸塩または過塩素酸塩からなるグループから選
択される。粉末ガラスは、パイレックス（PYREX）（石
英ガラスなどの耐熱性ガラス）、バイコール（VYCOR）
化合物（高ケイ酸ガラス）、アルカリ土類アルミノケイ
酸塩、アルミノケイ酸塩、バリアアルミナホウケイ酸塩
およびバリウムアルミノホウケイ酸塩等の比較的高い
“軟化点”を示す粉末ガラスのグループから選択され
る。
【００１１】
本発明によれば、非アジドガス発生剤において使用さ
れる燃料は、好ましくは燃料の窒素含量を最大にし、そ
の炭素および水素の含量を適度な値にする化合物から選
択される。そのような燃料は、典型的にはアゾール化合
物またはアゾール化合物の金属塩、特にアミノテトラゾ
ール、テトラゾール、５−ニトロテトラゾール、５−ニ
トロアミノテトラゾール、ビテトラゾール、およびこれ
らの化合物の金属塩等のテトラゾール化合物のみなら
ず、1,2,4−トリアゾール−５−オンまたは３−ニトロ
−1,2,4−トリアゾール−５−オンおよびこれらの化合
物の金属塩等のトリアゾール化合物から選択される。好
ましい態様は、コスト、手に入り易さおよび安全性か
ら、燃料として５−アミノテトラゾールを活用する。
れる燃料は、好ましくは燃料の窒素含量を最大にし、そ
の炭素および水素の含量を適度な値にする化合物から選
択される。そのような燃料は、典型的にはアゾール化合
物またはアゾール化合物の金属塩、特にアミノテトラゾ
ール、テトラゾール、５−ニトロテトラゾール、５−ニ
トロアミノテトラゾール、ビテトラゾール、およびこれ
らの化合物の金属塩等のテトラゾール化合物のみなら
ず、1,2,4−トリアゾール−５−オンまたは３−ニトロ
−1,2,4−トリアゾール−５−オンおよびこれらの化合
物の金属塩等のトリアゾール化合物から選択される。好
ましい態様は、コスト、手に入り易さおよび安全性か
ら、燃料として５−アミノテトラゾールを活用する。
【００１２】 酸化剤は一般的に、システム中の全てまたはほとんど
の酸素を供給する。酸化剤は燃焼をしっかり助け、さら
にCOの生成を抑える。酸化剤と燃料の相対的な量は、燃
焼生成物中に酸素を若干過剰に供給し、それによってCO
を二酸化炭素に酸化することによってCOの生成を抑える
ように選択される。燃焼生成物中の酸素含量は0.1％か
ら約５％の範囲であり、好ましくは約0.5〜２％がよ
い。典型的には、酸化剤はアルカリ金属、アルカリ土類
金属またはアンモニアの無機硝酸塩、無機亜硝酸塩、無
機塩素酸塩または無機過塩素酸塩から選択される。硝酸
ストロンチウムおよび硝酸バリウムは、無水の状態で容
易に得られ、優れた酸化剤である。硝酸ストロンチウム
および硝酸バリウムは、以下に述べるように容易に濾過
できる固体生成物が得られるので最も好ましい。
の酸素を供給する。酸化剤は燃焼をしっかり助け、さら
にCOの生成を抑える。酸化剤と燃料の相対的な量は、燃
焼生成物中に酸素を若干過剰に供給し、それによってCO
を二酸化炭素に酸化することによってCOの生成を抑える
ように選択される。燃焼生成物中の酸素含量は0.1％か
ら約５％の範囲であり、好ましくは約0.5〜２％がよ
い。典型的には、酸化剤はアルカリ金属、アルカリ土類
金属またはアンモニアの無機硝酸塩、無機亜硝酸塩、無
機塩素酸塩または無機過塩素酸塩から選択される。硝酸
ストロンチウムおよび硝酸バリウムは、無水の状態で容
易に得られ、優れた酸化剤である。硝酸ストロンチウム
および硝酸バリウムは、以下に述べるように容易に濾過
できる固体生成物が得られるので最も好ましい。
【００１３】 スラグ形成剤は、ガス気流から濾過される固体粒子の
生成を促進するようにガス発生剤中に任意に含有され
る。スラグ形成剤をガス発生剤に含ませる便利な方法
は、酸化剤または二つの働きをするなかでスラグ形成剤
としても役立つ燃料を利用することである。スラグ形成
をも促進する最も好ましい酸化剤は、硝酸ストロンチウ
ムであるが、硝酸バリウムも効果的である。一般的にス
ラグ形成剤は、アルカリ土類金属および遷移金属のオキ
シド、ヒドロキシド、炭酸塩、シュウ酸塩、パーオキシ
ド、硝酸塩、塩素酸塩および過塩素酸塩、またはテトラ
ゾール、ビテトラゾールおよびトリアゾールのアルカリ
土類金属塩のみならず他の化合物等の多数の化合物から
選択される。
生成を促進するようにガス発生剤中に任意に含有され
る。スラグ形成剤をガス発生剤に含ませる便利な方法
は、酸化剤または二つの働きをするなかでスラグ形成剤
としても役立つ燃料を利用することである。スラグ形成
をも促進する最も好ましい酸化剤は、硝酸ストロンチウ
ムであるが、硝酸バリウムも効果的である。一般的にス
ラグ形成剤は、アルカリ土類金属および遷移金属のオキ
シド、ヒドロキシド、炭酸塩、シュウ酸塩、パーオキシ
ド、硝酸塩、塩素酸塩および過塩素酸塩、またはテトラ
ゾール、ビテトラゾールおよびトリアゾールのアルカリ
土類金属塩のみならず他の化合物等の多数の化合物から
選択される。
【００１４】 他の任意の添加剤は、ガス発生剤に混合されるアルカ
リ金属塩である。アルカリ金属塩により、ガス発生剤の
処方物が燃焼生成物中に過剰の酸素を与え、これがCOの
量を減少させる。アルカリ金属は、好ましくは有機化合
物の一部として、最も好ましくは無機化合物としてより
も有機化合物の塩としてガス発生剤に含有されるべきで
ある。自動車のエアーバッグに使用されるガス発生剤に
は、テトラゾールまたはトリアゾールのアルカリ金属塩
等の高い窒素含量を有するものを使用することが有利で
ある。これらの化合物は、有用なガスを生成する燃料と
して機能するので、ガス発生剤に含有されたとき、多く
の機能を発揮する。
リ金属塩である。アルカリ金属塩により、ガス発生剤の
処方物が燃焼生成物中に過剰の酸素を与え、これがCOの
量を減少させる。アルカリ金属は、好ましくは有機化合
物の一部として、最も好ましくは無機化合物としてより
も有機化合物の塩としてガス発生剤に含有されるべきで
ある。自動車のエアーバッグに使用されるガス発生剤に
は、テトラゾールまたはトリアゾールのアルカリ金属塩
等の高い窒素含量を有するものを使用することが有利で
ある。これらの化合物は、有用なガスを生成する燃料と
して機能するので、ガス発生剤に含有されたとき、多く
の機能を発揮する。
【００１５】 ガス発生剤に効果的に使用されるアルカリ金属化合物
の範囲は、極めて広い。例えば、５−アミノテトラゾー
ル（K5−AT）のカリウム塩の２％といった少量が添加剤
として有効であり、またK5−ATが第一次の燃料およびガ
ス発生物として作用する場合、約45％まで使用される。
好ましい範囲は、約２〜20重量％であり、最も好ましい
範囲は約２〜12重量％である。５−アミノテトラゾー
ル、テトラゾール、ビテトラゾールおよび３−ニトロ−
1,2,4−トリアゾール−５−オン（NTO）のアルカリ金属
塩は、それらの高い窒素含量の故に使用される。リチウ
ム、ナトリウムおよびカリウムが好ましいアルカリ金属
であるが、ルビジウムまたはセシウムも使用される。最
も好ましいアルカリ金属塩は５−アミノテトラゾールの
カリウム塩である。
の範囲は、極めて広い。例えば、５−アミノテトラゾー
ル（K5−AT）のカリウム塩の２％といった少量が添加剤
として有効であり、またK5−ATが第一次の燃料およびガ
ス発生物として作用する場合、約45％まで使用される。
好ましい範囲は、約２〜20重量％であり、最も好ましい
範囲は約２〜12重量％である。５−アミノテトラゾー
ル、テトラゾール、ビテトラゾールおよび３−ニトロ−
1,2,4−トリアゾール−５−オン（NTO）のアルカリ金属
塩は、それらの高い窒素含量の故に使用される。リチウ
ム、ナトリウムおよびカリウムが好ましいアルカリ金属
であるが、ルビジウムまたはセシウムも使用される。最
も好ましいアルカリ金属塩は５−アミノテトラゾールの
カリウム塩である。
【００１６】 本発明によれば、ガス発生剤の燃焼温度を低め、従っ
てNOXの生成を低める熱吸収添加剤は高温軟化粉末化ガ
ラス化合物からなる。ガス発生組成物に直接混合される
ガラス添加剤は、燃料と酸化剤が反応する間、軟化によ
って熱エネルギーを吸収する。燃焼過程の間の熱を吸収
することにより、ガラス添加剤は有利に燃焼温度を下
げ、関連して有毒なNOXの生成を最小にするが、それで
もなお高エネルギー燃料を用いて必要な燃焼速度を維持
させる。CO生成は、比較的大きな割合の酸化剤の使用に
よって減じられる。この相乗的な関係が、過剰の酸素に
よるNOXの生成を防いでいる。濾過は、軟化ガラス粒子
がフィルターにくっつき、更に固体粒子の捕捉を促進す
るので問題は無い。添加剤として選択されるガラスのタ
イプは、熱を吸収し、従って燃焼温度を下げるガラスの
能力による。ガラス添加剤の量は、好ましくは、ガス発
生剤混合物の約0.1〜10重量％の範囲である。ガラス添
加剤の重量％をより大きくすることは、ガス発生剤の燃
焼速度の好ましからざる減少の故に効果的でない。ガラ
ス粒子のサイズは、好ましくは５〜300ミクロンの範囲
である。
てNOXの生成を低める熱吸収添加剤は高温軟化粉末化ガ
ラス化合物からなる。ガス発生組成物に直接混合される
ガラス添加剤は、燃料と酸化剤が反応する間、軟化によ
って熱エネルギーを吸収する。燃焼過程の間の熱を吸収
することにより、ガラス添加剤は有利に燃焼温度を下
げ、関連して有毒なNOXの生成を最小にするが、それで
もなお高エネルギー燃料を用いて必要な燃焼速度を維持
させる。CO生成は、比較的大きな割合の酸化剤の使用に
よって減じられる。この相乗的な関係が、過剰の酸素に
よるNOXの生成を防いでいる。濾過は、軟化ガラス粒子
がフィルターにくっつき、更に固体粒子の捕捉を促進す
るので問題は無い。添加剤として選択されるガラスのタ
イプは、熱を吸収し、従って燃焼温度を下げるガラスの
能力による。ガラス添加剤の量は、好ましくは、ガス発
生剤混合物の約0.1〜10重量％の範囲である。ガラス添
加剤の重量％をより大きくすることは、ガス発生剤の燃
焼速度の好ましからざる減少の故に効果的でない。ガラ
ス粒子のサイズは、好ましくは５〜300ミクロンの範囲
である。
【００１７】 効果的であるガラスのタイプは、個々の非アジド燃料
および酸化剤の燃焼温度によって変わる。利用されるガ
ラス化合物は、好ましくは、非アジドガス発生剤によっ
て典型的に示される前述の高温の故に、高温軟化ガラス
である。 ガラスによる熱の吸収は相によって変化することが示
されている。ガラスの“軟化点”は、ある粘度のガラス
はある温度で変形するという事実に基づくASrM標準試験
によって決定される。本願の目的のための“高温軟化
点”という術語は、約590℃（1094゜F）をこえる軟化点
である。ガラスに適用される“融解”温度は、相対的に
“軟化点”よりも高い。“作業点（working point）”
は、ガラスが自由に流動する温度である。
および酸化剤の燃焼温度によって変わる。利用されるガ
ラス化合物は、好ましくは、非アジドガス発生剤によっ
て典型的に示される前述の高温の故に、高温軟化ガラス
である。 ガラスによる熱の吸収は相によって変化することが示
されている。ガラスの“軟化点”は、ある粘度のガラス
はある温度で変形するという事実に基づくASrM標準試験
によって決定される。本願の目的のための“高温軟化
点”という術語は、約590℃（1094゜F）をこえる軟化点
である。ガラスに適用される“融解”温度は、相対的に
“軟化点”よりも高い。“作業点（working point）”
は、ガラスが自由に流動する温度である。
【００１８】 本発明の実施において使用されるガラスのタイプを指
示するガラスのひとつの特徴は、ガラスが“軟化”相か
ら液相、即ち“融解”に変換する時、多くの熱を吸収す
ることである。ガラスが融解した後、ガラスは熱を依然
として奪うが、平衡に達するまでであり、その後ガラス
はもはや熱をそれほど奪わない。粉末化ガラスは、一定
の時間で熱を吸収するのに最も助けになるガラスの形態
であり、粉末化ガラスが選択すべき形態である。
示するガラスのひとつの特徴は、ガラスが“軟化”相か
ら液相、即ち“融解”に変換する時、多くの熱を吸収す
ることである。ガラスが融解した後、ガラスは熱を依然
として奪うが、平衡に達するまでであり、その後ガラス
はもはや熱をそれほど奪わない。粉末化ガラスは、一定
の時間で熱を吸収するのに最も助けになるガラスの形態
であり、粉末化ガラスが選択すべき形態である。
【００１９】 考慮に入れなければならぬ他の要素は、溶融ガラスは
ガス発生剤の燃焼生成物の濾過が比較的困難であるが、
軟化ガラス粉末は、濾過するのが比較的に容易である。
従って、ガス発生剤のピークの燃焼温度に近いが、幾分
低い“融解”温度を有するガラス粉末が、熱吸収を最大
にし、“融解”を最小にするのに望ましい。上記に関連
して、コーニング社、先進材料事業所、HP CB−１−
６、コーニング、ニューヨーク、14831、から得られる
粉末形態のパイレックス（PYREX）ガラス（商品番号774
0）は、以下の特徴、即ち510℃（950゜F）の変形点、56
0℃（1040゜F）の焼なまし点および821℃（1510゜F）の
軟化点を有する。他に、バイコール（VYCOR）ガラス
（商品番号7913および7930）は、ガス発生剤が比較的高
いピークの燃焼温度を示すときに使用される。そのよう
なガラスは、コーニング社から粉末化形態でも入手で
き、以下の特徴、即ち890℃（1634゜F）の変形点、1020
℃（1868゜F）の焼なまし点および1530℃（2786゜F）の
軟化点を有する。コーニング社から入手できる高い軟化
点を有する粉末化ガラスの他の例は、アルカリ土類アル
ミノケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、バリアアルミナホウ
ケイ酸塩、バリウムアルミノホウケイ酸塩および溶融シ
リカを含む。本発明によって示される低燃焼温度によ
り、相対的に固体スラグ形成が導かれる。
ガス発生剤の燃焼生成物の濾過が比較的困難であるが、
軟化ガラス粉末は、濾過するのが比較的に容易である。
従って、ガス発生剤のピークの燃焼温度に近いが、幾分
低い“融解”温度を有するガラス粉末が、熱吸収を最大
にし、“融解”を最小にするのに望ましい。上記に関連
して、コーニング社、先進材料事業所、HP CB−１−
６、コーニング、ニューヨーク、14831、から得られる
粉末形態のパイレックス（PYREX）ガラス（商品番号774
0）は、以下の特徴、即ち510℃（950゜F）の変形点、56
0℃（1040゜F）の焼なまし点および821℃（1510゜F）の
軟化点を有する。他に、バイコール（VYCOR）ガラス
（商品番号7913および7930）は、ガス発生剤が比較的高
いピークの燃焼温度を示すときに使用される。そのよう
なガラスは、コーニング社から粉末化形態でも入手で
き、以下の特徴、即ち890℃（1634゜F）の変形点、1020
℃（1868゜F）の焼なまし点および1530℃（2786゜F）の
軟化点を有する。コーニング社から入手できる高い軟化
点を有する粉末化ガラスの他の例は、アルカリ土類アル
ミノケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、バリアアルミナホウ
ケイ酸塩、バリウムアルミノホウケイ酸塩および溶融シ
リカを含む。本発明によって示される低燃焼温度によ
り、相対的に固体スラグ形成が導かれる。
【００２０】 当業者であれば、本発明のガス発生組成物を形成する
ように前記成分の組み合わせがなされることは容易に理
解されよう。例えば、材料は乾燥して混合され、ボール
ミル中で摩砕され、次いで圧縮成型によりペレット化さ
れる。本発明は、成分が重量％で定量されている以下の
代表的な実施例によって例示される。
ように前記成分の組み合わせがなされることは容易に理
解されよう。例えば、材料は乾燥して混合され、ボール
ミル中で摩砕され、次いで圧縮成型によりペレット化さ
れる。本発明は、成分が重量％で定量されている以下の
代表的な実施例によって例示される。
【００２１】 実施例１ ５−アミノテトラゾール（５−AT）、硝酸ストロンチ
ウム〔Sr（NO3）２〕、K5−ATおよび粉末化パイレック
スガラス（商品番号7740）の混合物が重量％で以下の組
成となるように製造される。５−AT:28.62％、Sr（N
O3）2:57.38％、K5−AT:6.00％、パイレックス粉末:8.0
0％。 上記材料は乾燥して混合され、ボールミル中で摩砕さ
れ、圧縮成型によりペレット化される。
ウム〔Sr（NO3）２〕、K5−ATおよび粉末化パイレック
スガラス（商品番号7740）の混合物が重量％で以下の組
成となるように製造される。５−AT:28.62％、Sr（N
O3）2:57.38％、K5−AT:6.00％、パイレックス粉末:8.0
0％。 上記材料は乾燥して混合され、ボールミル中で摩砕さ
れ、圧縮成型によりペレット化される。
【００２２】 実施例２ ５−AT、Sr（NO3）２、K5−ATおよび粉末化バイコー
ルガラス（商品番号7913）の混合物が重量％で以下の組
成にして、実施例１に記載したようにして製造される。
５−AT:28.62％、Sr（NO3）2:57.38％、K5−AT:6.00
％、バイコール粉末:8.00％。材料は実施例１に記載し
たようにして製造される。
ルガラス（商品番号7913）の混合物が重量％で以下の組
成にして、実施例１に記載したようにして製造される。
５−AT:28.62％、Sr（NO3）2:57.38％、K5−AT:6.00
％、バイコール粉末:8.00％。材料は実施例１に記載し
たようにして製造される。
【００２３】 実施例３ ５−AT、Sr（NO3）２、K5−ATおよびパイレックスの
混合物が、重量％で以下の組成にして製造される。５−
AT:27.62％、Sr（NO3）2:57.38％、K5−AT:5.00％、パ
イレックス粉末:10.00％。材料は実施例１に記載したよ
うにして製造される。
混合物が、重量％で以下の組成にして製造される。５−
AT:27.62％、Sr（NO3）2:57.38％、K5−AT:5.00％、パ
イレックス粉末:10.00％。材料は実施例１に記載したよ
うにして製造される。
【００２４】 実施例４ ５−AT、Sr（NO3）２、K5−ATおよびバイコールガラ
ス（商品番号7930）の混合物が、重量％で以下の組成に
して実施例１に記載したようにして製造される。５−A
T:28.62％、Sr（NO3）2:57.38％、K5−AT:9.00％、バイ
コール粉末:5.00％。材料は実施例１に記載したように
して製造される。
ス（商品番号7930）の混合物が、重量％で以下の組成に
して実施例１に記載したようにして製造される。５−A
T:28.62％、Sr（NO3）2:57.38％、K5−AT:9.00％、バイ
コール粉末:5.00％。材料は実施例１に記載したように
して製造される。
【００２５】 実施例５ ５−AT、Sr（NO3）２、K5−ATおよびパイレックスの
混合物が重量％で以下の組成にして製造される。５−A
T:25.62％、Sr（NO3）2:60.38％、K5−AT:9.00％、パイ
レックス粉末:5.00％。材料は実施例１に記載したよう
にして製造される。 本発明の好ましい態様を開示したが、本発明はこれに
何ら限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲か
ら逸脱しない修飾を含むものである。
混合物が重量％で以下の組成にして製造される。５−A
T:25.62％、Sr（NO3）2:60.38％、K5−AT:9.00％、パイ
レックス粉末:5.00％。材料は実施例１に記載したよう
にして製造される。 本発明の好ましい態様を開示したが、本発明はこれに
何ら限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲か
ら逸脱しない修飾を含むものである。
Claims (6)
- 【請求項１】乗員の安全制止装置を膨らませるために有
用なガスを、燃焼の際生成する非アジドガス発生組成物
であって、 非アジド燃料； 酸化剤；および 該燃料の燃焼の際、その燃焼温度を低下させるように熱
を吸収するために、高い軟化点をもつ粉末化ガラスから
なる熱吸収添加剤、 からなり、該熱吸収添加剤が石英ガラス、高ケイ酸ガラ
ス、アルカリ土類アルミノケイ酸塩、アルミノケイ酸
塩、バリアアルミナホウケイ酸塩およびバリウムアルミ
ノホウケイ酸塩からなるグループから選択されることを
特徴とする、前記組成物。 - 【請求項２】熱吸収ガラス化合物が約５〜300ミクロン
の粒子サイズをもつことを特徴とする、請求項１記載の
非アジドガス発生剤。 - 【請求項３】非アジド燃料が、テトラゾール、ビテトラ
ゾール、トリアゾールおよびこれらの化合物の金属塩か
らなるグループから選択されることを特徴とする、請求
項１記載の非アジドガス発生剤。 - 【請求項４】酸化剤が、アルカリ金属またはアルカリ土
類金属の無機硝酸塩、亜硝酸塩、塩素酸塩または過塩素
酸塩からなるグループから選択されることを特徴とす
る、請求項１記載の非アジドガス発生剤。 - 【請求項５】燃料に対する酸化剤の割合が、酸素含量を
燃焼生成物中の約５％以下にして、燃焼生成物中に若干
酸素を過剰に供給するように選択されることを特徴とす
る、請求項１記載の非アジドガス発生剤。 - 【請求項６】熱吸収添加剤が、約0.1〜10重量％の量で
存在することを特徴とする、請求項１記載の非アジドガ
ス発生剤。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US273,312 | 1994-07-11 | ||
| US08/273,312 US5460668A (en) | 1994-07-11 | 1994-07-11 | Nonazide gas generating compositions with reduced toxicity upon combustion |
| US08/273,312 | 1994-07-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10502610A JPH10502610A (ja) | 1998-03-10 |
| JP3279571B2 true JP3279571B2 (ja) | 2002-04-30 |
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| JP50445896A Expired - Fee Related JP3279571B2 (ja) | 1994-07-11 | 1995-07-11 | 熱吸収添加剤を含有する非アジドガス発生組成物 |
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|---|---|
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| EP (1) | EP0770047B1 (ja) |
| JP (1) | JP3279571B2 (ja) |
| KR (1) | KR100357040B1 (ja) |
| CA (1) | CA2191868C (ja) |
| DE (1) | DE69534652T2 (ja) |
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| US5661261A (en) * | 1996-02-23 | 1997-08-26 | Breed Automotive Technology, Inc. | Gas generating composition |
| US5844164A (en) * | 1996-02-23 | 1998-12-01 | Breed Automotive Technologies, Inc. | Gas generating device with specific composition |
| US5629494A (en) * | 1996-02-29 | 1997-05-13 | Morton International, Inc. | Hydrogen-less, non-azide gas generants |
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| US6007647A (en) * | 1996-08-16 | 1999-12-28 | Automotive Systems Laboratory, Inc. | Autoignition compositions for inflator gas generators |
| DE19643468A1 (de) * | 1996-10-22 | 1998-04-23 | Temic Bayern Chem Airbag Gmbh | Gaserzeugendes, azidfreies Feststoffgemisch |
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| US6071364A (en) * | 1997-02-19 | 2000-06-06 | Breed Automotive Technology, Inc. | Gas generating compositions containing mica |
| US6328830B1 (en) | 1998-08-07 | 2001-12-11 | James C. Wood | Metal oxide-free 5-aminotetrazole-based gas generating composition |
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| US6224697B1 (en) | 1999-12-03 | 2001-05-01 | Autoliv Development Ab | Gas generant manufacture |
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