JP3693067B2 - ガス発生物質混合物 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車の乗客保護装置特にエアバツグ装霞用の駆動ガスを発生するためのガス発生物質混合物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばエアバツグ装置のような自動車用受動安全装置は、車両の衝突の場合車両の乗客を負傷に対して保護するのに役立つ。このためガス発生器は、燃焼室内に錠剤又は粒子の形のガス発生物質混合物を収容しており、電気点火後ガス袋を膨らます駆動ガスを発生し、それにより車両の乗客が例えば前窓ガラス、かじ取りハンドル車又は計器盤へ衝突するのを防止する。
【０００３】
ガス発生物質混合物として種々の物質混合物が公知である。例えばアジ化物を与える主要成分としてのアジ化ナトリウム、酸化剤としての硝酸カリウム及び二酸化珪素が使用され、二酸化珪素は、アジ化物と硝酸塩との反応の際形成される物質即ちナトリウム及びカリウムをスラグとして結合する。アジ化ナトリウムを含む燃料を使用することの欠点は、毒性の高いことであり、これにより持に製造、運搬及び廃棄物処理の際特別な手段が必要になる。アルカリ反応して腐食の危険を生ずる燃焼残渣も欠点である。
【０００４】
更にアジ化アルカリ金属と金属酸化物大抵の場合酸化鉄）ら成るガス発生物質混合物も公知である（ドイツ連邦共和国特許出願公開第２４５９６６７号明細書）。しかしこの公知の物質混合物は、低い燃焼速度及び悪い点火性能を持つている。
【０００５】
更にニトロセルロース及びニトログリセリンから成る物質化合物がドイツ連邦共和国特許出願公開第４３１７７２７号明細書から公知である。ニトロセルロースを主成分とするこのような燃料混合物は悪い温度安定性を持ち、その結果寿命が限られ、この物質をリサイクルすることが不可能である。更にこの燃料物質混合物は燃焼調節剤として重金属の塩を含み、それが付加的に廃棄物処理を困難にする。しかし最大の欠点は、燃焼の際著しい量の一酸化炭素が生ずることである。
【０００６】
さて近年アジ化ナトリウムを含まない燃料混合物が提案され（米国特許第４９４８４３９号明細書）、主要成分としてテトラゾール又はテトラゾール誘導体又はテトラゾール塩のように窒素を含まない有機化合物を含んでいる。これに反し窒素を含む有機燃料混合物は、燃焼の際一酸化炭素のほかにかなりの量の酸化窒素ガスＮＯ_ｘも発生されるので、複合中毒の危険を防止することができない。
【０００７】
最後に米国特許第３８８０５９５号明細書は、例えばくえん酸のような窒素を含まない有機化合物を主成分とする燃料混合物を示している。この燃料の欠点は、その熱的安定性が低く、吸湿性が高く、加工性が悪く、特に錠剤又は粒子に圧縮成形加工することが極めて困難なことである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従つて本発明の基礎になつている課題は、毒性のない成分から成り、高い熱的及び化学的安定性を持ち、よく加工可能であり、吸湿性でなく、允分な燃焼速度及び良好な点火性能を持つ、アジ化物のないガス発生物質混合物を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため本発明によれば、
ガス発生物質混合物が、
ａ）２０ないし４５重量％の割合のフマル酸又はフマル酸の塩、
ｂ）５５ないし８０重量％の割合の過塩素酸塩、塩素酸塩、過酸化物の群又はこれらの混合物から成る無機酸化剤及び
ｃ）０ないし２０重量％の割合の金属酸化物
を含んでいる。
【００１０】
【発明の効果】
これらの燃料成分は毒性がなく、安価かつリサイクル可能であり、更に非常によく加工可能である。更に本発明によるこの燃料混合物により高い燃焼速度が得られ、燃焼残渣には毒性がない。更に駆動ガス自体は最小の有害ガス含量しか持つていない。最後に本発明による燃料混合物は重金属を含まず、僅かな製造費で製造される。
【００１１】
本発明による燃料混合物の有利な構成は、金属酸化物を最高２０重量％の割合で含むことができる。この金属酸化物は冷却剤としてまた場合によつては爆発添加剤として役立つ。
【００１２】
有機化合物としてカルボン酸なるべくフマル酸（Ｃ_４Ｈ_４Ｏ_４）無水物、エステル、アルデヒド、ケト化合物又はオキシ化合物のような単量の化合物が使用されるのがよい。更に有機化合物としてポリオキシメチレン、ポリグリコール、ポリエステル、酢酸繊維素又はポリアクリル酸エステルのような重合体も適している。単量の化合物の塩としてカルボン酸（カルボキシル酸）ナトリウム、カルボン酸カリウム、カルボン酸カルシウム又はカルボン酸マグネシウムも有利に使用することができる。
【００１３】
最後に金属酸化物としてＡｌ_２Ｏ_３，Ｂ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＴｉＯ_２，ＭｎＯ_２，ＣｕＯ，Ｆｅ_２Ｏ_３及びＺｎＯの群又はその混合物から選んたものを使用することができる。
【００１４】
【実施例】
実施例を図面に関して以下に説明する。
第１実施例によれば、駆動ガス発生物質混合物は、３４．４重量％のフマル酸と６５．６重量％の過塩素酸カリウムから成つている。この駆軸ガス発生物質混合物は、熱安定性及び吸湿性に関して、既にあげた米国特許第３８８０５９５号明細書から公知の３５．３重量％のくえん酸と６４．７重量％の過塩素酸カリウムから成る物質混合物と比較された。この比較実験の結果が図１及び２に示されている。
【００１５】
図１によれば、安定性試験（Ｈｏｌｌａｎｄ−Ｔｅｓｔ）が１１０℃の温度で７０時間以上の期間にわたつて行われた。公知の物質混合物（符号１）はほぼ０．８％の重量減少を示したが、本発明による物質混合物（符号２）は０．０１％以下の重量減少しか示さなかつた。
【００１６】
吸湿性試験が８６％の相対空気湿度でほぼ１００時間の期間にわたつて行われた。図２によれば、公知の物質混合物（符号１）では重量増加が１３％であり、本発明による物質混合物（符号２）では重量増加は認められなかつた。
【００１７】
最後に本発明による同じ燃料混合物（物質混合物２）と、３０．８重量％の５−アミノテトラゾル、３６．１重量％の硝酸ナトリウム及び３３．１重量％の鉄（ＩＩＩ）酸化物（米国特許第４９４８４３９号明細書参照）から成る別の公知の燃料混合物との比較が行われた。燃料の燃焼は普通のガス発生器で行われた。このために燃料成分が微細に粉砕され、錠剤に圧縮成形加工された。発生されたガス量及び生じたガス圧力は６５リツトルの袋を満たすのに充分であつた。測定された有害ガス濃度は、６０リツトルの測定容積に関している。実験の結果が図３に示されている。これによれば公知の物質混合物１は、１５０００ｐｐｍの一酸化炭素（ＣＯ）、５００ｐｐｍの窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）及び３０００ｐｐｍのアンモニア（ＮＨ_３）を生じたが、本発明による物質混合物２は、３０００ｐｐｍの一酸化炭素のみを生じ、窒素酸化物及びアンモニアを発生しなかつた。
【００１８】
第２実施例としての本発明による燃料混合物は、３０．２重量％のフマル酸、６３．６重量％の過塩素酸カリウム及び６．２重量％の酸化鉄を含んでいる。この酸化鉄は冷却剤として役立ち、燃焼温度を約７％低下する。本発明によるこの燃料混合物も、燃焼後有害物質として約３０００ｐｐｍの一酸化炭素しか生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による物質混合物と公知の燃料混合物とを熱安定性に関して示す線図である。
【図２】本発明による物質混合物と公知の燃料混合物とを吸湿性に関して示す線図である。
【図３】本発明による物質混合物及び公知の燃料混合物の有害ガス含有量を示す表である。
【符号の説明】
１ 本発明による物質混合物
２ 公知の燃料混合物

Claims (4)

1. ガス発生物質混合物が
   ａ）２０ないし４５重量％の割合のフマル酸又はフマル酸の塩、
   ｂ）５５ないし８０重量％の割合の過塩素酸塩、塩素酸塩、過酸化物の群又はこれらの混合物から成る無機酸化剤及び
   ｃ）０ないし２０重量％の割合の金属酸化物
   を含んでいることを特徴とする、ガス発生物質混合物。
2. フマル酸の塩として、フマル酸ナトリウム、フマル酸カリウム、フマル酸カルシウム又はフマル酸マグネシウムが使用されることを特徴とする、請求項１に記載のガス発生物質混合物。
3. 酸化剤が過塩素酸カリウムであることを特徴とする、請求項１又は２に記載のガス発生物質混合物。
4. 金属酸化物がＡｌ _２ Ｏ _３ ，Ｂ _２ Ｏ _３ ，ＳｉＯ _２ ，ＴｉＯ _２ ，ＭｎＯ _２ ，ＣｕＯ，Ｆｅ _２ Ｏ _３ ，ＺｎＯの群から成る金属酸化物又はこれらの混合物から選ばれていることを特徴とする、請求項１ないし３の１つに記載のガス発生物質混合物。

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