JP5044219B2

JP5044219B2 - 熱的早点火剤

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Publication number: JP5044219B2
Application number: JP2006544279A
Authority: JP
Inventors: ハーゲルライナー; ブライウルリッヒ
Original assignee: RUAG Ammotec GmbH
Current assignee: RWS GmbH
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2004-12-07
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2024-12-07
Also published as: NO337562B1; IL176299A; CA2549766A1; IL176299A0; NO20063259L; JP2007534581A; CA2549766C; US8016959B2; US20080043385A1; WO2005058775A1; EP1697277A1; AU2004299219A1; ATE426580T1; DE502004009241D1; AU2004299219B2; EP1697277B1

Description

本発明の対象は、例えば自動車安全システム用のガス発生装置における温度ヒューズとして使用することができる早点火剤(Fruehzuendmittel)である。

熱的早点火剤は、火工物質又は混合物である。熱的早点火剤は特に、通常、ガス発生装置の熱的に極めて安定なガス発生混合物に、車両の火災の際に制御された状態で点火するという課題を有している。

熱的早点火剤として、例えばニトロセルロース、そこから誘導される推進薬用火薬、又は、ニトロトリアゾロンとグアニジンニトラートとをベースとする特許出願ＤＥ１９７３０８７３Ａ１に記載された混合物が使用されている。前記混合物は約１６０℃の点火温度を示し、ニトロセルロースの場合には不十分な長時間安定性を有するに過ぎない。

本発明の課題は、自動車安全システムにおけるガス発生装置のための熱的早点火剤として使用することができる、約２００℃の点火温度及び十分な長時間安定性を有する火工混合物を提供することであった。本発明の基礎を成す課題は、２−［ビス−（２，４，６−トリニトロフェニル）］アミノエチルニトラート（端的にはジピクリルアミノエチルニトラート（ＤＰＮ）と呼称される）の使用により解決された。前記物質は単独か又は他の成分との混合物で使用することができる。ＤＰＮは２，４−ジニトロクロロベンゼン及びエタノールアミンから、及び引き続くニトロ化により製造することができる（Lit.: R.V. Clark, Ind. Eng. Chem., 25, 1385(1933)）。構造式は以下の通りである：

純粋なＤＰＮの爆燃点は約２００℃である。驚異的にも、ＤＰＮと、添加剤としての選択された成分との混合物の場合、爆燃点を１７８℃から２０８℃の範囲内に制御することができ、かつ該混合物の爆燃温度を、単一成分の爆燃温度よりも低くすることができることが見出された。早点火剤に関しては、２００℃を下回る爆燃温度が特に重要である。本発明による混合物は、卓越した長時間安定性を伴って前記要求を満足する。

添加剤として、以下のものを使用することができる：
１．窒素含有化合物（単独又は混合物で）
ニトログアニジン、ニトロアミノグアニジン、ニトロトリアゾロン、テトラゾールの誘導体、例えば５−アミノテトラゾール、ジテトラゾリルアミン、ジテトラゾール及びその塩、ニトロアミノテトラゾール及びその塩、例えばアンモニウム−ニトロアミノテトラゾール及びアミノグアニジニウム−ニトロアミノテトラゾール、アミノグアニジンニトラート、ジアミノグアニジンニトラート、トリアミノグアニジンニトラート、グアニジンニトラート、ジシアンジアミジンニトラート、ジアミノグアニジン−アゾテトラゾラート。

２．酸化剤（単独又は混合物で）
アルカリ金属の硝酸塩又はアルカリ土類金属の硝酸塩又はアンモニウムの硝酸塩、例えば硝酸ナトリウム又は硝酸カリウム、アルカリ金属の過塩素酸塩又はアルカリ土類金属の過塩素酸塩又はアンモニウムの過塩素酸塩、アルカリ土類金属の過酸化物又は亜鉛の過酸化物。

３．還元剤（単独又は混合物で）
アルミニウム、チタン、水素化チタン、ホウ素、水素化ホウ素、ジルコニウム、水素化ジルコニウム、ケイ素、黒鉛、活性炭、カーボンブラック。

４．バインダー（単独又は混合物で）
セルロース並びにその誘導体、ポリビニルブチラール、ポリニトロポリフェニレン、ポリニトロフェニルエーテル、プレキシゴム(Plexigum)、ポリビニルアセタート及びコポリマー。

５．高エネルギー添加剤（単独又は混合物で）
ヘキソゲン、オクトゲン及びニトロセルロース。

６．燃焼調節剤及び加工助剤（単独又は混合物で）
フェロセン及び誘導体、アセトニルアセタート、サリチラート、シリカート、シリカゲル、窒化ホウ素。

製造及び加工は自体公知でかつ慣用の方法で行われる。これには、例えば混練、押出成形、ストランド圧縮、打錠成形又は造粒が含まれる。

以下の実施例により、これに限定することなく本発明を詳説する。

実施例
第１表に、１２種の異なる混合物の組成を示す。成分を記載された質量比（質量パーセントでの表記）でプラスチック容器中に量り入れ、３０分間タンブラーミキサー中で均質化させた。

第２表に、混合物の爆発熱、摩擦感度及び衝撃感度を示す。摩擦感度及び衝撃感度の測定をドイツ連邦材料研究試験機関（ＢＡＭ）の方法に準拠して行い、その一方で爆発熱の測定をEKA社製熱量計を用いて実施した。

第３表に、熱負荷（４００ｈ、１１０℃）の前及び後の爆燃点及び１１０℃での７２ｈ及び４００ｈの熱負荷の後の重量損失を示す。爆燃点の測定を、熱重量分析法（Mettler社）を用いて１０℃／分の加熱速度で行った。重量損失の測定をHolland試験と同様に行った。

４００ｈ後に０．２〜０．５質量％のわずかな重量損失が認められるに過ぎず、かつ、熱負荷後の爆燃温度の著しい変化は認められなかった。

前記実施例は、本発明により定義された混合物が１７８〜２０８℃の範囲内の爆燃温度を有し、かつ自動車工業の要求に応じて安定であるとみなすことができることを示す。

本発明の対象は、詳細には以下の通りである：
成分としてジピクリルアミノエチルニトラート（ＤＰＮ）を１０〜１００％の質量割合で含有する熱的早点火剤。

ＤＰＮの他に、窒素含有化合物、例えばニトログアニジン、ニトロアミノグアニジン、ニトロトリアゾロン、テトラゾールの誘導体、例えば５−アミノテトラゾール、ジテトラゾリルアミン、ジテトラゾール及びその塩、ニトロアミノテトラゾール及びその塩、例えばアンモニウム−ニトロアミノテトラゾール及びアミノグアニジニウム−ニトロアミノテトラゾール、アミノグアニジンニトラート、ジアミノグアニジンニトラート、トリアミノグアニジンニトラート、グアニジンニトラート、ジシアンジアミジンニトラート、ジアミノグアニジン−アゾテトラゾラートを、単独か又は混合物で、０〜９０％の質量割合で含有する熱的早点火剤。

ＤＰＮ及び単独か又は混合物での上記の窒素含有化合物の他に、酸化剤、例えばアルカリ金属の硝酸塩又はアルカリ土類金属の硝酸塩又はアンモニウムの硝酸塩、例えば硝酸ナトリウム又は硝酸カリウム、アルカリ金属の過塩素酸塩又はアルカリ土類金属の過塩素酸塩又はアンモニウムの過塩素酸塩、アルカリ土類金属の過酸化物又は亜鉛の過酸化物を、単独か又は混合物で、１０〜９０％の質量割合で含有する熱的早点火剤。

ＤＰＮ、単独か又は混合物での上記の窒素含有化合物及び／又は単独か又は混合物での上記の酸化剤の他に、還元剤、例えばアルミニウム、チタン、水素化チタン、ホウ素、水素化ホウ素、ジルコニウム、水素化ジルコニウム、ケイ素、黒鉛、活性炭、カーボンブラックを、単独か又は混合物で、１〜８０％の質量割合で含有する熱的早点火剤。

ＤＰＮ、単独か又は混合物での上記の窒素含有化合物、単独か又は混合物での上記の酸化剤及び／又は単独か又は混合物での上記の還元剤の他に、バインダー、例えばセルロース並びにその誘導体、ポリビニルブチラール、ポリニトロポリフェニレン、ポリニトロフェニルエーテル、プレキシゴム(Plexigum)、ポリビニルアセタート及びコポリマーを、単独か又は混合物で、１〜８０％の質量割合で含有する熱的早点火剤。

ＤＰＮ、単独か又は混合物での上記の窒素含有化合物、単独か又は混合物での上記の酸化剤、単独か又は混合物での上記の還元剤及び／又は単独か又は混合物での上記のバインダーの他に、高エネルギー添加剤、例えばヘキソゲン、オクトゲン及びニトロセルロースを、単独か又は混合物で、１０〜８０％の質量割合で含有する熱的早点火剤。

ＤＰＮ、単独か又は混合物での上記の窒素含有化合物、単独か又は混合物での上記の酸化剤、単独か又は混合物での上記の還元剤、単独か又は混合物での上記のバインダー及び／又は単独か又は混合物での上記の高エネルギー添加剤の他に、燃焼調節剤及び加工助剤、例えばフェロセン及び誘導体、アセトニルアセタート、サリチラート、シリカート、シリカゲル、窒化ホウ素を、単独か又は混合物で、０．１〜２０％の質量割合で含有する熱的早点火剤。

Claims

ガス発生装置用の熱的早点火剤において、ジピクリルアミノエチルニトラート１０〜９０質量％及び酸化剤１０〜９０質量％を含有することを特徴とするガス発生装置用の熱的早点火剤。
ジピクリルアミノエチルニトラート２５〜７５質量％を含有する、請求項１記載の熱的早点火剤。
ジピクリルアミノエチルニトラート４０〜６０質量を含有する、請求項１又は２記載の熱的早点火剤。
酸化剤２５〜７５質量％を含有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の熱的早点火剤。
酸化剤４０〜６０質量％を含有する、請求項１から４までのいずれか１項記載の熱的早点火剤。
ガス発生装置用の熱的早点火剤において、ジピクリルアミノエチルニトラート１０〜９０質量％、窒素含有化合物及び酸化剤１０〜９０質量％を含有することを特徴とするガス発生装置用の熱的早点火剤。
ジピクリルアミノエチルニトラート１０〜５０質量％を含有する、請求項６記載の熱的早点火剤。
ジピクリルアミノエチルニトラート１０〜３０質量％を含有する、請求項６又は７記載の熱的早点火剤。
窒素含有化合物１０〜６０質量％を含有する、請求項６から８までのいずれか１項記載の熱的早点火剤。
窒素含有化合物２０〜４０質量％を含有する、請求項６から９までのいずれか１項記載の熱的早点火剤。
酸化剤２５〜７５質量％を含有する、請求項６から１０までのいずれか１項記載の熱的早点火剤。
酸化剤４０〜６０質量％を含有する、請求項６から１１までのいずれか１項記載の熱的早点火剤。
酸化剤が、アルカリ金属の硝酸塩及び／又はアルカリ土類金属の硝酸塩及び／又はアンモニウムの硝酸塩、アルカリ金属の過塩素酸塩及び／又はアルカリ土類金属の過塩素酸塩及び／又はアンモニウムの過塩素酸塩、アルカリ土類金属の過酸化物及び／又は亜鉛の過酸化物の１種以上から選択されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の熱的早点火剤。
窒素含有化合物が、ニトログアニジン、ニトロアミノグアニジン、ニトロトリアゾロン、テトラゾールの誘導体及び／又はその塩、ニトロアミノテトラゾール及び／又はその塩、アミノグアニジンニトラート、ジアミノグアニジンニトラート、トリアミノグアニジンニトラート、グアニジンニトラート、ジシアンジアミジンニトラート、ジアミノグアニジン−アゾテトラゾラートの１種以上から選択されている、請求項６から１３までのいずれか１項記載の熱的早点火剤。
さらに、アルミニウム、チタン、水素化チタン、ホウ素、水素化ホウ素、ジルコニウム、水素化ジルコニウム、ケイ素、黒鉛、活性炭、カーボンブラックの１種以上から選択された還元剤を含有する、請求項１から１４までのいずれか１項記載の熱的早点火剤。
還元剤１〜４０質量％を含有する、請求項１５記載の熱的早点火剤。
還元剤１〜１５質量％を含有する、請求項１５又は１６記載の熱的早点火剤。
さらに、セルロース及びその誘導体、ポリビニルブチラール、ポリニトロポリフェニレン、ポリニトロフェニルエーテル、プレキシゴム、ポリビニルアセタート及びコポリマーの１種以上から選択されたバインダーを含有する、請求項１から１７までのいずれか１項記載の熱的早点火剤。
バインダー１〜４０質量％を含有する、請求項１８記載の熱的早点火剤。
バインダー１〜２０質量％を含有する、請求項１８又は１９記載の熱的早点火剤。
さらに、ヘキソゲン、オクトゲン及びニトロセルロースの１種以上から選択された高エネルギー添加剤を含有する、請求項１から２０までのいずれか１項記載の熱的早点火剤。
高エネルギー添加剤１０〜５０質量％を含有する、請求項２１記載の熱的早点火剤。
高エネルギー添加剤１０〜３０質量％を含有する、請求項２１又は２２記載の熱的早点火剤。
さらに、フェロセン及びその誘導体、アセトニルアセタート、サリチラート、シリカート、シリカゲル及び窒化ホウ素の１種以上から選択された燃焼調節剤及び加工助剤を含有する、請求項１から２３までのいずれか１項記載の熱的早点火剤。
燃焼調節剤及び加工助剤０．１〜１０質量％を含有する、請求項２４記載の熱的早点火剤。
自動車安全システム用のガス発生装置における温度ヒューズとしての、請求項１から２５までのいずれか１項記載の熱的早点火剤の使用。