JPH05170587A - ガス発生剤 - Google Patents

ガス発生剤

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JPH05170587A
JPH05170587A JP13672192A JP13672192A JPH05170587A JP H05170587 A JPH05170587 A JP H05170587A JP 13672192 A JP13672192 A JP 13672192A JP 13672192 A JP13672192 A JP 13672192A JP H05170587 A JPH05170587 A JP H05170587A
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JP
Japan
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gas
generating agent
gas generating
oxygen
carbon
Prior art date
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Application number
JP13672192A
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English (en)
Inventor
Kazuo Kishi
和男 岸
Jun Kato
順 加藤
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Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 取り扱いが容易であり、生理的傷害を生じな
いガスを生成できるガス発生剤を提供すること。 【構成】 本ガス発生剤は、(A) 塩素酸或いは過塩素酸
のアルカリ金属塩の一種又は二種以上の混合物と、(B)
炭素、水素及び酸素とからなる有機化合物及び/又は炭
素、水素及び酸素とからなる有機酸の金属塩とから成る
ガス発生剤であって、発生ガス中の酸素のモル分率と二
酸化炭素のモル分率が下記の式(I) 【数1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車の衝突の際の衝
撃から乗員の安全を確保する為のエアバッグ装置に用い
られる人体に無害なガス発生剤に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
この種のエアバッグ装置に用いられるガス発生剤として
は、主としてアジ化水素酸のアルカリ金属塩及びアルカ
リ土類金属塩と金属酸化物、塩素酸塩、硫黄、金属硫化
物等の混合物から構成されており、発生するガスは純窒
素である。また、これらアジ化水素酸のアルカリ金属塩
としては、アジ化ソーダが現在広く用いられている。ま
た、現在自動車に搭載されているエアバッグ装置の大部
分は上記のアジ化ソーダを主原料とするガス発生剤を用
い、ハンドルに取り付けられるドライバー席用であり、
衝突の際に発生する純窒素ガスによりエアバッグが膨ら
み、ドライバーの安全を確保した後純窒素ガスはエアバ
ッグに予め設けられた排気口から速やかに車内に排出さ
れる。そして、このエアバッグの容量は60リットル程度
か、それ以下であるため、車内の酸素欠乏に基づく生理
的傷害発生等の問題は生じないようになっている。しか
しながら、今後エアバッグ装置はドライバー席用に加
え、助手席用、後部座席用、さらには側突用の搭載も考
えられ、純窒素ガスを用いるエアバッグ装置のみでこれ
ら全てに対応するとなると大量の純窒素ガスが必要とな
り、車内の酸素欠乏に基づく生理的傷害発生等の問題が
顕在化してくる危険性がある。また、アジ化ソーダは大
気中に置かれると容易に分解し、揮発性並びに爆発性の
あるアジ化水素酸を発生する。このアジ化水素酸は周囲
の銅、鉛等の金属と容易に反応し、摩擦、衝突により発
火、爆発する極めて不安定な物質を形成する。もちろん
アジ化ソーダを用いるエアバッグ装置の中ではこのアジ
化ソーダは厳重に密閉されて大気に触れることはなく、
自動車に搭載されることで上記のような不安定な物質を
形成するという問題を生じることのないように構成され
ている。しかしながら、ガス発生剤の製造、貯蔵、廃棄
において、或いはこれを用いたエアバッグ装置の製造或
いは廃棄時には、防爆施設の中で慎重に取り扱わなけれ
ばならないという欠点を有している。また、この種のエ
アバッグ装置ではアジ化ソーダを燃焼させるための酸化
剤として、例えば酸化銅或いは硫黄等が用いられてお
り、燃焼に伴い、酸化ソーダ或いは硫化ソーダ等のミス
トを生成、排出する。現在使用されているエアバッグ装
置では、フィルターの使用によりこのミストは十分除去
され、生理的傷害等の問題は生じないようになってい
る。しかしながら、反面フィルター機能を強化している
ため、ガス発生器の重量及び容積を著しく増大させると
いう問題点を有している。アジ化ソーダの持つ上記のよ
うな不安定な物質を形成するという問題を回避するため
に、オキサヒドロキサム酸とポリ(ビニル低級アルキル
・エーテル)とから成るガス発生剤(特公昭41−78
73)、ビテトラゾール化合物を主成分とするガス発生
剤(特公昭64−6156、特公昭64−6157)或
いはニトロオロチン酸を主成分とするガス発生剤(特開
平2−184590)が開示されてきたが、発生ガス中
にシアン化合物、窒素酸化物或いは一酸化炭素等の副生
物を含む恐れがあり、上記のように多数のエアバッグ装
置を自動車に搭載する場合には、これらの副生物による
生理的傷害等の問題の生じる可能性がある。且つ又、こ
れらの主剤はアジ化ソーダに比較し高価であり、ガス発
生剤としての要求を満足するものではない。含窒素化合
物を主剤とするガス発生剤より得られるガスの多くは純
窒素であることから、アジ化ソーダを主剤とするガス発
生剤と同様、大量使用時には、車内の酸素欠乏に基づく
生理的傷害発生等の問題が顕在化してくる危険性があ
る。
【0003】また、従来硝酸塩或いは過塩素酸塩等の酸
化剤と炭素、水素及び酸素からなる有機高分子化合物
(米国特許3837942)或いは炭素、水素及び酸素
からなる有機酸の金属塩によりなる組成物(米国特許4
214438)が開示され、これらの組成物は一酸化炭
素の発生を抑えるべく化学量論以上の酸化剤を用い、発
生するガス成分は水蒸気と炭酸ガスのみからなってい
る。しかしながら、一酸化炭素の発生を抑えることに主
眼が置かれ、用いられる酸化剤は化学量論付近の量とな
っている。従って、アジ化ソーダを用いる場合と同様、
多数のエアバッグ装置を自動車に搭載する場合には、車
内の酸素欠乏に基づく生理的傷害発生等の問題が顕在化
してくる危険性がある。
【0004】本発明はガス発生剤の製造、貯蔵、廃棄或
いはエアバッグ装置の製造或いは廃棄において、アルカ
リ金属アジドのような特別の取り扱いを必要とせず、容
易に取り扱いが可能であって、しかもエアバッグ装置を
多数自動車に搭載する場合にも酸素欠乏に基づく生理的
傷害或いは副生成物による生理的傷害の生じないガスで
エアバッグを急速に展開、膨脹させるための安価な無害
性のガス発生剤を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、二酸化炭
素の人体に対する影響につき鋭意研究した結果、本発明
のガス発生剤によるガスが二酸化炭素中に空気に相当す
る様な酸素分圧が確保され、酸素欠乏問題を生ずること
なく、安全にエアバッグ展開、膨脹用ガスとして使用で
きることを見出し、本発明に到達したものである。
【0006】すなわち、本発明は、(A) 塩素酸或いは過
塩素酸のアルカリ金属塩の一種又は二種以上の混合物
と、(B) 炭素、水素及び酸素とからなる有機化合物及び
/又は炭素、水素及び酸素とからなる有機酸の金属塩と
から成るガス発生剤であって、発生ガス中の酸素のモル
分率と二酸化炭素のモル分率が下記の式(I)
【0007】
【数3】
【0008】の値で0.01〜0.5 となることを特徴とする
エアバッグ装置用ガス発生剤であり、燃焼調整剤を1〜
6%加えることによって適正なエアバッグの展開膨脹時
間の設計を可能とするガス発生剤でもある。
【0009】
【数4】
【0010】の値が0.01より少ないと、多数のエアバッ
グ装置を自動車に搭載する場合には、車内の酸素欠乏に
基づく生理的傷害発生等の問題が顕在化してくる危険
性、或いは二酸化炭素の人体に対する生理的傷害等の問
題の生じる可能性があるため好ましくなく、 0.5を超え
ると燃焼温度が高すぎて、エアバッグを焼損する恐れが
あるため好ましくない。 0.1〜0.3 の値となることがさ
らに好ましい。
【0011】本発明によれば、(A) 塩素酸或いは過塩素
酸のナトリウム塩、或いはカリウム塩からなる酸化剤成
分と、(B) 分子中に窒素原子を含まない炭素、水素及び
酸素からなる有機化合物の燃料成分及び/或いは炭素、
水素及び酸素からなる有機酸の金属塩の燃料成分、さら
には燃焼調整剤成分からなる組成物とすることにより、
酸化剤成分の過剰、すなわち発生ガス中に酸素を含むよ
うな組成領域においても、人体に有害な窒素酸化物を生
成しない低温のガスを発生させることが可能となる。酸
化剤としては、熱分解の際の発熱量が小さく、且つ酸素
発生率の高い過塩素酸塩の使用が低ガス温度化のために
も有利である。燃料成分としては、燃焼熱の小さい蓚
酸、酢酸セルローズ等の炭素、水素及び酸素からなる有
機化合物が好適である。燃焼調整剤は、ガス発生剤の燃
焼反応において、その反応速度の調整ならびに反応の完
結を図るためのものであり、炭素及び鉄、ニッケル等の
酸化物、フェロセン化合物或いは蟻酸、蓚酸など分子中
に窒素原子を含まない有機酸の金属塩が好適である。
【0012】本発明は、窒素を含まない塩素酸塩と、窒
素を含まず炭素、水素、酸素からなる燃料成分との混合
物、或いはさらに燃焼調整剤を加えた混合物を作り、こ
れを加工して製造されるエアバッグの展開、膨脹用のガ
ス発生剤に関するものである。
【0013】本発明のガス発生剤組成物を製造するに
は、酸化剤と燃料成分、さらには燃焼調整剤とをそれぞ
れ微粉化した後、乾式或いは湿式で混合すれば良い。こ
の混合粉末は、長期にわたり振動を受ける状況下では各
成分の比重差等により分離し、燃焼性に変動を生ずるた
め、顆粒状或いは一般的方法で圧縮して、錠剤若しくは
ペレット状等にしても良い。ガス発生剤組成物の大きさ
は特に制限されないが、急速な燃焼が必要とされる場合
には10μm 以下であることが好ましい。
【0014】本発明のガス発生剤組成物は、従来のガス
発生剤ペレットと点火薬とを配した反応室と発生ガス中
のミストを分離捕集するために金網、ガラス布或いはセ
ラミック紙等を配したフィルター室から構成される一般
的ガス発生器に装填して使用できる。
【0015】
【実施例】次に実施例によって本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこの実施例に制限されるものではな
い。
【0016】実施例1 過塩素酸ソーダの乾燥粉末73重量部とグルコースの乾燥
粉末27重量部とを充分に混合し、外径7mm、厚さ4mmの
円柱状のペレットに加圧成型したもの50gを運転席用ガ
ス発生器に装填し、内容積60リットルの耐圧タンク内で
作動させ、その圧力と時間の関係を測定し次の結果を得
た。
【0017】30ミリ秒で 0.6気圧 50ミリ秒で 0.8気圧 又、発生ガス組成を分析の結果、次の値を得た。 酸素 14容量パーセント 二酸化炭素 42容量パーセント 水 43容量パーセント 窒素酸化物 検出せず 窒素 検出せず 一酸化炭素 検出せず 上記ガス組成において、
【0018】
【数5】
【0019】実施例2 過塩素酸ソーダの乾燥粉末73重量部とグルコースの乾燥
粉末27重量部及び酸化鉄の乾燥粉末2重量部とを充分に
混合し、外径7mm、厚さ4mmの円柱状のペレットに加圧
成型したもの50gを運転席用ガス発生器に装填し、内容
積60リットルの耐圧タンク内で作動させ、その圧力と時
間の関係を測定し次の結果を得た。
【0020】30ミリ秒で 0.9気圧 50ミリ秒で 1.1気圧 又、発生ガス組成を分析の結果、次の値を得た。 酸素 14容量パーセント 二酸化炭素 42容量パーセント 水 43容量パーセント 窒素酸化物 検出せず 窒素 検出せず 一酸化炭素 検出せず 上記ガス組成において、
【0021】
【数6】
【0022】実施例3 過塩素酸ソーダの乾燥粉末75重量部と三酢酸セルローズ
の乾燥粉末25重量部とを充分に混合し、外径7mm、厚さ
4mmの円柱状のペレットに加圧成型したもの50gを運転
席用ガス発生器に装填し、内容積60リットルの耐圧タン
ク内で作動させ、その圧力と時間の関係を測定し次の結
果を得た。
【0023】30ミリ秒で 0.8気圧 50ミリ秒で 1.0気圧 又、発生ガス組成を分析の結果、次の値を得た。 酸素 12容量パーセント 二酸化炭素 43容量パーセント 水 44容量パーセント 窒素酸化物 検出せず 窒素 検出せず 一酸化炭素 検出せず 上記ガス組成において、
【0024】
【数7】
【0025】実施例4 過塩素酸ソーダの乾燥粉末75重量部と三酢酸セルローズ
の乾燥粉末25重量部及び酸化鉄の乾燥粉末2重量部とを
充分に混合し、外径7mm、厚さ4mmの円柱状のペレット
に加圧成型したもの50gを運転席用ガス発生器に装填
し、内容積60リットルの耐圧タンク内で作動させ、その
圧力と時間の関係を測定し次の結果を得た。
【0026】30ミリ秒で 0.9気圧 50ミリ秒で 1.1気圧 又、発生ガス組成を分析の結果、次の値を得た。 酸素 12容量パーセント 二酸化炭素 43容量パーセント 水 44容量パーセント 窒素酸化物 検出せず 窒素 検出せず 一酸化炭素 検出せず 上記ガス組成において、
【0027】
【数8】
【0028】
【発明の効果】本発明のガス発生剤は人体に無害であ
り、燃焼生成物は酸素、二酸化炭素、及び水からなるガ
ス成分とアルカリ金属の塩化物、及び燃焼調整剤からの
酸化鉄等金属酸化物のミストで構成され、酸素欠乏に基
づく生理的傷害の発生はなく、また窒素化合物のような
副生成物による生理的傷害の発生もなく、さらに酸化ソ
ーダ或いは硫化ソーダ等の有害ミストもなく安全であ
る。従って、前述したような従来の市販エアバッグ装置
のようにフィルター機能を強化する必要はなく、ガス発
生器の重量及び容積の軽減に寄与することができる。
【0029】本発明の燃焼成分は爆発性がなく、ガス発
生剤の製造、貯蔵、廃棄において、アルカリ金属アジド
のような特別の取り扱いは必要としない。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A) 塩素酸或いは過塩素酸のアルカリ金
    属塩の一種又は二種以上の混合物と、(B) 炭素、水素及
    び酸素とからなる有機化合物及び/又は炭素、水素及び
    酸素とからなる有機酸の金属塩とから成るガス発生剤で
    あって、発生ガス中の酸素のモル分率と二酸化炭素のモ
    ル分率が下記の式(I) 【数1】 の値で0.01〜0.5 となることを特徴とするエアバッグ装
    置用ガス発生剤。
  2. 【請求項2】 【数2】 の値で 0.1〜0.3 となることを特徴とする請求項1記載
    のエアバッグ装置用ガス発生剤。
  3. 【請求項3】 更に、(C) 燃焼調整剤を含むことを特徴
    とする請求項1又は請求項2記載のエアバッグ装置用ガ
    ス発生剤。
  4. 【請求項4】 (C) 燃焼調整剤を1〜6%加えることを
    特徴とする請求項3記載のエアバッグ装置用ガス発生
    剤。
JP13672192A 1991-05-28 1992-05-28 ガス発生剤 Pending JPH05170587A (ja)

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