JPH05238867A - ガスを発生する混合物 - Google Patents

ガスを発生する混合物

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JPH05238867A
JPH05238867A JP4272041A JP27204192A JPH05238867A JP H05238867 A JPH05238867 A JP H05238867A JP 4272041 A JP4272041 A JP 4272041A JP 27204192 A JP27204192 A JP 27204192A JP H05238867 A JPH05238867 A JP H05238867A
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Siegfried Zeuner
ジークフリート・ツオイナー
Joachim Sans
ヨアヒム・ザンス
Uwe Doellig
ウーウエ・デーリンク
Karl-Heinz Roedig
カール−ハインツ・レーディッヒ
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BAIERUN CHEM AIR BATSUKU GmbH
BAIERUN CHEM AIR-BATSUKU GmbH
ZF Airbag Germany GmbH
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BAIERUN CHEM AIR BATSUKU GmbH
BAIERUN CHEM AIR-BATSUKU GmbH
Bayern Chemie Airbag GmbH
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B35/00Compositions containing a metal azide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06DMEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
    • C06D5/00Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets
    • C06D5/06Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets by reaction of two or more solids

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  • Lubricants (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 40mm/s以上の燃焼速度と良好な点火性を有
し, しかも比較的低い燃焼温度にてエアバッグ用のガス
を発生する混合物。 【構成】 混合物の構成成分は,主成分としてアルカリ
アジドまたはアルカリ土類金属アジド, 酸化剤として金
属酸化物, スラグ形成体,金属硝酸塩と二酸化ケイ素と
から成る5 〜23重量%の助触媒,此のとき,金属硝酸塩
の二酸化ケイ素との比が4:1〜1:4で,混合物にお
ける二酸化ケイ素含有量は少なくとも3 重量%である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,請求項1に記載の上位
概念であるガスを発生する混合物,特に車輌内の乗員保
護装置用エアバッグを膨らませるためのそれに関する。
【0002】
【従来の技術】西独特許第2,236,175 号明細書による
と,ガス発生主成分としてアジ化ナトリウム,酸化剤と
して硝酸カリウム,および二酸化ケイ素で構成するエア
バッグ用のガス発生混合物が公知である。二酸化ケイ素
は,このとき硝酸塩とアジドの反応で形成されたナトリ
ウムおよびカリウムがスラグとして結合し,これらの金
属若しくは酸化物が微粒子として膨張促進ガスの中に混
入するのを阻止するという課題が存在する。この公知の
混合物では確かに燃焼速度は40mm/s以上になり,エアバ
ッグは100/s 以下で膨らむ。また,満足すべき点火性を
呈している。しかし,この公知の混合物では非常に高い
燃焼温度が生じ,それによってガスジェネレーターが熱
による強度のダメージを受ける。更に,スラグは非常に
さらさらしたものとなり,フィルターによって除去し難
くなる。また,そのために多くの微粒子が放出される。
更に,アルカリ金属アジドおよび金属酸化物,特に酸化
鉄を構成成分とするガス発生物質(米国特許第3,895,09
号明細書参照)もよく知られている。金属酸化物は酸化
剤としてもスラグ形成体としても用いられる。確かにこ
の公知の物質では燃焼温度は下降するが,燃焼速度が遅
く点火性も劣っている。
【0003】故に米国特許第4,376,002号明細書によれ
ば,酸化鉄と一緒に酸化ケイ素をスラグ形成体として使
用することを紹介している。しかし,それで以てしても
燃焼速度の最大値は33mm/sにしかならず,まだ点火性は
良好ではない。
【0004】米国特許第4,931,111 号明細書によると,
燃焼速度を促進させるためにアジ化ナトリウム,酸化鉄
およびグラファイトにより構成するガス発生物質が紹介
されている。この混合物は助触媒として硝酸カリウムお
よびベントナイトを含む。しかし,これでも最大約30mm
/sの燃焼速度しか達成できない。後記比較例を第2図と
の関連において示す如く,米国特許第4,931,111 号明細
書によるこの混合物の点火性は極めて酷いものである。
【0005】米国特許第4,931,111 号明細書の実施例5
によると,アジ化ナトリウム62.0%, グラファイト0.5
%, 硝酸カリウム4.36%, 酸化鉄13.14 %およびベント
ナイト20.0%で構成される混合物は, 燃焼速度29mm/sを
示す。また, 米国特許第4,931,111 号明細書の実施例9
によれば,この混合物においてベントナイトを二酸化ケ
イ素に交換すると,燃焼速度は劇的に8.1 mm/sと遅くな
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は, 比較
的により低い燃焼温度下で,微粒子の放出を最小限に
し,十分な燃焼速度を備え,また良好な点火性を有する
ガスを発生する混合物を供給することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】これは,請求項1に記載
のガスを発生する混合物で以て本発明は達成される。グ
ラファイトを加えず,混合物における二酸化ケイ素の割
合を最大18重量%とし,即ち,金属硝酸塩および二酸化
ケイ素を混合物の最大23重量%とし,但し,二酸化ケイ
素は金属硝酸塩の最大4倍の量である場合,即ち,意外
にも米国特許第4,931,111 号明細書の実施例9とはこの
とき完全に相反して燃焼速度は40mm/s以上となり,申し
分のない点火性が得られることが明らかになった。。即
ち本発明の混合物の二酸化ケイ素の割合は,米国特許第
4,931,111 号明細書の実施例9より総じて明白に少な
い。しかし,十分な燃焼速度および点火性を得るために
は,混合物における二酸化ケイ素の割合が少なくとも3
重量%でなければばならない。特に4 重量%以上を用い
るのが好適である。
【0008】本発明の混合物で達成される40mm/s以上の
燃焼速度は,米国特許第4,931,111号明細書によるベン
トナイト使用時の燃焼速度最大値より25%程速く,米国
特許第4,931,111 号明細書の実施例9における二酸化ケ
イ素20.0%,硝酸カリウム4.36%およびグラファイト0.
50%を含む混合物の燃焼速度の約5 倍に当たる。
【0009】なかんずく,後記実施例は第1図のダイア
グラムと関連して明瞭に,本発明による混合物の素晴ら
しい点火性を示している。本発明の混合物は,また特に
加工性および/あるいは化学的安定性改善のための一種
若しくは複数種の物質を含んでいる。この場合,加工性
だけでなく化学的安定性をも改善する物質が重要である
が,2種若しくはそれ以上の種類の物質を一緒に用いて
も良く,その際,ある物質が例えば加工性を改善し,他
方,他の物質は化学的安定性を改善する。しかし,これ
らの全ての物質の含有量は混合物の総量を基準として最
高5 重量%であり,特に0.1 〜3 重量%が好適である。
【0010】これらの物質には中性から塩基性のおよび
/あるいは疎水性の特性を有する流動助剤(Rieselhilf
smittel)およびプレス成形助剤があり,これによって生
じたプレス成形体の化学的安定性が豊富な空気成分(CO
2 ,H2O )に対し向上する。特にこの物質に属するもの
は,グラファイト,リン酸トリカルシウム,アルキレン
ナフタリンスルホン酸塩,タルク,金属ステアリン酸
塩,ケイ酸塩,金属石鹸,ろうおよびシリコーンであ
る。これらの物質の多くは同時に帯電防止材としても作
用し,それによって混合物の静電気による自然発火の危
険を減少する。
【0011】本発明の混合物のアルカリアジドおよび/
あるいはアルカリ土類金属アジドの割合は,好ましくは
58〜65重量%であり,アルカリアジドとしてはアジ化ナ
トリウムを用いるのが好適である。
【0012】本発明のこの混合物における金属酸化物の
含有量は,15〜35重量%,特に20〜30重量%が好適であ
る。本発明のこの混合物は,酸化剤としての金属酸化物
およびスラグ形成体とによって比較的により低い燃焼温
度をもたらす。そしてまた汚染物の放出を最小限にす
る。この場合, 単に膨張促進ガス中のスラグ粒子の割
合, 即ち溶融した成分の霧散によって生じた比較的粗い
粒子の割合が少ないだけでなく,また粘膜および気管支
を冒す特に有害なそれらアルカリ金属酸化物若しくはア
ルカリ土類金属酸化物からなる微粒子の割合も少ない。
【0013】混合物の助触媒の割合は特に5 〜19重量%
であり,この混合物が加工性および/あるいは化学的安
定性改善のために少なくとも1種類の物質を含む場合,
その助触媒の割合は8 〜12重量%が好適である。
【0014】金属硝酸塩の本発明の混合物の二酸化ケイ
素に対する割合は,1:1〜1:3が好ましく,少なく
とも1種類の物質が加工性および/あるいは化学的安定
性を改善するために存在する場合には,1:1〜1:2
が好適である。
【0015】本発明の混合物は粉末状成分,即ちアルカ
リアジド,アルカリ土類金属アジド,金属酸化物,金属
硝酸塩および二酸化ケイ素を混合することによって形成
される。この場合特に全混合物の粒子の大きさは,全混
合物の粒子の50重量%が10μm未満となるように調節す
る。粒子の大きさが10μm以下の割合が50重量%未満に
到達しない場合,その値に調節されるまでこの混合物を
粉砕し,次いでこの混合物をプレス成形して,例えばタ
ブレット状にする。
【0016】二酸化ケイ素としては,高温溶融による少
なくとも50m2/g の比表面積(BET法による)を有す
る,殊に比表面積200 m2/g 以上のケイ酸を用いるのが
好適である。酸化ケイ素はタブレット製造の際に,流動
助剤(Rieselhife)およびプレス成形助剤として役立
つ。
【0017】金属酸化物としては,特に遷移元素の第4
周期の金属,即ち原子番号21(Sc)〜30(Zn)の酸化物
が用いられる。特に三酸化二鉄(Fe2O3)を用いるのが好
適である。酸化鉄は粒子の大きさの平均値が3 μm以下
で,特に1 μm以下のものを用いるのが好適である。酸
化鉄は比表面積(BET 法による)5 m2/g 以上,特に8
2/g 以上の物を用いるのが好適である。金属硝酸塩は
アルカリ硝酸塩およびアルカリ土類金属硝酸塩, 例えば
硝酸ストロンチウムまたは硝酸バリウムであっても良
い。
【0018】
【実施例】以下の実施例は本発明を更に詳細に説明する
のに役立つ。 実施例1 以下の粉末状物質を互いに一緒に混合する。
【0019】 60.3重量%(14mol) NaN3 11.9重量%( 3mol) SiO2 21.1重量%( 2mol) Fe2O3 6.7重量%( 1mol) KNO3 SiO2としては,BET 法による比表面積約380 m2/g の高
温溶融によるケイ酸(Degussa 社のAerosil 380 )が用
いられる。Fe2O3 は粒子の平均の大きさが約0.4 m2/g
であり,比表面積10.4m2/g の「マピコ赤 297 (Mapi
co Red 297)」で表示されている市販のものが入手可能
である。
【0020】混合物を粒子の50重量%まで7 μmよりも
細かく粉砕し,最終的には混合物成分の一部をタブレッ
トにプレス成形する。このタブレットは,西独特許第2,
236,175 号明細書によるタブレットと同様な良好の点火
性を呈し,その燃焼速度は44mm/sである。
【0021】タブレットの点火性は更に第1図のダイア
グラムに示される燃焼室での圧力推移(20℃下で)によ
り証明される。このダイアグラムによると,この混合物
は点火の後に直ちに安定した燃焼に移ることが明らかで
ある。
【0022】実施例2 以下の粉末状物質を互いに一緒に混合する。 62.0重量% NaN3 27.5重量% Fe2O3 4.0重量% KNO3 6.0重量% SiO2 0.5重量% グラファイト 実施例1と同じSiO2およびFe2O3 を用いる。実施例1に
相応して混合物を粒子の50重量%まで7 μmよりも細か
く粉砕し,それからタブレットにプレス成形する。その
ようにして製造したタブレットは実施例1に見られるタ
ブレットと同様の良好の点火性を示し,燃焼速度は十分
に高い。 比較試験 米国特許第4,931,111 号明細書に相応した以下の組成を
有するタブレットをテストした。
【0023】 62.0重量% NaN3 27.2重量% Fe2O3 2.0重量% KNO3 8.0重量% ベントナイト 0.5重量% グラファイト このタブレットの点火性は非常に悪いことが実証され
た。しかもその上,多くの点火不良が生じた。
【0024】この比較例で成形されたタブレットの劣悪
な点火性は,更に第2図のダイアグラムに示される燃焼
室での圧力推移(20℃下で)により証明された。このダ
イアグラムから分かるように,点火後,殆ど0に崩れ,
即ち点火不良である。そして,次の過程でただ非常に緩
やかな圧力の上昇が見られるだけである。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1における点火性のダイアグラム。
【図2】比較試験における点火性のダイアグラム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨアヒム・ザンス ドイツ連邦共和国、プッツブルーン、ツー クシュピッツストラーセ、36 (72)発明者 ウーウエ・デーリンク ドイツ連邦共和国、ホルツキルヒエン、ハ イトストラーセ、1ツエー (72)発明者 カール−ハインツ・レーディッヒ ドイツ連邦共和国、アシユアウ/イン、ダ イムラーストラーセ、12

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 55〜70重量%のアルカリアジドおよびア
    ルカリ土類金属アジド,10〜35重量%の金属酸化物,お
    よび金属硝酸塩と二酸化ケイ素よりなる燃焼速度促進の
    ための助触媒で構成されるガスを発生する混合物,特に
    車両の乗員保護装置用エアバッグを膨らませるものにお
    いて,該混合物における助触媒量の割合が5 〜23重量%
    であり,金属硝酸塩の二酸化ケイ素との比が4:1から
    1:4であり,そして,混合物における二酸化ケイ素含
    有量が少なくとも3 重量%であることを特徴とする上記
    混合物。
  2. 【請求項2】 加工性および/または化学的安定性を改
    善するために一種もしくは複数種の物質を追加的に含
    み,この物質の割合が混合物全体を基準として最大5 重
    量%である請求項1に記載の混合物。
  3. 【請求項3】 加工性および/あるいは化学的安定性を
    改善するための物質が,グラファイト,リン酸トリカル
    シウム,アルキレンナフタリンスルホン酸塩,タルク,
    金属石鹸,ケイ酸塩,ろうおよびシリコーンよりなる群
    から選択される請求項2に記載の混合物。
  4. 【請求項4】 混合物の粒子の50重量%が10μm未満の
    大きさを有する請求項1〜3のいずれか一つに記載の混
    合物。
  5. 【請求項5】 金属酸化物が酸化鉄である請求項1〜4
    のいずれか一つに記載の混合物。
  6. 【請求項6】 酸化鉄の比表面積が5 m2/g より大きい
    請求項1〜4のいずれか一つに記載の混合物。
  7. 【請求項7】 酸化鉄粒子の大きさが3 μm未満である
    請求項5又は6に記載の混合物。
  8. 【請求項8】 二酸化ケイ素が少なくとも50m2/g の比
    表面積を有する高温溶融されたケイ酸である請求項1〜
    7のいずれか一つに記載の混合物。
  9. 【請求項9】 金属硝酸塩が硝酸カリウムである請求項
    1〜8のいずれか一つに記載の混合物。
JP4272041A 1991-10-11 1992-10-09 ガスを発生する混合物 Withdrawn JPH05238867A (ja)

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