JPH07196392A - 自動車エアバッグ用ガス発生剤組成物及び成型方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 有毒ガスである一酸化炭素の発生の少ない、
且つ、着火性が良く燃焼速度が安定し、製造、貯蔵、廃
棄の過程においても安全で人体に無害なガス発生剤組成
物を提供することにある。 【構成】 本発明のガス発生剤組成物は、トリアミノグ
アニジンナイトレート、過塩素酸塩、ニトログリセリン
及びニトロセルロースから成り、又、バインダーを０．
５〜１０重量％含有するものである。本発明の成型方法
は、トリアミノグアニジンナイトレート、過塩素酸塩、
ニトログリセリン及びニトロセルロースを成分とし、バ
インダーを０．５〜１０重量％含有するガス発生剤組成
物を有機溶剤、及び又は水を使って湿式で成型する方法
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、自動車運転者及び同乗
者保護用のエアバッグを膨張させる為の自動車エアバッ
グ用ガス発生剤組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用エアバッグは、車両事故にあっ
た際、自動車運転者及び同乗者を保護する一手段として
開発が進められている。通常これらのエアバッグは他の
物体車両に対する激しい衝突を適当な電気式或いは機械
式の感知装置によって感知し、点火、伝火等の手段を組
み合わせて用い、最終的にガス発生組成物を燃焼させる
ことによって迅速に大量のガス発生させ、このガスをバ
ッグに導くことによって、エアークッション状態を形成
させて、運転者及び同乗者の身体を支える事によって、
衝突の際の衝撃から搭乗者を保護する機構となってい
る。

【０００３】従って、自動車用エアバッグに使用するガ
ス発生剤組成物の用件は非常に激しく、衝突の際に前述
の機構を作用させる必要がある為に数十ミリ秒の時間内
にガスの発生を完結しておく必要があるが、その燃焼速
度は安定な制御可能で且つ再現性のあるものでなければ
ならない。また、ガス発生剤組成物は、乗用車の寿命期
間において信頼性が非常に高いことが要求され、点火は
確実でなければならず、そしてガス発生剤組成物の燃焼
速度は、振動、幅広い温度範囲、湿分に対して一定に保
たれることが必要である。

【０００４】従来の技術において、このような必要条件
を満たし実用化されているガス発生剤組成物は、アジ化
水素酸のアルカリ金属、アルカリ土類金属及びアルミニ
ウム誘導体の化合物、特にアジ化ナトリウムの分解を基
本とするものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、自動車エアバ
ッグ用ガス発生剤組成物にアジ化物を使用することには
いくつかの欠点が存在する。現在、一般に使用されてい
るガス発生剤組成物の主成分であるアルカリ金属アジド
は、製造過程、或いは長期間の自動車内における設置中
に、空気中の水分、組成物中の水分を吸湿して、人体の
有毒なアジ化水素酸を発生し、更には、自動車エアバッ
グシステムとして作動必要時にバッグが十分展開しない
場合、或いは、全く開かないことが起こりうる。特に、
アジ化ナトリウム自体非常に毒性の高い物質であり、そ
れは容易に加水分解されてアジ化水素酸を生成する。ア
ジ化水素酸は、高毒性であるばかりでなく、銅や鉛など
貴金属と容易に反応して、不意に着火やデトネーション
（爆発）を越しやすい非常に過敏な固体を生成する。従
って、アジド系自動車エアバッグ用ガス発生剤組成物の
製造、貯蔵、及び、廃棄の過程においては特に慎重な取
扱が要求される。

【０００６】そこで、整理的に不活性な非アジド系自動
車エアバッグ用ガス発生剤組成物の開発が数多く試みら
れているが、未だ満足のいくものは見いだされていな
い。それらの中で、トリアミノグアニジンを主成分とす
るガス発生剤も提案されているが、いずれも重大な欠陥
を持つ。

【０００７】更に、トリアミノグアニジンナイトレート
は安定な化合物であり、吸湿性もなく、毒性はＬＤ₅₀が
３５６０ｍｇである。トリアミノグアニジンナイトレー
トをガス発生剤の主成分に使用した場合には、製造、貯
蔵、廃棄の過程においてアジ化ナトリウムが持つような
危険性を含まず、また車内搭載後も吸湿による不作動の
危険性はない。

【０００８】しかしながら、ＵＳＰ５，６２４，７０８
に開示されているように、トリアミノグアニジンナイト
レート単独でガス発生剤をとして使用すると、その分解
成分中に人体にとって猛毒である一酸化炭素を多量に発
生させるという問題を有していた。又、特開平５−２５
４９７７で開示されているトリアミノグアニジンナイト
レート、無機酸化剤の二成分系組成物では、着火性が悪
く、燃焼速度が安定しないという欠点を持っていた。

【０００９】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点を鑑みなされたもので、その目的とするところ
は、有毒ガスである一酸化炭素の発生の少ない、且つ、
着火性が良く燃焼速度が安定し、製造、貯蔵、廃棄の過
程においても安全で人体に無害なガス発生剤組成物を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明者らは、鋭意検討した結果、本発明に至った。即
ち、本発明の自動車エアバッグ用ガス発生剤組成物は、
トリアミノグアニジンナイトレート、過塩素酸塩、ニト
ログリセリン及びニトロセルロースから成るものであ
る。

【００１１】本発明に用いられる過塩素酸塩としては、
アルカリ金属又は、アルカリ土類金属の塩が挙げられ
る。具体的には、過塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウ
ム、過塩素酸マグネシウム、過塩素酸カルシウム、過塩
素酸ストロンチウム等が挙げられる。過塩素酸塩の量は
ガス発生剤組成物全量に対して１０〜５０重量％の範囲
で使用されるのが好ましい。

【００１２】本発明に用いられるバインダーとしては、
各種合成高分子、デンプン、各種ゴム等が挙げられる。
バインダーは少ない程有利であるが、ガス発生剤組成物
全量に対して、０．５〜１０重量％の範囲で使用され、
好ましくは、１〜８重量％である。

【００１３】本発明のガス発生剤組成物の製造には、湿
式で、雷潰機等を使用して混合し、そのまま使用するこ
ともできるが、真鍮製の型枠に塗り込む等の方法で成型
されることが好ましい。溶剤は一般的な溶剤を使用する
ことができるが、溶剤として酢酸イソアミル、水をガス
発生剤組成物全量に対して、３５〜５０重量％の範囲で
用いることができる。しかし、本発明はこれに限定され
るものではない。

【００１４】

【作用】トリアミノグアニジンナイトレートが完全燃焼
した場合、その燃焼ガス成分は窒素、水蒸気、二酸化炭
素であり、これらは人体に無害であるが、上記本発明の
ガス発生剤組成物によると、過塩素酸塩等を加えたトリ
アミノグアニジンナイトレート単独の組成物ではないの
で、燃焼後のガス化率が７７．６％と高く、少量のガス
発生剤でバッグを展開するのに必要なガスを提供でき、
エアバッグシステムの小型化につながるという利点を持
つ。更に、本発明のガス発生剤組成物は、ニトログリセ
リン及びニトロセルロースを成分に加えているので、数
十ミリ秒の時間内で安定に燃焼を完結し、エアバッグシ
ステムとしての機能を十分に果たす。

【００１５】本発明のバインダーはガス発生剤組成物を
ペレット成型し、車内搭載した際に、走行中等の振動か
ら生じるペレット強度の低下、それに順ずるガス発生剤
の異常燃焼を防ぐ。

【００１６】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。

【００１７】（実施例１）トリアミノグアニジンナイト
レート５４重量部、過塩素酸カリウム３９重量部、ニト
ログリセリン３重量部、ニトロセルロース５重量部を雷
潰機中に取り、２０ｇの酢酸イソアミルを加え、雷潰機
を用いて１０分間混合した。得られたスラリー状の混合
物を真鍮製型枠に塗り込み、直径８ｍｍ、厚さ５ｍｍの
錠剤を成型した。５０℃で１２時間乾燥した後、錠剤の
硬度、摩損度測定を行い、更に、乾燥済錠剤１０ｇを取
り出して圧力センサーを取り付けた１０００ｃｃの密閉
ステンレス容器内で、ホウ素、硝石の点火具を電気的に
着火して燃焼させ、発生するガスの最大ピーク圧に達す
るまでの時間及び最大ピーク圧を測定する燃焼テストを
行った。

【００１８】（実施例２）トリアミノグアニジンナイト
レート５１重量部、過塩素酸カリウム３７重量部、ニト
ログリセリン７重量部、ニトロセルロース５重量部を使
用した以外は実施例１と同様の方法で混合、成型した。
更に、実施例１と同様の性能測定、燃焼テストを行っ
た。

【００１９】（実施例３）トリアミノグアニジンナイト
レート５１重量部、過塩素酸カリウム３７重量部、ニト
ログリセリン５重量部、ニトロセルロース７重量部を使
用した以外は実施例１と同様の方法で混合、成型した。
更に、実施例１と同様の性能測定、燃焼テストを行っ
た。

【００２０】（実施例４）トリアミノグアニジンナイト
レート３０重量部、過塩素酸カリウム３２重量部、ニト
ログリセリン８重量部、澱粉水溶液３０重量部（澱粉固
体成分４重量部）を使用した以外は実施例１と同様の方
法で混合、成型した。更に、実施例１と同様の性能測
定、燃焼テストを行った。

【００２１】（実施例５）トリアミノグアニジンナイト
レート２７重量部、過塩素酸カリウム３２重量部、ニト
ログリセリン７．５重量部、澱粉水溶液３４重量部（澱
粉固体成分５重量部）を使用した以外は実施例１と同様
の方法で混合、成型した。更に、実施例１と同様の性能
特性、燃焼テストを行った。

【００２２】（比較例１）トリアミノグアニジンナイト
レート５８重量部、過塩素酸カリウム４２重量部をＶ型
混合機で混合し、油圧プレスを用いて直径８ｍｍ、厚さ
５ｍｍに打錠、成型した後、実施例１と同様の性能測
定、燃焼テストを行った。

【００２３】（比較例２）トリアミノグアニジンナイト
レート５３重量部、過塩素酸カリウム３９重量部、結晶
セルロース８重量部をＶ型混合機で混合し、油圧プレス
を用いて直径８ｍｍ、厚さ５ｍｍに打錠、成型した後、
実施例１と同様の性能測定、燃焼テストを行った。

【００２４】（比較例３）トリアミノグアニジンナイト
レート８０重量部、ニトログリセリン５重量部、ニトロ
セルロース７．５重量部、澱粉７．５重量部を使用した
以外は実施例１と同様の方法で成型した後、実施例１と
同様の性能測定、燃焼テストを行った。

【００２５】実施例１〜５、及び比較例１〜３で行った
錠剤性能測定、燃焼テストにおける最大ピーク圧、最大
ピーク時間、発生ガス中のＣＯ濃度の結果を表１にまと
めた。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１より以下のことがわかる。トリアミノ
グアニジンナイトレート、無機酸化剤（過塩素酸塩）の
系にニトログリセリン及びニトロセルロースを加えた本
発明実施例１〜５と、ニトログリセリン及びニトロセル
ロースを加えない比較例１、２を比べると、本発明が、
十分な錠剤硬度を持ち、かつ、最大ピーク時間の短い安
定した燃焼特性を示すガス発生剤組成物であることがわ
かる。又、比較例２の結果が示すように、錠剤強度を増
して行くと不着火という結果となる。

【００２８】即ち、トリアミノグアニジンナイトレー
ト、無機酸化剤（過塩素酸塩）の系に錠剤強度、最大ピ
ーク時間の短い安定した燃焼特性を持たせるためには、
バインダーが効果があり、かつ燃焼補助剤となるニトロ
グリセリン及びニトロセルロースが必要である。今回実
施した燃焼テストは、ガス発生剤の燃焼特性の判定法の
一手法として、ある一定条件のもと行ったものであり、
本発明のガス発生剤は点火方法、燃焼環境を変えること
で、更に、最大ピーク時間の短縮は可能である。

【００２９】更に、無機酸化剤（過塩素酸塩）を使用し
ていない比較例３に比べ、本発明の実施例は発生ガス中
のＣＯ濃度も低いことが判る。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、吸湿性が無く毒性の少ない安
定した化合物であるトリアミノグアニジンナイトレート
を使用し、更に、過塩素酸塩、ニトログリセリン及びニ
トロセルロースを加えることにより、有毒ガスである一
酸化炭素の発生を少なくし、且つ、最大ピーク時間を短
して、安全で安定したガス発生能力を持つ、製造過程上
も、人体に無害なガス発生剤組成物を実現している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森行 直資 群馬県高崎市岩鼻町239 日本化薬株式会 社高崎工場内 (72)発明者 山本 良政 群馬県高崎市岩鼻町239 日本化薬株式会 社高崎工場内 (72)発明者 田口 通久 兵庫県神戸市灘区岩屋南町２丁目11番 セ ンサー・テクノロジー株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トリアミノグアニジンナイトレート、過
   塩素酸塩、ニトログリセリン及びニトロセルロースから
   成るガス発生剤組成物。
2. 【請求項２】 バインダーを０．５〜１０重量％含有す
   る請求項１記載の組成物。
3. 【請求項３】 トリアミノグアニジンナイトレート、過
   塩素酸塩、ニトログリセリン及びニトロセルロースを成
   分とし、バインダーを０．５〜１０重量％含有するガス
   発生剤組成物を有機溶剤、及び又は水を使って湿式で成
   型する成型方法。