JPH07206569A - 混合燃料を用いたガス発生組成物 - Google Patents

混合燃料を用いたガス発生組成物

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JPH07206569A
JPH07206569A JP6306305A JP30630594A JPH07206569A JP H07206569 A JPH07206569 A JP H07206569A JP 6306305 A JP6306305 A JP 6306305A JP 30630594 A JP30630594 A JP 30630594A JP H07206569 A JPH07206569 A JP H07206569A
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JP
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acid
fuel
composition
transition metal
alkaline earth
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JP6306305A
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Robert D Taylor
ディー.テイラー ロバート
Thomas M Deppert
エム.ディッパート トーマス
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Morton International LLC
ATK Launch Systems LLC
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Morton Thiokol Inc
Morton International LLC
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B41/00Compositions containing a nitrated metallo-organic compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B43/00Compositions characterised by explosive or thermic constituents not provided for in groups C06B25/00 - C06B41/00
    • 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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Abstract

(57)【要約】 【目的】 毒性、不安定性のない自動車のエアバッグ拘
束システム用のガス発生剤を提供する。 【構成】 燃料及び酸化剤を含むガス発生組成物におい
て、燃料が非塩形のアゾール類と5−ニトロバルビツー
ル酸及び/又は5−ニトロオロット酸のアルカリ金属及
び/又はアルカリ土類金属塩の混合物であるガス発生組
成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の利用分野】本発明は例えば自動車のエアバッグ
拘束システムの膨張用非アジド系ガス発生組成物に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】自動
車のエアバッグ拘束システムを膨張させるガス発生組成
物は、現在圧倒的にナトリウムアジドを使用している。
ナトリウムアジドの毒性の問題及び重金属不純物を含ん
だナトリウムアジドの不安定性の問題の故に、これに代
わる燃料をベースにしたガス発生剤が提案されてきた
が、これまでのところ注目に値する程にナトリウムアジ
ドに置き代るガス発生剤はない。
【0003】代替燃料の1つのタイプには、例えば引用
によりその内容をここに含めることにする米国特許第
4、909、549号明細書に教示されているようにテ
トラゾール、トリアゾール及びこれらの塩からなるもの
がある。引用によりその内容をここに含めることにする
米国特許第5、139、588号の明細書は、燃焼ガス
中のNOx 、COのような毒性酸化物を減少させるに充
分な量のテトラゾール類とトリアゾール類のアルカリ金
属の塩との混合物について記載している。テトラゾール
類の非塩(non-salt) と塩の混合物は、各々の有利な特
徴が組合わせられた、改良されたガス組成物になる。塩
ではないテトラゾール類は、その化学組成に由来して燃
焼生成物がガスのみであることで有利である。一方、テ
トラゾールの塩は、また金属酸化物の形の好ましくない
スラグを生成する。他方、毒性酸化物は、その生成が温
度依存性で、非塩のテトラゾール化合物のより高い燃焼
温度で多量に生成する。したがって、テトラゾールの塩
類のような塩類は、非塩のテトラゾールと一緒に組み合
わせて使用して、それによって高水準の毒性酸化物の発
生なしに高出力でガスが得られる。
【0004】テトラゾール塩を含むガス発生剤組成物の
更なる問題は、米国特許第5、139、588に言及さ
れてはいないが、吸湿性であることである。ガス発生組
成物の製造では水分のない環境を得るべく配慮がなさ
れ、また一般的に、ガス発生組成物は密封容器内に維持
されはするが、このような予防措置が機能しない場合、
吸湿性燃料を含むガス発生組成物の性能に深刻に影響す
る。
【0005】アジド系燃料の代替としてのもう1つのタ
イプの燃料は、Wardle et al. による米国特許5、01
5、309号に記載されている。この特許に記載された
燃料には、5−ニトロバルビツール酸、5−ニトロオロ
ット酸の塩及び5−ニトロウラシル(塩を形成しない)
がある。これらのうち、5−ニトロウラシルは高い燃焼
熱をもち、好ましくない。5−ニトロバルビツール酸及
び5−ニトロオロット酸の塩は、燃料として同じように
機能する可能性はあるだろうが、5−ニトロウラシルと
同様、好ましくない高い燃焼温度をもっていると考えら
れる。事実、このクラスの燃料の遊離酸(非塩)形は、
グラム当たりモルについての生成ガス量が少なく、また
高温で燃焼する点で、テトラゾール及びトリアゾールと
比べて好ましいものではないと考えられる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、約30〜約6
5重量%の燃料であって、その約5〜約75重量%がア
ミノテトラゾール、テトラゾールおよびトリアゾールか
ら選ばれ、約25〜約95重量%が5−ニトロバルビツ
ール酸、5−ニトロオロット酸およびそれらの混合物の
アルカリ金属またはアルカリ土類金属塩から選ばれる燃
料、および約45〜約65重量%の酸化剤を含むガス発
生組成物である。
【0007】アゾール化合物、即ちアミノテトラゾー
ル、テトラゾール、ビテトラゾール、トリアゾールまた
はそれらの混合物の非塩形は、酸化剤との燃焼で、窒素
(N2)の含有量が高い発生ガスを大容量で発生する。
この燃料成分は、燃焼の生成物としてガスのみを生成す
る。5−ニトロバルビツール酸及び/又は5−ニトロオ
ロット酸のアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の塩
は、アゾール成分の単独使用に比べて、組成物の燃焼温
度を下げる燃料の成分である。これらの塩は、非吸湿性
であるアゾールの塩よりも有利である。したがって、本
発明の組成物は、湿気予防措置が万一作動しなくても、
ガス発生剤として実効的に必ず機能し続ける。
【0008】一般に、毒性酸化物の形成を最小限に抑え
るために、好適には2000°Kを越えない燃焼の温度
を達成しつつ可能な限り大容積のガスを生成することが
望ましい。この目的で、この混合物は、所望の低温度で
の燃焼に適う5−ニトロバルビツール酸及び/又は5−
ニトロオロット酸の塩に対して、相対的にアゾールの量
に富んでいることが望ましい。
【0009】酸化剤は、少なくとも1種のアンモニウ
ム、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の硝酸塩、
過塩素酸塩、塩素酸塩、若しくは遷移金属の酸化物をそ
の範疇に含む。5−ニトロバルビツール酸塩類と5−ニ
トロオロット酸塩類のカチオンと酸化剤成分のカチオン
は、好ましくはアルカリ金属カチオン及びアルカリ土類
金属のカチオンの両者を含む。前者は、燃焼にあたって
液体状態のスラッグ成分を生成し、後者は固体状態のス
ラグ成分を形成する。液状態と固体状態のスラグの混合
は、濾過により容易に除去できるクリンカーの形成を促
進する。
【0010】約10%まで、好ましくは少なくとも約
0.5重量%のSiO2 を添加して、液体のスラグ成分
であるK2 SiO3 を形成することで燃焼の生成物から
のK2CO3 ,KOH,K2 O及び関連する生成物を掃
去することが好ましい。このシリカは、微粒子として単
一又は繊維の組合せ成分として適用することができる。
燃焼促進のために、約10重量%まで、好ましくは少な
くとも0.1重量%の触媒を用いることができる。触媒
は、例えば遷移金属の酸化物、遷移金属のクロム酸塩、
遷移金属のバナジン酸塩、遷移金属のマンガン酸塩、水
素化ホウ素及びこれらの混合物を含む。多くの場合、ガ
ス発生組成物を、ペレットの形態で用いることが望まし
い。組成物が締め固めだけでは一体に結合しないなら、
約10重量%まで、典型的には少なくとも約1%の量の
バインダーを用いることができる。バインダーは、限定
的ではないが、二硫化モリブデン、グラファイト、ポリ
テトラフルオロエチレン、Viton(商標、フッ化ビニリデ
ンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体)、ニトロ
セルロース、多糖類、ポリビニルピロリドン、ポリカー
ボネート、珪酸ソーダ、ステアリン酸カルシウム、及び
テアリン酸マグネシウムを含む。
【0011】他の成分を合計で約10重量%になるレベ
ルで用いることができ、これは限定されるものではない
けれども、グラファイト繊維、アルミナ繊維、アルミナ
/シリカ繊維、酸化ホウ素及び二酸化チタンをその範疇
に含む。
【0012】
【実施例】以下に、本発明を実施例により更により詳細
に説明する。 実施例 下記の表に各々記載された組成物を、約25%〜約30
%の水と固体とをスラリー混合し、混合物を真空下(2
5mmHg)80°Cで完全に乾燥して得た組成物を16メ
ッシュのスクリーンを通して濾すことによって調製し
た。圧力40、000psiで圧縮成形法でペレットを
調製した。表には燃焼温度及び生成ガス量を併記してい
る。
【0013】重量%で表した組成物A,B,D及びE
は、実施例とした挙げたものである。組成物C,F,
G,H及びIは比較のため挙げられている。 例 A B C % % % KDL* 42.62 39.42 48.89 5−AT*** 4.69 7.08 −−−− Sr(NO3 2 46.64 47.89 44.12 SiO2 6.05 5.61 6.99 100.00 100.00 100.00 燃焼温度(°K) 1675 1765 1524 発生剤100g当たり 1.806 1.856 1.652 のガスのモル数 例 D E F % % % KNOA** 35.17 22.54 47.54 5−AT*** 9.57 19.72 −−−−− Sr(NO3 2 50.92 56.32 43.04 SiO2 4.34 1.42 9.42 100.00 100.00 100.00 燃焼温度(°K) 1584 2000 1329 発生剤100g当たり 1.870 2.150 1.571 のガスのモル数 例 G H I % % % 5−AT 35.73 24.27 33.10 Sr(NO3 2 62.27 59.73 58.90 SiO2 2.00 6.00 8.00 100.00 100.00 100.00 燃焼温度(°K) 2661 2609 2571 発生剤100g当たり 2.417 2.315 2.346 のガスのモル数 * KDLは、ニトロバルビツール酸のカリウム塩(ジ
リツル酸カリウム) である。
【0014】** KNOAは、5−ニトロオロット酸の
カリウム塩である。*** 5−ATは、5−アミノテトラゾールである。 組成物A、B、D及びEは、濾過可能なスラグを生成し
た。一方、上記表中、比較例の組成物C及びFでは生成
しない。同様に、組成物A,B,D及びEは5−AT
(例G,H及びI)単独のものよりもより低温度で燃
え、KDL又はKNOAのいずれかの単独の組成物より
もより多くのガスを生成する。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 約30〜約65重量%の燃料であって、
    その約5〜75重量%がアミノテトラゾール、テトラゾ
    ール、ビテトラゾール及びトリアゾールの群から選ばれ
    る燃料成分と前記燃料の約25〜約95重量%が5−ニ
    トロバルビツール酸、5−ニトロオロット酸及びこれら
    の混合物のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩の群
    から選ばれる燃料成分とで構成された燃料、および約4
    5〜約65重量%の酸化剤を含むガス発生組成物。
  2. 【請求項2】 前記酸化剤がアンモニウム、アルカリ金
    属又はアルカリ土類金属の硝酸塩、過塩素酸塩又は塩素
    酸塩又は遷移金属の酸化物の少なくとも1種を含む請求
    項1記載の組成物。
  3. 【請求項3】 約0.5〜約10重量%のSiO2 を更
    に含む請求項1記載の組成物。
  4. 【請求項4】 遷移金属の酸化物、遷移金属のクロム酸
    塩、遷移金属のバナジン酸塩、遷移金属のマンガン酸塩
    及びこれらの混合物からなる群から選ばれる触媒を約
    0.1〜約10重量%含む請求項1記載の組成物。
  5. 【請求項5】 約1〜約10重量%のバインダーを含む
    請求項1記載の組成物。
JP6306305A 1993-12-10 1994-12-09 混合燃料を用いたガス発生組成物 Pending JPH07206569A (ja)

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US16527393A 1993-12-10 1993-12-10
US165273 1993-12-10

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EP0661252A2 (en) 1995-07-05
AU663659B2 (en) 1995-10-12
EP0661252A3 (ja) 1995-08-16
KR950017870A (ko) 1995-07-20
CA2134188A1 (en) 1995-06-11
AU7595694A (en) 1995-07-27

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