JPH0737357B2 - ガス発生剤組成物 - Google Patents
ガス発生剤組成物Info
- Publication number
- JPH0737357B2 JPH0737357B2 JP62054840A JP5484087A JPH0737357B2 JP H0737357 B2 JPH0737357 B2 JP H0737357B2 JP 62054840 A JP62054840 A JP 62054840A JP 5484087 A JP5484087 A JP 5484087A JP H0737357 B2 JPH0737357 B2 JP H0737357B2
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- JP
- Japan
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- solder glass
- gas
- composition
- metal
- combustion
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06D—MEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
- C06D5/00—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets
- C06D5/06—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets by reaction of two or more solids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B35/00—Compositions containing a metal azide
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車等の乗物に装着される衝突時の人体防
護安全装置であるエア・バック用ガス発生器のガス発生
剤組成物に関するものである。
護安全装置であるエア・バック用ガス発生器のガス発生
剤組成物に関するものである。
従来、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のアジ化物と
酸化剤とを主成分とするガス発生剤組成物としては、例
えば下記の如く種々のものが知られている。
酸化剤とを主成分とするガス発生剤組成物としては、例
えば下記の如く種々のものが知られている。
M(N3)xなるアジ化物と酸化剤及び0.1〜3.0重量パーセン
トの燃焼触媒を含むガス発生剤組成物は、米国特許第2,
981,616号明細書に詳述されている。ここで、Ｍはヒド
ラジノラジカル，アンモニウムラジカル，アルカリ金属
或いはアルカリ土類金属を示している。酸化剤としては
金属過酸化物，無機過塩素酸塩，或いは硝酸金属塩が使
用されている。
トの燃焼触媒を含むガス発生剤組成物は、米国特許第2,
981,616号明細書に詳述されている。ここで、Ｍはヒド
ラジノラジカル，アンモニウムラジカル，アルカリ金属
或いはアルカリ土類金属を示している。酸化剤としては
金属過酸化物，無機過塩素酸塩，或いは硝酸金属塩が使
用されている。
米国特許第3,741,585号明細書には、金属アジ化物と金
属硫化物或いは沃化物との組合わせを、米国特許第3,89
5,098号明細書には、アルカリ金属アジ化物と金属酸化
物の組合わせを、又、米国特許第3,931,040号明細書に
は、アルカリ金属アジ化物と金属酸化物に炭酸金属塩等
の配合を詳述している。
属硫化物或いは沃化物との組合わせを、米国特許第3,89
5,098号明細書には、アルカリ金属アジ化物と金属酸化
物の組合わせを、又、米国特許第3,931,040号明細書に
は、アルカリ金属アジ化物と金属酸化物に炭酸金属塩等
の配合を詳述している。
又、特公昭56−13735号公報には、金属アジ化物と酸化
剤に、(Al2O3)m(MxO)n(SiO2)p・qH2O（但し、ＭはLi,Na,
K,Sr,Mg,Ca）で表される化合物を配合し、特公昭58−20
920号公報には、金属アジ化物と酸化剤に二酸化珪素及
び／又は酸化硼素又はメタ燐酸塩を配合した組成物を詳
述している。
剤に、(Al2O3)m(MxO)n(SiO2)p・qH2O（但し、ＭはLi,Na,
K,Sr,Mg,Ca）で表される化合物を配合し、特公昭58−20
920号公報には、金属アジ化物と酸化剤に二酸化珪素及
び／又は酸化硼素又はメタ燐酸塩を配合した組成物を詳
述している。
然し、従来の組成物は、燃焼によって発生する金属イオ
ン及び／或いは金属酸化物を除去し、純粋のガスを得る
ことが困難であるか、又は、多数のフィルターを必要と
するため、ガス発生器が大きく、且つ質量の大きいもの
となった。
ン及び／或いは金属酸化物を除去し、純粋のガスを得る
ことが困難であるか、又は、多数のフィルターを必要と
するため、ガス発生器が大きく、且つ質量の大きいもの
となった。
本発明は係る従来の問題点を解決するために為されたも
ので、その目的は、燃焼残渣の捕集を容易にしたガス発
生剤組成物を提供することにある。
ので、その目的は、燃焼残渣の捕集を容易にしたガス発
生剤組成物を提供することにある。
本発明に係るガス発生剤組成物は、アルカリ金属又はア
ルカリ土類金属のアジ化物を主成分とするガス発生剤組
成物に於て、BaO・SiO2・PbO・Alkali又はB2O3・TiO2・
SiO2・Na2Oからなる一種又は二種のハンダガラス0.1乃
至10重量パーセントを添加したものである。
ルカリ土類金属のアジ化物を主成分とするガス発生剤組
成物に於て、BaO・SiO2・PbO・Alkali又はB2O3・TiO2・
SiO2・Na2Oからなる一種又は二種のハンダガラス0.1乃
至10重量パーセントを添加したものである。
本発明に於て、ハンダガラスとしては、BaO・SiO2・PbO
・Alkali又はB2O3・TiO2・SiO2・Na2Oがある。これは、
東芝硝子（株）製のソルダーガラスとして知られてい
る。上記以外のPbO・B2O3，P2O5・Al2O3，B2O3・ZnO,Pb
O・ZnO・B2O3，B2O3・ZnO・BaO,PbO・BaO3・TiO2，B2O3
・P2O5・Al2O3,BaO・TiO2・CaO・SiO2では本発明の目的
を達成することができなかった。
・Alkali又はB2O3・TiO2・SiO2・Na2Oがある。これは、
東芝硝子（株）製のソルダーガラスとして知られてい
る。上記以外のPbO・B2O3，P2O5・Al2O3，B2O3・ZnO,Pb
O・ZnO・B2O3，B2O3・ZnO・BaO,PbO・BaO3・TiO2，B2O3
・P2O5・Al2O3,BaO・TiO2・CaO・SiO2では本発明の目的
を達成することができなかった。
アルカリ金属或いはアルカリ土類金属のアジ化物を主成
分とするガス発生剤組成物は、燃焼によって窒素ガスと
アルカリ金属或いはアルカリ土類金属のイオン及びこれ
らの酸化物を生成する。窒素ガス以外は燃焼残渣として
捕集する必要があるが、数ミクロン以下の微少粒子にな
るため捕集することが困難であった。
分とするガス発生剤組成物は、燃焼によって窒素ガスと
アルカリ金属或いはアルカリ土類金属のイオン及びこれ
らの酸化物を生成する。窒素ガス以外は燃焼残渣として
捕集する必要があるが、数ミクロン以下の微少粒子にな
るため捕集することが困難であった。
然るに、ハンダガラスをガス発生剤組成物に混入する
と、組成物の燃焼によってそのまま残渣になるが、溶融
状態になるため、前述の金属イオン及び／或いはその酸
化物を容易に吸着する。溶融したハンダガラスはフィル
ターとして使用される金属金網に対して接着力（付着
力）が大きく、従って前述の金属イオン及び／或いはそ
の酸化物と共にフィルターによって捕集することが出来
る。残渣の捕集率は使用する金網のメッシュが大きい
（目の細かい）程向上する。
と、組成物の燃焼によってそのまま残渣になるが、溶融
状態になるため、前述の金属イオン及び／或いはその酸
化物を容易に吸着する。溶融したハンダガラスはフィル
ターとして使用される金属金網に対して接着力（付着
力）が大きく、従って前述の金属イオン及び／或いはそ
の酸化物と共にフィルターによって捕集することが出来
る。残渣の捕集率は使用する金網のメッシュが大きい
（目の細かい）程向上する。
又、窒素ガス発生剤組成物の配合比は、通常、アジ化物
と酸化剤（無機酸化剤，金属酸化物）が化学量論比の前
後になるように定められている。本発明に於ても、公知
の配合比に基づいて定められた。その一例を挙げると、
アルカリ金属又はアルカリ土類金属のアジ化物60乃至90
重量パーセントと無機酸化剤０乃至20重量パーセント
と、金属酸化物１乃至40重量パーセントとから成るガス
発生剤組成物がある。
と酸化剤（無機酸化剤，金属酸化物）が化学量論比の前
後になるように定められている。本発明に於ても、公知
の配合比に基づいて定められた。その一例を挙げると、
アルカリ金属又はアルカリ土類金属のアジ化物60乃至90
重量パーセントと無機酸化剤０乃至20重量パーセント
と、金属酸化物１乃至40重量パーセントとから成るガス
発生剤組成物がある。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例１ 第１表に示すNo.1〜No.4の組成を用意し、それぞれ12.5
φmm×2mmのタブレット状に圧縮成形して試料を得た。
尚、第１表に於て、ハンダガラスとして、BaO・SiO2・P
bO・Alkaliを用いた。
φmm×2mmのタブレット状に圧縮成形して試料を得た。
尚、第１表に於て、ハンダガラスとして、BaO・SiO2・P
bO・Alkaliを用いた。
この試料について燃焼性試験を行なった結果は第１表に
示すとおりであった。
示すとおりであった。
第１表に示された燃焼速度は、第１図のクローホード式
燃焼速度測定器を使用し、測定した。
燃焼速度測定器を使用し、測定した。
10〜15mmの高さにした試料（ガス発生剤ペレット）１に
ヒューズ２を通して試料台５に取り付け、この試料台５
を容器３にセットする。N2ガスが容器３上部から下部へ
流れる隔壁４を介して再び上部へ流れ、燃焼速度を速め
ないようにする作用を持つ。これにより、試料１は下か
ら冷却され、試料温度を一定に保つことができる。更
に、N2ガスはオリフィス板６を通過し外部へ放出される
が、容器３内の雰囲気圧はオリフィス板６とボンベのN2
流量によって調整される。
ヒューズ２を通して試料台５に取り付け、この試料台５
を容器３にセットする。N2ガスが容器３上部から下部へ
流れる隔壁４を介して再び上部へ流れ、燃焼速度を速め
ないようにする作用を持つ。これにより、試料１は下か
ら冷却され、試料温度を一定に保つことができる。更
に、N2ガスはオリフィス板６を通過し外部へ放出される
が、容器３内の雰囲気圧はオリフィス板６とボンベのN2
流量によって調整される。
試料１の上部からニクロム線７と着火薬により点火し、
試料１を上部から端面燃焼させる。ヒューズ２間の燃焼
所要時間を測定し、燃焼速度を算出する。これを任意の
雰囲気圧下で測定し、燃焼速度と圧力の関係を調べた。
試料１を上部から端面燃焼させる。ヒューズ２間の燃焼
所要時間を測定し、燃焼速度を算出する。これを任意の
雰囲気圧下で測定し、燃焼速度と圧力の関係を調べた。
燃焼速度（ｒ）は燃焼が一種の化学反応であることから
圧力（ｐ）を増加するにつれて増大する。燃焼速度と圧
力との関係を両対数でプロットするとほぼ直線になるこ
とからｒ＝apnで表せる。
圧力（ｐ）を増加するにつれて増大する。燃焼速度と圧
力との関係を両対数でプロットするとほぼ直線になるこ
とからｒ＝apnで表せる。
ａはそれぞれガス発生剤についての定数として定まり、
この直線の傾斜を示すｎは燃焼速度の圧力指数と呼ばれ
る定数である。
この直線の傾斜を示すｎは燃焼速度の圧力指数と呼ばれ
る定数である。
上述の如く、燃焼速度は圧力と共に変化するので、第１
表は50kgf/cm2の圧力下での燃焼速度を比較したもので
ある。
表は50kgf/cm2の圧力下での燃焼速度を比較したもので
ある。
その結果、本発明の組成物であるNo.1とNo.2の組成と、
ハンダガラスを配合しなかったNo.3とNo.4の組成とを対
比すると、ハンダガラスを添加することによって燃焼速
度の圧力指数を変化出来ることが確認された。
ハンダガラスを配合しなかったNo.3とNo.4の組成とを対
比すると、ハンダガラスを添加することによって燃焼速
度の圧力指数を変化出来ることが確認された。
実施例２ 第２表に示すNo.1〜No.4の組成を用意し、それぞれ12.5
φmm×2mmのタブレットを作成し、下記の小型密閉ポン
プを使用して燃焼残渣を測定を行なった。尚、ハンダガ
ラスは実施例１と同じものを用いた。
φmm×2mmのタブレットを作成し、下記の小型密閉ポン
プを使用して燃焼残渣を測定を行なった。尚、ハンダガ
ラスは実施例１と同じものを用いた。
結果は第２表に示す通りである。第２表から明らかな如
く、ハンダガラスを添加したNo.1とNo.2の組成では、ハ
ンダガラスを添加しなかったNo.3とNo.4の組成に比し、
残渣捕集率が向上することが確認された。
く、ハンダガラスを添加したNo.1とNo.2の組成では、ハ
ンダガラスを添加しなかったNo.3とNo.4の組成に比し、
残渣捕集率が向上することが確認された。
フィルターの目が細かい程捕集率が向上するが、更にハ
ンダガラスの使用効果が明らかに現れる。
ンダガラスの使用効果が明らかに現れる。
第２表に記載された残渣捕集率は、第３図の装置を使用
し、ガス発生剤10の燃焼前，後のステンレス金網11の質
量差から、捕集された残渣の質量を求め、これを論理発
生剤残渣質量で割り、パーセント表示したものである。
し、ガス発生剤10の燃焼前，後のステンレス金網11の質
量差から、捕集された残渣の質量を求め、これを論理発
生剤残渣質量で割り、パーセント表示したものである。
第３図の装置は、チャンバ15内にガス発生剤10を充填し
た後、その上からガス発生器のノズル径を模擬したノズ
ルリング13がセットしてある。そして、残渣捕集用のス
テンレス金網11を装着する。金網11は単純に重ね合わせ
るが、横からのガス洩れを防ぐため、パッキンを介挿し
ておう。この金網11の種類と順序は次のとおりである。
尚、順序は第３図の上方から下方へ向けての順序を示
す。
た後、その上からガス発生器のノズル径を模擬したノズ
ルリング13がセットしてある。そして、残渣捕集用のス
テンレス金網11を装着する。金網11は単純に重ね合わせ
るが、横からのガス洩れを防ぐため、パッキンを介挿し
ておう。この金網11の種類と順序は次のとおりである。
尚、順序は第３図の上方から下方へ向けての順序を示
す。
Ａ）16メッシュ２枚→35メッシュ３枚→50メッシュ２枚
→８メッシュ１枚（JIS標準網） Ｂ）35メッシュ２枚→100メッシュ５枚→200メッシュ５
枚→35メッシュ２枚 である。
→８メッシュ１枚（JIS標準網） Ｂ）35メッシュ２枚→100メッシュ５枚→200メッシュ５
枚→35メッシュ２枚 である。
更に、ノズルリング13,ステンレス金網11を押さえるた
め、ノズル14をチャンバ15にねじ込み固定する。
め、ノズル14をチャンバ15にねじ込み固定する。
実施例３ 第３表に示すNo.1〜No.6の組成を用意し、実施例２と同
一条件で実験を行なった。
一条件で実験を行なった。
この結果は第３表に示す通りである。
実施例２と同様に金属酸化物を異にする場合でもハンダ
ガラスの混入による残渣捕集率の向上が期待でき、且つ
混入の効果は良質のフィルターの使用により更に向上す
る。
ガラスの混入による残渣捕集率の向上が期待でき、且つ
混入の効果は良質のフィルターの使用により更に向上す
る。
実施例４ 第４表は各種組成でハンダガラス（BaO・SiO2・PbO・Al
kali）の量を変化させた時の組成物の燃焼速度変化を示
したものである。ハンダガラス量の増加は燃焼速度の低
下となるが、0.1〜10％の範囲内では性能い影響を及ぼ
す著しい変化がない。又、ハンダガラス量の増加は残渣
捕集率の向上が期待できるが、一方組成物の単位質量当
たりの窒素ガス発生量が低下するので、あまり望ましく
ない。従って、実用上ハンダガラスの使用量は10％以下
が好ましい。
kali）の量を変化させた時の組成物の燃焼速度変化を示
したものである。ハンダガラス量の増加は燃焼速度の低
下となるが、0.1〜10％の範囲内では性能い影響を及ぼ
す著しい変化がない。又、ハンダガラス量の増加は残渣
捕集率の向上が期待できるが、一方組成物の単位質量当
たりの窒素ガス発生量が低下するので、あまり望ましく
ない。従って、実用上ハンダガラスの使用量は10％以下
が好ましい。
（註）表中、ハンダガラス添加量は、主組成の外割％で
ある。又、各ハンダガラス欄に記載されている数値は、
燃焼速度（mm/sec）を示す。
ある。又、各ハンダガラス欄に記載されている数値は、
燃焼速度（mm/sec）を示す。
上述の如く、従来の窒素ガス発生剤は配合する組成物に
よって、その燃焼速度がほぼ決定される。
よって、その燃焼速度がほぼ決定される。
然るに、本発明では酸素平衡をほぼ保ち乍ら、無機酸化
剤と金属酸化物の混合比を変化させることによって、燃
焼速度や圧力指数を自由に変化させることが出来る。
剤と金属酸化物の混合比を変化させることによって、燃
焼速度や圧力指数を自由に変化させることが出来る。
上述した如く燃焼速度を論ずる場合は、ある一定圧力の
下での燃焼速度を比較する必要があり、50kgf/cm2の圧
力は代表的に選定した値である。
下での燃焼速度を比較する必要があり、50kgf/cm2の圧
力は代表的に選定した値である。
自動車の安全装置としてのエア・バックを設計する場
合、車のサイズ，エア・バックの取付場所（運転手席或
いは助手席）によって使用するバックの大きさ（容積）
が異なる。又、衝突速度によって期待されるバッグの展
開時間が異なる。
合、車のサイズ，エア・バックの取付場所（運転手席或
いは助手席）によって使用するバックの大きさ（容積）
が異なる。又、衝突速度によって期待されるバッグの展
開時間が異なる。
従って、ガス発生剤としては、種々なガス発生速度が要
求される。ガス発生速度は、ガス発生剤のある圧力下に
於ける燃焼速度と燃焼表面積の積によって決定されるの
で、圧力指数を含め、広範囲の燃焼速度を選ぶことが出
来るのは大きなメリットとなる。
求される。ガス発生速度は、ガス発生剤のある圧力下に
於ける燃焼速度と燃焼表面積の積によって決定されるの
で、圧力指数を含め、広範囲の燃焼速度を選ぶことが出
来るのは大きなメリットとなる。
本発明によれば、フィルター（ステンレス金網等）の必
要質量を５乃至30重量パーセント軽くすることが出来
る。
要質量を５乃至30重量パーセント軽くすることが出来
る。
第１図は本発明の実施例で用いた燃焼速度測定器の説明
図、第２図はその要部拡大図、第３図は本発明の実施例
で用いた残渣捕集率の測定装置を示す説明図である。 １……試料、２……ヒューズ、３……容器、４……隔
壁、５……試料台、６……オリフィス板、７……ニクロ
ム線、10……ガス発生剤、11……ステンレス製金網、12
……イグナイタ、13……ノズルリング、14……ノズル、
15……チャンバ。
図、第２図はその要部拡大図、第３図は本発明の実施例
で用いた残渣捕集率の測定装置を示す説明図である。 １……試料、２……ヒューズ、３……容器、４……隔
壁、５……試料台、６……オリフィス板、７……ニクロ
ム線、10……ガス発生剤、11……ステンレス製金網、12
……イグナイタ、13……ノズルリング、14……ノズル、
15……チャンバ。
Claims (1)
- 【請求項１】アルカリ金属又はアルカリ土類金属のアジ
化物を主成分とするガス発生剤組成物に於て、BaO・SiO
2・PbO・Alkali又はB2O3・TiO2・SiO2・Na2Oからなる一
種又は二種のハンダガラス0.1乃至10重量パーセントを
添加したことを特徴とするガス発生剤組成物。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62054840A JPH0737357B2 (ja) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | ガス発生剤組成物 |
| US07/157,884 US4834818A (en) | 1987-03-10 | 1988-02-19 | Gas-generating composition |
| CA000559374A CA1331513C (en) | 1987-03-10 | 1988-02-19 | Gas-generating composition |
| EP88102648A EP0281833B1 (en) | 1987-03-10 | 1988-02-23 | Gas-generating composition |
| DE8888102648T DE3877594T2 (de) | 1987-03-10 | 1988-02-23 | Gaserzeugende zusammensetzung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62054840A JPH0737357B2 (ja) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | ガス発生剤組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63222089A JPS63222089A (ja) | 1988-09-14 |
| JPH0737357B2 true JPH0737357B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=12981816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62054840A Expired - Lifetime JPH0737357B2 (ja) | 1987-03-10 | 1987-03-10 | ガス発生剤組成物 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4834818A (ja) |
| EP (1) | EP0281833B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0737357B2 (ja) |
| CA (1) | CA1331513C (ja) |
| DE (1) | DE3877594T2 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO1992018443A1 (en) * | 1991-04-11 | 1992-10-29 | Talley Defense Systems, Inc. | Azide propellant compositions for emergency deballasting of submersible vessels |
| US5387296A (en) * | 1991-08-23 | 1995-02-07 | Morton International, Inc. | Additive approach to ballistic and slag melting point control of azide-based gas generant compositions |
| US5143567A (en) * | 1991-08-23 | 1992-09-01 | Morton International, Inc. | Additive approach to ballistic and slag melting point control of azide-based gas generant compositions |
| JPH0648880A (ja) * | 1992-06-05 | 1994-02-22 | Trw Inc | ガス発生器用の多層型ガス発生ディスク |
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| US20050067074A1 (en) | 1994-01-19 | 2005-03-31 | Hinshaw Jerald C. | Metal complexes for use as gas generants |
| US5725699A (en) | 1994-01-19 | 1998-03-10 | Thiokol Corporation | Metal complexes for use as gas generants |
| US5536340A (en) * | 1994-01-26 | 1996-07-16 | Breed Automotive Technology, Inc. | Gas generating composition for automobile airbags |
| US5460668A (en) * | 1994-07-11 | 1995-10-24 | Automotive Systems Laboratory, Inc. | Nonazide gas generating compositions with reduced toxicity upon combustion |
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Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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