JPH0812480A - エアバッグ用ガス発生剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、危険性及び毒性を有さず、優れた
燃焼速度、ガス発生量、ガス温度、衝撃着火性等を有
し、しかもその燃焼により発生するガス中に一酸化炭素
が殆ど含まれない、新規なエアバッグ用ガス発生剤を提
供することを目的とする。 【構成】 本発明のエアバッグ用ガス発生剤は、一般式 【化１】 〔式中、Ｍは同一又は異なってアルカリ金属を示す。
Ｍ′はアルカリ土類金属を示す。Ｒは水素原子又はアル
カリ金属を示す。〕で表わされるアゾジカルボン酸塩か
ら選ばれる少なくとも１種及び酸化剤を含有するもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エアバッグ用ガス発生
剤に関する。

【０００２】

【従来技術とその課題】自動車の安全性に対する要求が
一層高まる中、エアバッグシステムの需要は飛躍的に増
大しつつある。エアバッグシステムとは、自動車が高速
で衝突した際、ハンドル又はダッシュボード内部に装着
されたナイロン性バッグ（エアバッグ）を膨脹させるこ
とにより、乗員が車両内の各部に激突して死傷するのを
防止しようとするものであり、バッグの膨脹には、該シ
ステムに装填されたガス発生剤の燃焼又は分解により発
生するガスが利用される。

【０００３】エアバッグ用ガス発生剤としては、主に４
つの要件を満たすものが望ましい。第１の要件は「適度
な燃焼速度を有すること」である。燃焼速度が遅いとバ
ッグが瞬時に膨張せず、乗員の保護ができない。第２の
要件は「衝撃着火性が低いこと」である。衝撃着火性と
は衝撃に対する着火感度のことであり、これが鋭敏すぎ
ると混合操作や成型等の製造工程での爆発危険性が大き
くなる。第３の要件は「ガス温度が適度に低いこと」で
ある。バッグは膨張後にガスを放出して収縮し、乗員の
車外への脱出を補助する様に設計されているが、ガス温
度が高いと乗員に火傷等を負わせることがある。また、
バッグに穴が開いて機能が低下したり、バッグが燃焼し
て火災を引き起こしたりする危険性もある。第４の要件
は「発生ガス中の有毒成分（例えば一酸化炭素）の濃度
が低いこと」である。有毒成分濃度が高いと、ガスの放
出の際に乗員がガス中毒を起こす可能性がある。

【０００４】現在エアバッグ用ガス発生剤としては、ア
ジ化ナトリウムを基剤とし、酸化剤（硝酸塩、過塩素酸
塩、塩素酸塩等）、燃焼調節触媒（酸化マンガン、酸化
銅等）、金属還元剤（Ｚｒ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ等）、爆
轟防止剤（炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシ
ウム等）、燃焼調節剤（硫酸鉄等）、機械的性能向上剤
（２硫化モリブデン、臭化カリウム、グラファイト等）
等の添加剤を含むアジド系ガス発生剤が汎用されてい
る。

【０００５】アジド系ガス発生剤は、適度な燃焼速度及
び比較的低いガス温度を有し、衝撃着火性も余り高くな
く、発生ガスの大部分が無害な窒素ガスであり、ガス発
生剤の要件をほぼ満たしている。しかしながら、アジ化
ナトリウム自体は劇毒性であり、且つ分解して火災を起
こしたり又は有毒煙霧を出す可能性が大きく、更に酸化
剤と反応して酸化ナトリウム、水酸化ナトリウム等の有
毒成分を出すため、その取扱いには常に厳重な注意を要
し、安全確保の設備が必須となる。また、アジ化ナトリ
ウムは吸湿により燃焼性能が低下するので、吸湿防止の
ための対策が必要となる。更に、河川や海に落ちたエア
バック装着車からアジ化ナトリウムが漏出し、甚大な環
境汚染を引き起こす恐れもある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記従来技
術の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、アジ化ナ
トリウムの様な危険性及び毒性を有さず、アジド系ガス
発生剤と同等程度の燃焼速度、ガス温度、ガス発生量、
衝撃着火性等を有し、しかもその燃焼により発生するガ
ス中に一酸化炭素等の有毒成分が殆ど含まれない、新規
な非アジド系ガス発生剤を得ることに成功し、本発明を
完成した。

【０００７】即ち、本発明は、一般式

【０００８】

【化２】

【０００９】〔式中、Ｍは同一又は異なってアルカリ金
属を示す。Ｍ′はアルカリ土類金属を示す。Ｒは水素原
子又はアルカリ金属を示す。〕で表されるアゾジカルボ
ン酸塩から選ばれる少なくとも１種及び酸化剤を含有す
ることを特徴とするエアバッグ用ガス発生剤に係る。

【００１０】本発明においては、ガス発生基剤として、
上記一般式（１）、（２）又は（３）で表されるアゾジ
カルボン酸塩の少なくとも１種を使用する。

【００１１】従来アゾジカルボン酸塩は、例えば特公昭
４７−２１８２９号公報やドイツ特許第２６４０３８９
号明細書に記載されている様に樹脂やセメントの発泡剤
として用いられたり、ジャーナル・オブ・アメリカン・
ケミカル・ソサイエティ（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏ
ｃ．、１０３、７０９６−１０１（１９８１））に報告
されている様に電解酸化反応等の還元剤として知られて
いるものであり、これをエアバッグ用ガス発生剤の基剤
として用いた例はない。尚、発泡剤に要求されている性
質は適度な分解温度、樹脂やセメントとの相溶性、均一
発泡性等であり、エアバッグ用ガス発生剤に要求される
性質とは全く異なっている。

【００１２】アゾジカルボン酸塩の具体例としては、一
般式（１）に該当するものとして、例えば、アゾジカル
ボン酸２Ｌｉ塩、アゾジカルボン酸２Ｎａ塩、アゾジカ
ルボン酸２Ｋ塩等のアルカリ金属塩を挙げることができ
る。一般式（２）該当するものとしては、例えば、アゾ
ジカルボン酸Ｂａ塩、アゾジカルボン酸Ｍｇ塩、アゾジ
カルボン酸Ｃａ塩、アゾジカルボン酸Ｓｒ塩等のアルカ
リ土類金属塩を挙げることができる。一般式（３）に該
当するものとしては、例えばアゾジカルボン酸Ｋ・１／
２Ｓｒ塩、アゾジカルボン酸Ｓｒ塩等のアルカリ金属・
１／２アルカリ土類金属塩やアルカリ土類金属塩等を挙
げることができる。

【００１３】上記アゾジカルボン酸塩は１種を単独で使
用してもよく又は２種以上を併用してもよい。アゾジカ
ルボン酸塩の形状、粒度等は制限されず、酸化剤との配
合割合等に応じて適宜選択して使用すればよい。

【００１４】酸化剤としては特に制限されず、従来から
当該分野で使用されるものを適宜選択すればよいが、例
えば、オキソハロゲン酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、金属酸
化物、金属硫化物、前記以外の金属化合物等を挙げるこ
とができる。

【００１５】オキソハロゲン酸塩としては公知のものが
使用でき、例えば、過ハロゲン酸塩、ハロゲン酸塩、超
ハロゲン酸塩等を挙げることができる。過ハロゲン酸塩
の具体例としては、例えば、過塩素酸カリウム、過塩素
酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過臭素酸カリウム、
過臭素酸ナトリウム、過臭素酸リチウム等のアルカリ金
属塩、過塩素酸アンモニウム等のアンモニウム塩等が挙
げられる。ハロゲン酸塩の具体例としては、例えば、塩
素酸カリウム、塩素酸ナトリウム、塩素酸リチウム、臭
素酸カリウム、臭素酸ナトリウム、臭素酸リチウム等の
アルカリ金属塩、塩素酸アンモニウム等のアンモニウム
塩等が挙げられる。超ハロゲン酸塩の具体例としては、
例えば、超塩素酸カリウム等のアルカリ金属塩等が挙げ
られる。これらの中でもハロゲン酸及び過ハロゲン酸の
アルカリ金属塩が好ましい。

【００１６】硝酸塩としては、例えば、硝酸リチウム、
硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等のアルカリ金属塩、硝
酸ストロンチウム等のアルカリ土類金属塩、硝酸アンモ
ニウム等のアンモニウム塩等を挙げることができる。そ
の中でもアルカリ金属塩が好ましい。

【００１７】亜硝酸塩としては、例えば、亜硝酸リチウ
ム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム等のアルカリ金
属塩等を挙げることができる。

【００１８】金属酸化物としては、例えば、二酸化銅、
酸化鉄、超酸化カリウム等が挙げられる。

【００１９】金属硫化物としては、例えば、二硫化モリ
ブデン等が挙げられる。

【００２０】前記以外の金属化合物としては、例えば、
Ｂｉを含む化合物及びＰｂを含む化合物等が挙げられ
る。

【００２１】これらの酸化剤の中でも、オキソハロゲン
酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、金属酸化物等を好ましく使用
できる。

【００２２】斯かる酸化剤は１種を単独で使用してもよ
く又は２種以上を併用してもよい。酸化剤の形状、粒径
等の寸法は特に制限されず、アゾジカルボン酸塩との配
合割合等に応じて適宜選択して使用すればよい。

【００２３】酸化剤の配合量は、通常、酸素量を基準と
してアゾジカルボン酸塩を完全に酸化燃焼し得る化学量
論量とすればよいが、アゾジカルボン酸塩と酸化剤の配
合割合を適宜変更させることにより、燃焼速度、ガス温
度、燃焼ガス組成等を任意に調整することができるの
で、広い範囲から適宜選択してもよく、例えば、アゾジ
カルボン酸塩１００重量部に対して酸化剤を８０〜４０
０重量程度、好ましくは１００〜２５０重量部程度配合
してもよい。

【００２４】本発明においては、エアバック用ガス発生
剤には、必要に応じてその性能が損なわれない範囲で、
上記の必須成分の他に燃焼調節触媒、爆轟防止剤、燃焼
温度調節剤、燃焼速度調節剤等が配合されていてもよ
い。

【００２５】燃焼調節触媒は、低衝撃着火性、非爆轟性
等の安全性能又はガス発生量等のガス発生剤としての基
本性能を維持したまま、基本性能の一つである燃焼速度
を使用目的に応じて適宜変更するための触媒である。燃
焼調節触媒としては、例えば元素周期表の第４周期元素
及び第６周期元素の酸化物、過酸化物、塩化物、炭酸
塩、セルロース系化合物、有機高分子化合物等を挙げる
ことができる。元素周期表の第４周期元素及び第６周期
元素の酸化物、過酸化物、塩化物、炭酸塩及び硫酸塩の
具体例としては、例えば酸化亜鉛、炭酸亜鉛、二酸化マ
ンガン、塩化第三鉄、四酸化三鉛、二酸化鉛、酸化鉛、
三酸化二鉛、二酸化チタン、五酸化バナジウム、二酸化
セリウム、三酸化ホルミウム、二酸化カルシウム、三酸
化イッテルビウム、過酸化カルシウム等を挙げることが
できる。セルロース系化合物の具体例としては、例え
ば、カルボキシメチルセルロースとそのエーテル、ヒド
ロキシメチルセルロース等を挙げることができる。また
有機高分子化合物の具体例としては、例えば、可溶性デ
ンプン、ポリビニルアルコールとその部分ケン化物等を
挙げることができる。燃焼調節触媒の粒度は特に制限さ
れず、アゾジカルボン酸塩や酸化剤との配合割合等に応
じて適宜選択して使用すればよい。燃焼調節触媒は、１
種を単独で使用してもよく或いは２種以上を併用しても
よい。燃焼調節触媒の配合量は特に制限されず広い範囲
から適宜選択できるが、通常アゾジカルボン酸塩と酸化
剤の合計量１００重量部に対して０．１〜５０重量部程
度、好ましくは０．２〜１０重量部程度とすればよい。

【００２６】爆轟防止剤は、製造、取扱い、輸送等の各
工程でガス発生剤が火炎に巻き込まれたり、強い衝撃を
受けた時に爆轟を起こすのを防ぐために添加される。爆
轟防止剤の添加により、ガス発生剤が爆轟を起こす可能
性がなくなれば、ガス発生剤の製造、取扱い、輸送等の
各工程での安全性を更に高めることができる。爆轟防止
剤としては公知のものが使用でき、例えば、ベントナイ
ト、アルミナ、珪藻土、二酸化珪素等の酸化物、Ｎａ、
Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属の炭酸塩、
重炭酸塩等を挙げることができる。爆轟防止剤の配合量
は特に制限されず広い範囲から適宜選択できるが、通常
アゾジカルボン酸塩と酸化剤の合計量１００重量部に対
して５〜３０重量部程度とすればよい。

【００２７】燃焼温度調節剤としては、例えば、Ｎａ、
Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属
の炭酸塩、重炭酸塩等を挙げることができる。また燃焼
速度調節剤としては、例えば、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ
等の硫酸塩等を挙げることができる。燃焼温度調節剤及
び／又は燃焼速度調節剤の配合量は、通常アゾジカルボ
ン酸塩と酸化剤の合計量１００重量部に対して１０重量
部程度を越えない範囲、好ましくは５重量部を越えない
範囲とすればよい。

【００２８】更に本発明においては、エアバック用ガス
発生剤には、従来からこの用途に用いられている各種添
加剤が配合されていてもよい。

【００２９】本発明においては、エアバッグ用ガス発生
剤は、基剤であるアゾジカルボン酸塩及び酸化剤、並び
に必要に応じて他の成分を、通常の方法に従って混合す
ることにより製造される。

【００３０】この様にして得られる本発明の組成物は、
更に適当な形状に製剤化することができる。例えば、本
発明の組成物とバインダーを、好ましくは湿潤下に適量
混合して成形すればよい。バインダーとしては斯かる目
的に常用されているもの、例えば燃焼調節触媒として既
述の可溶性デンプン、ポリビニルアルコール、カルボキ
シメチルセルロース等を使用すればよい。製剤形状は特
に制限はなく、例えば、ペレット状、ディスク状、球
状、棒状、中空円筒状、こんぺい糖状、テトラポット状
等を挙げることができ、無孔のものでもよいが有孔状の
もの（例えば煉炭状のもの）でもよい。

【００３１】本発明組成物を使用するに当っては、本発
明組成物を通常の方法に従って使用することができるの
は勿論であるが、本発明の組成物の各成分をそれぞれ単
独で製剤化し、これらを混合して使用してもよい。

【００３２】本発明のエアバッグ用ガス発生剤は、自動
車に限定されず、各種輸送用機器に搭載されるエアバッ
グシステムのガス源として好適に利用できる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、アジ化ナトリウムの様
な危険性及び毒性を有さず、アジド系ガス発生剤と同等
程度の燃焼速度、ガス発生量、ガス温度、衝撃着火性等
を有し、しかもその燃焼により発生するガス中に一酸化
炭素が殆ど含まれない、新規なエアバッグ用ガス発生剤
が提供される。

【００３４】

【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明を一層明瞭なも
のとする。

【００３５】実施例１ 下記表１に示す配合割合（重量部）で、ガス発生基剤
（アゾジカルボン酸塩）、酸化剤及び必要に応じて燃焼
調節触媒をよく混合し、これにデンプン含有量が５５％
となる様に可溶性デンプンの５％水溶液を加えて更に混
合し、湿潤粉体を製造した。このものの粒度及び水分含
量を調整した後、油圧式打錠成型機にて約１２０ｋｇ／
ｃｍ² の圧力で押圧し、ペレット状（径９．７ｍｍ×４
ｍｍ）の本発明エアバック用ガス発生剤を製造した。

【００３６】得られた本発明ガス発生剤のペレットを、
下記のノズル付鋼管燃焼試験に供してその着火性及び燃
焼時間を調べたところ、現行のアジド系ガス発生剤（ア
ジ化ナトリウム／酸化銅＝６０／４０）と同等の性能を
有していた。

【００３７】

【表１】

【００３８】また、各ガス発生剤から生成するガスの組
成をガス・クロマトグラフィーにより分析したところ、
大部分が窒素及び二酸化炭素であり、一酸化炭素等の有
毒成分の含量はいずれも極めて少ないものであった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前川 司 徳島県徳島市川内町加賀須野463 大塚化 学株式会社徳島工場内 (72)発明者 三澤 武志 徳島県徳島市川内町加賀須野463 大塚化 学株式会社徳島工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一般式 【化１】 〔式中、Ｍは同一又は異なってアルカリ金属を示す。
   Ｍ′はアルカリ土類金属を示す。Ｒは水素原子又はアル
   カリ金属を示す。〕で表わされるアゾジカルボン酸塩か
   ら選ばれる少なくとも１種及び酸化剤を含有することを
   特徴とするエアバッグ用ガス発生剤。
2. 【請求項２】 酸化剤が、オキソハロゲン酸塩、硝酸
   塩、亜硝酸塩及び金属酸化物から選ばれる少なくとも１
   種である請求項１に記載のエアバッグ用ガス発生剤。