JPH08183687A - ガス発生剤組成物 - Google Patents

ガス発生剤組成物

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JPH08183687A
JPH08183687A JP6324816A JP32481694A JPH08183687A JP H08183687 A JPH08183687 A JP H08183687A JP 6324816 A JP6324816 A JP 6324816A JP 32481694 A JP32481694 A JP 32481694A JP H08183687 A JPH08183687 A JP H08183687A
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JP
Japan
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weight
gas generant
oxidant
oxide
group
Prior art date
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Pending
Application number
JP6324816A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Matsuda
直樹 松田
Takuji Tokoro
卓爾 所
Tetsumasa Hirata
哲正 平田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08183687A publication Critical patent/JPH08183687A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Air Bags (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた燃焼速度を有し、ガス発生効率が高
く、非常に安価で、極めて安全に製造、運搬、貯蔵する
ことができるガス発生剤組成物の提供。 【構成】 金属アジ化物と酸化剤とからなるガス発生剤
組成物において、酸化剤が、酸化鉄、酸化コバルト、酸
化ニッケルの中から選ばれる少なくとも1種からなる燃
焼速度は低いが固形残渣の残り易い第I酸化剤グループ
と、酸化銅、二酸化マンガン、亜硝酸塩の中から選ばれ
る少なくとも1種からなる燃焼速度は速いが固形残渣の
残り難い第II酸化剤グループとからなることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガス発生剤組成物に関す
るものである。更に詳しくは、本発明は、自動車等の交
通機関の衝突あるいは急停止時における衝撃から車内乗
員を保護するための人体保護袋用のガス発生器に適した
ガス発生剤組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車など車両が高速で衝突した際に、
乗員が車両のハンドル部分やフロントガラスなどに衝突
して死傷するのを防止するため、衝突を感知して、バッ
グが膨張するエアバッグシステムは、自動車などへの安
全性の要求が一層高まる中で、最近その需要を飛躍的に
増大させつつある。
【0003】エアバッグシステムにおいては、衝撃を感
知した後、瞬時に電気的又は機械的手段により点火剤が
点火し、この火炎により更にガス発生剤が着火燃焼し、
ガスが発生して、バッグを膨張させる。このようなガス
発生剤は、低い衝撃着火性及び高度な燃焼速度を有する
ことを必須とする。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爆燃危険性が大
きくなって、安全上好ましくない。従って、衝撃着火性
は、低いことが望ましい。一方、燃焼速度が遅いとバッ
グが瞬時に膨張せず、エアバッグとしての用をなさな
い。衝突してからバッグが膨張完了する迄の時間は、20
〜60ミリ秒という微小時間が要求される。このために
は、70kg/cm2 の圧力下で、燃焼速度を測定した時、少
なくとも40mm/秒の速さで燃焼するのが好ましい。更
に、ガス発生剤は、発生するガスが人体に無害であり、
単位重量当たりのガス発生量が多くなければならない。
【0004】以上のような要求から、現在、実用化され
ているガス発生剤は、窒素ガスを発生するアジ化ナトリ
ウム(NaN3) 等の金属アジ化物を主成分とするものが主
流となっている。このようなガス発生剤に関する先行技
術の代表的な例として、米国特許第4376002 号明細書、
米国特許第4696705 号明細書、米国特許第5143567 号明
細書等が挙げられる。
【0005】米国特許第 4376002号明細書に記載されて
いるガス発生剤組成物は、一次酸化剤としてFe2O3, SiO
2, MnO2, Ta2O5, SnO2, NbO の酸化剤組合せにより相乗
効果が得られ、燃焼速度が上昇するとしているが、二次
酸化剤として、Al2O3, TiO2,ZnO 等の固形残渣コントロ
ール剤の添加が必要であり、スラグ特性を改善するため
には大量の固形残渣コントロール剤が必要となり、その
ため、相乗効果により得られた高い燃焼速度が低下して
しまうという欠点を有する。また、米国特許第4696705
号明細書に記載されているガス発生剤組成物は、一般に
安価でスラグ形成性の良い物質であるが、燃焼速度が極
端に遅い物質として知られているFe2O3 に、NaNO3 を加
え燃焼速度を上昇させているが、スラグ特性の低下を補
うために非常に高価なグラファイトファイバーを使用し
ている。さらに、このグラファイトファイバーは1mm以
上の長さを必要とし、そのため、製造時の作業性が悪
く、不良品が発生しやすいという欠点を有する。更に、
米国特許第5143567 号明細書に記載されているガス発生
剤組成物は、上記米国特許第4696705 号明細書に記載さ
れているガス発生剤組成物と同様に、Fe2O3 又はFe, C
r, Mn, Co, Cu, V の酸化物に硝酸塩又は亜硝酸塩を添
加して燃焼速度を上昇させ、SiO2, Al2O3, TiO2 の反応
性の乏しい物質を添加することによって、スラグ特性の
低下を補っている。しかし、いずれも残渣の粘度を上昇
させ、フィルター等による補足性は若干改善されるもの
の、残渣の大部分をスラグ状にして燃焼室に残留させ、
フィルターの軽量化を可能にするまでには至っていな
い。また、スラグ形成剤としての効果を得るためには、
一定量以上の添加を必要とし、その場合は、燃焼速度の
著しい低下と、着火性の悪化を招く。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来技術
の問題点に鑑みて、本発明が解決しようとする課題は、
優れた燃焼速度を有し、ガス発生効率が高く、非常に安
価で、極めて安全に製造、運搬、貯蔵することができる
ガス発生剤組成物を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するため鋭意研究の結果、本発明を完成するに
到った。即ち、本発明は、金属アジ化物と酸化剤とから
なるガス発生剤組成物において、酸化剤が、酸化鉄、酸
化コバルト、酸化ニッケルの中から選ばれる少なくとも
1種からなる燃焼速度は低いが固形残渣の残り易い第I
酸化剤グループと、酸化銅、二酸化マンガン、亜硝酸塩
の中から選ばれる少なくとも1種からなる燃焼速度は速
いが固形残渣の残り難い第II酸化剤グループとからなる
ことを特徴とするガス発生剤組成物を提供するものであ
る。
【0008】本発明に用いられる金属アジ化物として
は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のアジ化物が挙
げられ、アジ化ナトリウムが特に好ましい。
【0009】本発明のガス発生剤組成物は金属アジ化物
と、上記第I酸化剤グループと第II酸化剤グループとか
らなるが、これらの含有量は、金属アジ化物50〜70重量
%、、第I酸化剤グループの中から選ばれる少なくとも
1種の金属酸化剤7〜30重量%、第II酸化剤グループの
中から選ばれる少なくとも1種の金属酸化剤5〜30重量
%が好ましい。
【0010】本発明に用いられる第I酸化剤グループ
は、酸化鉄、酸化コバルト、酸化ニッケルの中から選ば
れ、第II酸化剤グループは酸化銅、二酸化マンガン、亜
硝酸塩の中から選ばれるが、特に第I酸化剤グループが
酸化鉄又は酸化コバルトであり、第II酸化剤グループが
酸化銅である組合せ、又は第I酸化剤グループが酸化鉄
又は酸化コバルトであり、第II酸化剤グループが亜硝酸
ナトリウムの組合せが好ましい。
【0011】本発明のガス発生剤組成物の好ましい実施
態様を以下に示す。 1. (A) 58 〜66重量%の金属アジ化物、(B) 10〜30重量
%の酸化鉄、及び(C) 5〜10重量%の亜硝酸塩からなる
ガス発生剤組成物。 2. (A) 58 〜66重量%の金属アジ化物、(B) 7〜20重量
%の酸化鉄、及び(C) 10〜30重量%の酸化銅からなるガ
ス発生剤組成物。 3. (A) 58 〜66重量%の金属アジ化物、(B) 10〜30重量
%の酸化コバルト、及び(C) 5〜20重量%の酸化銅から
なるガス発生剤組成物。 4. (A) 58 〜66重量%の金属アジ化物、(B) 10〜30重量
%の酸化コバルト、及び(C) 5〜20重量%の亜硝酸ナト
リウムからなるガス発生剤組成物。
【0012】
【発明の効果】本発明のガス発生剤組成物は以下に示す
効果を有する。 (1) インフレータに要求される迅速なガス発生速度を満
たすだけの燃焼速度を有し、同時に、発生する固形生成
物をスラグ状にして燃焼室に閉じ込め、ガス中に固形浮
遊物を含まないクリーンなガスを生成する。 (2) 発生ガスが低温であるため、インフレータ内のガス
冷却物質の使用量を少なくする事ができ、バッグを損傷
することもない。 (3) 硝酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩等、反応性が高く、
爆発性を有し、しかも、発熱量が非常に高い危険な物質
を使用しないので、極めて安全に製造、運搬、貯蔵する
ことができる。 (4) 特に、日本では、硝酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩等
を含む混合物は、火薬取締法上火薬として分類され、そ
の危険性から製造上様々な制約を受け、製造設備が非常
に高価になり、インフレータのコストも大幅に上昇す
る。本発明品は、これらの危険な物質を使用しないの
で、非常に安価なガス発生剤を提供することができる。 (5) 反応性の乏しいスラグ形成剤を添加する必要がない
ので、ガス発生効率が高い。
【0013】
【実施例】次に実施例及び比較例を挙げ、本発明を更に
詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。なお、実施例中に表される用語の定義
は下記の通りである。 燃焼速度;直径10mm、長さ12.7mmのストランドを70kg/
cm2 の圧力下で燃焼させたときの燃焼速度 残渣保持率;燃焼速度の測定で用いた試料の燃焼後の残
渣重量を理論上残るべき固形分の量で割って、百分率に
した値であり、残渣保持率が大きいということは、燃焼
速度測定中において、燃焼に伴う試料の固形分の飛散が
少ないということである。
【0014】実施例1〜7及び比較例1〜5 表1及び表2に示す組成のガス発生剤組成物を調製し、
燃焼速度及び残渣保持率を測定した。その結果を表1及
び表2に示す。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属アジ化物と酸化剤とからなるガス発
    生剤組成物において、酸化剤が、酸化鉄、酸化コバル
    ト、酸化ニッケルの中から選ばれる少なくとも1種から
    なる燃焼速度は低いが固形残渣の残り易い第I酸化剤グ
    ループと、酸化銅、二酸化マンガン、亜硝酸塩の中から
    選ばれる少なくとも1種からなる燃焼速度は速いが固形
    残渣の残り難い第II酸化剤グループとからなることを特
    徴とするガス発生剤組成物。
  2. 【請求項2】 金属アジ化物がアルカリ金属又はアルカ
    リ土類金属のアジ化物であることを特徴とする請求項1
    記載のガス発生剤組成物。
  3. 【請求項3】 金属アジ化物がアジ化ナトリウムである
    ことを特徴とする請求項1又は2記載のガス発生剤組成
    物。
  4. 【請求項4】(A) 50〜70重量%の金属アジ化物、(B) 7
    〜30重量%の第I酸化剤グループの中から選ばれる少な
    くとも1種の金属酸化剤、及び(C) 5〜30重量%の第II
    酸化剤グループの中から選ばれる少なくとも1種の金属
    酸化剤からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
    か一項に記載のガス発生剤組成物。
  5. 【請求項5】 第I酸化剤グループが酸化鉄又は酸化コ
    バルトであり、第II酸化剤グループが酸化銅であること
    を特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のガス
    発生剤組成物。
  6. 【請求項6】 第I酸化剤グループが酸化鉄又は酸化コ
    バルトであり、第II酸化剤グループが亜硝酸ナトリウム
    であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に
    記載のガス発生剤組成物。
  7. 【請求項7】(A) 58〜66重量%の金属アジ化物、(B) 10
    〜30重量%の酸化鉄、及び(C) 5〜10重量%の亜硝酸塩
    からなることを特徴とする請求項4記載のガス発生剤組
    成物。
  8. 【請求項8】(A) 58〜66重量%の金属アジ化物、(B) 7
    〜20重量%の酸化鉄、及び(C) 10〜30重量%の酸化銅か
    らなることを特徴とする請求項4記載のガス発生剤組成
    物。
  9. 【請求項9】(A) 58〜66重量%の金属アジ化物、(B) 10
    〜30重量%の酸化コバルト、及び(C) 5〜20重量%の酸
    化銅からなることを特徴とする請求項4記載のガス発生
    剤組成物。
  10. 【請求項10】(A) 58〜66重量%の金属アジ化物、(B)
    10〜30重量%の酸化コバルト、及び(C) 5〜20重量%の
    亜硝酸ナトリウムからなることを特徴とする請求項4記
    載のガス発生剤組成物。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11105661A (ja) * 1997-10-08 1999-04-20 Daicel Chem Ind Ltd エアバッグ用ガス発生器及びエアバッグ装置
US6234521B1 (en) 1996-04-08 2001-05-22 Daicel Chemical Industries, Ltd. Airbag inflator and an airbag apparatus
JP2001219810A (ja) * 2000-12-11 2001-08-14 Daicel Chem Ind Ltd エアバッグ用ガス発生器及びエアバッグ装置
JP2011509902A (ja) * 2007-12-14 2011-03-31 ネーデルランデ オルガニサチエ ヴォール トエゲパスト−ナツールウェテンスハペリエク オンデルゾエク ティーエヌオー 窒素ガス発生用配合物
RU2484075C2 (ru) * 2011-04-21 2013-06-10 Открытое акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт прикладной химии" Способ изготовления пиротехнических зарядов

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