JPH0834693A - アルカリ酸化物掃去剤を含むガスジェネラント組成物 - Google Patents

アルカリ酸化物掃去剤を含むガスジェネラント組成物

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JPH0834693A
JPH0834693A JP7055878A JP5587895A JPH0834693A JP H0834693 A JPH0834693 A JP H0834693A JP 7055878 A JP7055878 A JP 7055878A JP 5587895 A JP5587895 A JP 5587895A JP H0834693 A JPH0834693 A JP H0834693A
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JP
Japan
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gas generant
acid
generant composition
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mixtures
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JP7055878A
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English (en)
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Robert D Taylor
ディー.テイラー ロバート
Thomas M Deppert
エム.デッパート トーマス
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Morton International LLC
ATK Launch Systems LLC
Original Assignee
Morton Thiokol Inc
Morton International LLC
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Publication date
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    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06DMEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B23/00Compositions characterised by non-explosive or non-thermic constituents

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスジェネラントがアルミニウムハウジング
中に収納され、および/または、アルミニウム部品と接
触するようになるガスを発生するような自動車用エアバ
ッグ拘束システムに適切なガスジェネラント組成物を提
供する。 【構成】 本発明のガスジェネラント組成物は5−ニト
ロバルビツル酸、5−ニトロオロチン酸、5−ニトロバ
ルビツル酸若しくは5−ニトロオロチン酸のアルカリ金
属塩および/またはアルカリ土類金属塩並びにそれらの
混合物からなる群より選ばれた燃料、5〜55wt%;
塩素酸、過塩素酸および硝酸のアンモニウム塩、アルカ
リ金属塩およびアルカリ土類金属塩、および、遷移金属
酸化物、並びにそれらの混合物からなる群より選ばれた
酸化剤、30〜75wt%; アルミナおよび/またはシ
リカ、0.5〜10wt%; 並びに、バインダー、1〜
5wt%、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用エアバッグ拘
束システム、特に、ガスジェネラントがアルミニウムハ
ウジング中に収納され、および/または、フィルターの
ようなアルミニウム部品と接触するようになるガスを発
生するような拘束システムに適切なガスジェネラント組
成物に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】現在
使用されている殆どの自動車用エアバッグ拘束システム
はアジ化ナトリウムが主燃料であるガスジェネラント組
成物を使用する。アジ化ナトリウムの欠点、特に、金属
不純物の存在下での不安定性および燃焼しなかったガス
ジェネラントの廃棄問題が存する毒性の理由から、非ア
ジ化物ガスジェネラントシステムを開発することが望ま
れ、そして、多くの非アジ化物配合物が提案されてい
る。しかし、これまで、非アジ化物ガスジェネラントは
重要な商業的進出を果たしていない。
【0003】Wardleらの米国特許第5,015,
309号は、燃料が5−ニトルバルビツル酸塩、5−ニ
トロオロチン酸塩およびニトロウラシル(これは塩を形
成しない)であり、酸化剤が硝酸、亜硝酸および六ニト
ロコバルト酸のアルカリ金属塩( ナトリウムを除く) お
よびアルカリ土類金属塩を含み、そしてペレット化が必
要なときにはバインダーを含むガスジェネラントを教示
しており、この教示を引用により明細書中に取り入れ
る。この特許は、燃焼の間の燃焼速度を増加し、そして
熱を伝達する1wt%以下の繊維、例えば、グラファイ
ト繊維または鉄繊維を除いては、最小量の非ガス発生成
分が加えられるべきであることを教示している。
【0004】第5,015,309号の特許は、この組
成物がAdamsらの米国特許第4,547,342号
に教示されるように、インフレーターに有用であること
を教示しており、この教示を引用により明細書中に取り
入れる。米国特許第4,547,342号に教示された
インフレーターはアルミニウムハウジングおよび他のア
ルミニウム部品を有する。第5,051,309号特許
に教示されるような組成物の欠点は燃焼生成物がK2
を含み、それがアルミニウムに対して高く腐蝕性である
ことである。向上した配合物はガスジェネラントの燃焼
の間のアルミニウム部品の劣化を減じる必要がある。ま
た、燃焼生成物が濾過可能なスラグを含むことが高く望
まれる。第5,051,309号特許に教示される組成
物は濾過可能でない。
【0005】燃料成分として、5−ニトロバルビツル
酸、5−ニトロオロチン酸、それらのアルカリ金属塩お
よびアルカリ土類金属塩から選ばれた化合物;塩素酸、
過塩素酸および硝酸のアンモニウム塩、アルカリ金属塩
およびアルカリ土類金属塩並びに遷移金属酸化物から選
ばれた燃料用酸化剤;およびバインダーを使用するガス
ジェネラント組成物は、アルカリ金属酸化物の掃去剤と
してアルミナ(Al2 3 )および/またはシリカ(S
iO2 )をも含む。
【0006】燃料は約20〜約55w%のガスジェネラ
ント組成物を含む。好ましい燃料は5−ニトロバルビツ
ル酸(ジリツル酸とも呼ばれる)および5−ニトロオロ
チン酸のカリウム塩である。
【0007】約50〜約75wt%のレベルで使用され
る酸化剤はアンモニウム、アルカリ金属およびアルカリ
土類金属の塩素酸塩、過塩素酸塩、硝酸塩、遷移金属酸
化物、およびそれらの混合物から選ばれる。
【0008】必要に応じて、酸化剤の一部分は遷移金属
酸化物、例えば、酸化第二銅であってよい。このような
遷移金属酸化物は、好ましくは、組成物の約5〜約35
wt%を含む。酸化剤機能に加えて、これらの酸化物は
硬質粒子を提供し、組成物をペレットまたはその他の団
結化された固体形状に圧縮することを容易にする。
【0009】米国特許第5,139,588号に教示さ
れるように、燃料および酸化剤の塩のカチオンは、好ま
しくは、アルカリ金属カチオン、即ち、リチウム、ナト
リウムおよびカリウム、並びにアルカリ土類金属カチオ
ン、即ち、マグネシウム、ストロンチウム、バリウムお
よびセリウムの混合物であり、その教示を引用により明
細書中に取り入れる。燃焼時に、アルカリ金属カチオン
は液体燃焼生成物を生成し、そして、アルカリ土類金属
カチオンは固体の燃焼生成物を生成し、液体と固体の燃
焼生成物は濾過によりガスストリームから容易に除去さ
れることができるクリンカーを形成する。固体燃焼生成
物の液体燃焼生成物に対する比はアルカリ土類金属カチ
オンのアルカリ金属カチオンに対する比により調整され
うる。アルカリ金属カチオンの中で、ナトリウムはカリ
ウムよりも好ましく、それは、酸化ナトリウムは酸化カ
リウムよりもアルミナまたはシリカにより容易に掃去さ
れうるからである。
【0010】本発明により、アルミナ、シリカまたはそ
れらの混合物は腐蝕性のアルカリ金属酸化物、例えば、
酸化ナトリウムまたは酸化カリウムを掃去するために加
えられる。従って、本発明の組成物はアルミナおよび/
またはシリカを約0.5〜10wt%、好ましくは約1
〜約8wt%のレベルで含む。アルミナおよび/または
シリカは粒状物の形であってよく、または、繊維、例え
ば、種々のシリカ/アルミナ含有率の繊維であってよ
い。
【0011】バインダーは約1〜約5wt%のレベルで
加えられる。適切なバインダー材料は、制限するわけで
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)(ビニリデン
フロリドとヘキサフルオロプロピレンのコポリマー)、
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、珪酸ナトリウム、ステアリン酸カルシ
ウム、ステアリン酸マグネシウム、およびそれらの混合
物を含む。好ましいバインダー材料は二硫化モリブデン
およびポリカーボネートである。
【0012】アルカリ金属およびアルカリ土類金属炭酸
塩および/またはシュウ酸塩は必要に応じて約40wt
%までの量で加えられてよい。これらは冷媒として作用
し、燃焼温度を低下させる。より低い燃焼温度は、毒性
のガス、例えば、COおよびNOx の製造を最小にす
る。一般に、使用されるならば、これらの冷媒は少なく
とも約1wt%のレベルで使用される。
【0013】上記に記載のように、アルミナおよび/ま
たはシリカは繊維の形であってよい。繊維は団結化され
た未燃焼の材料を機械的に強化し、そして、次いで、組
成物の燃焼により形成されたスラグ材料を団結化させる
ことを援助する。グラファイト繊維、例えば、約1〜約
10wt%でのグラファイト繊維も、この強化機能を発
揮するように、単一の繊維材料として、または、アルミ
ナ含有繊維との組み合わせで使用されてよい。
【0014】
【実施例】本発明は特定の実施例の手段により更に詳細
に記載されるであろう。
【0015】例1〜8本発明によるガスジェネラント配
合物およびその燃焼特性を下記の表に示す。成分含有率
は重量基準である。
【0016】 1 2 3 4 KDL* 42.41 41.11 KNOA** 39.59 38.54 Sr(NO3 2 35.84 34.89 PPC(エマルジョン)*** 5.00 5.00 KClO4 13.57 13.57 Al2 3 2.00 5.00 6.00 8.00 NH4 ClO4 23.62 22.90 CuO 31.97 30.99 100% 100% 100% 100% R B (@1000psi)(@6.9MPa) (in/sec)/ (cm/sec) 0.696/1.768 0.627/1.59 0.407/1.03 0.398/1.01 燃焼温度( °K) 2000 1954 1772 1756 ガスのモル/ 100gジェネラント 1.854 1.789 1.615 1.565 *KDLはジリツル酸カリウム(5−ニトロバルビツル酸カリウム) **KNOAは5−ニトロオロチン酸カリウム ***PPCはポリプロピレンカーボネート 5 6 7 8 KDL* 34.39 33.09 KNOA** 40.54 39.46 NH4 ClO4 19.13 18.41 18.52 18.03 KClO4 13.57 13.57 29.94 29.51 CuO 25.91 24.93 PPC(エマルジョン)*** 5.00 5.00 5.00 5.00 Al2 3 2.00 5.00 6.00 8.00 100% 100% 100% 100% R B (@1000psi)(@6.9MPa) (in/sec)/ (cm/sec) 0.472/1.20 0.315/0.800 0.674/1.64 0.577/1.47 燃焼温度( °K) 2013 2000 2000 2001 ガスのモル/ 100gジェネラント 2.001 1.940 2.343 2.083 *KDLはジリツル酸カリウム(5−ニトロバルビツル酸カリウム) **KNOAは5−ニトロオロチン酸カリウム ***PPCはポリプロピレンカーボネート

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 5−ニトロバルビツル酸、5−ニトロオ
    ロチン酸、5−ニトロバルビツル酸若しくは5−ニトロ
    オロチン酸のアルカリ金属塩および/またはアルカリ土
    類金属塩並びにそれらの混合物からなる群より選ばれた
    燃料、5〜55wt%、塩素酸、過塩素酸および硝酸の
    アンモニウム塩、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金
    属塩、および、遷移金属酸化物、並びにそれらの混合物
    からなる群より選ばれた酸化剤、30〜75wt%、ア
    ルミナおよび/またはシリカ、0.5〜10wt%、お
    よび、バインダー、1〜5wt%、を含むガスジェネラ
    ント組成物。
  2. 【請求項2】 前記バインダー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、ビニルフロ
    リド/ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、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、珪酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム、ス
    テアリン酸マグネシウムおよびそれらの混合物からなる
    群より選ばれた請求項1記載のガスジェネラント組成
    物。
  3. 【請求項3】 前記バインダーが二硫化モリブデンおよ
    びポリカーボネートからなる群より選ばれた請求項1記
    載のガスジェネラント組成物。
  4. 【請求項4】 5〜35wt%の遷移金属酸化物を含む
    請求項1記載のガスジェネラント組成物。
  5. 【請求項5】 前記遷移金属酸化物が酸化第二銅である
    請求項4記載のガスジェネラント組成物。
  6. 【請求項6】 アルカリ金属およびアルカリ土類金属の
    炭酸塩、シュウ酸塩、並びにそれらの混合物からなる群
    より選ばれた冷媒、1〜40wt%を更に含む請求項1
    記載のガスジェネラント組成物。
  7. 【請求項7】 グラファイト繊維、1〜10wt%を更
    に含む請求項1記載のガスジェネラント組成物。
JP7055878A 1994-04-18 1995-03-15 アルカリ酸化物掃去剤を含むガスジェネラント組成物 Pending JPH0834693A (ja)

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US22898394A 1994-04-18 1994-04-18
US228983 1994-04-18

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EP (1) EP0678492A1 (ja)
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CA2143360A1 (en) 1995-10-19
KR950029072A (ko) 1995-11-22
EP0678492A1 (en) 1995-10-25
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