JPH10265290A - ガス発生剤組成物及びその成型体 - Google Patents
ガス発生剤組成物及びその成型体Info
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- JPH10265290A JPH10265290A JP9069823A JP6982397A JPH10265290A JP H10265290 A JPH10265290 A JP H10265290A JP 9069823 A JP9069823 A JP 9069823A JP 6982397 A JP6982397 A JP 6982397A JP H10265290 A JPH10265290 A JP H10265290A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低毒性かつ危険性が少なく取扱いが容易であ
り、燃焼効率及びガス発生効率に優れ、燃焼時に残渣生
成量が少なく、製造時に安全で、成型時に成型強度が強
い、自動車における乗員保護装置としてのエアバッグ用
ガス発生剤組成物及びその成型体の提供。 【解決手段】 (a)ポリアクリル系高分子化合物、ポリア
セタール、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ケトン樹脂また
はセルロース系高分子化合物から選ばれる少なくとも１
種の高分子化合物からなる燃料、(b) 硝酸アンモニウム
または相安定化硝酸アンモニウムから選ばれる酸化剤、
及び(c) 金属硝酸塩、金属亜硝酸塩、過塩素酸塩、塩素
酸塩等の酸素酸塩から選ばれる少なくとも１種の燃焼促
進剤を含有するガス発生剤組成物及びその成型体、並び
にこれらを用いるエアバッグ用インフレータ。
り、燃焼効率及びガス発生効率に優れ、燃焼時に残渣生
成量が少なく、製造時に安全で、成型時に成型強度が強
い、自動車における乗員保護装置としてのエアバッグ用
ガス発生剤組成物及びその成型体の提供。 【解決手段】 (a)ポリアクリル系高分子化合物、ポリア
セタール、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ケトン樹脂また
はセルロース系高分子化合物から選ばれる少なくとも１
種の高分子化合物からなる燃料、(b) 硝酸アンモニウム
または相安定化硝酸アンモニウムから選ばれる酸化剤、
及び(c) 金属硝酸塩、金属亜硝酸塩、過塩素酸塩、塩素
酸塩等の酸素酸塩から選ばれる少なくとも１種の燃焼促
進剤を含有するガス発生剤組成物及びその成型体、並び
にこれらを用いるエアバッグ用インフレータ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のエアバッ
グ拘束システムに適するガス発生剤組成物及びその成型
体に関し、特に特定の高分子化合物からなる燃料と硝酸
アンモニウム系酸化剤をベースにして、他の添加剤を添
加してなるガス発生剤組成物及びその成型体に関するも
のである。
グ拘束システムに適するガス発生剤組成物及びその成型
体に関し、特に特定の高分子化合物からなる燃料と硝酸
アンモニウム系酸化剤をベースにして、他の添加剤を添
加してなるガス発生剤組成物及びその成型体に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】自動車における乗員保護装置に用いられ
るエアバッグ用ガス発生剤組成物としては、従来からア
ジ化ナトリウムを用いた組成物が多用されてきた。しか
し、近年、アジ化ナトリウムの人体に対する毒性や取扱
い時の危険性が問題視されてきている。そこでこれに替
わる、より安全ないわゆる非アジド系ガス発生剤組成物
として各種の含窒素有機化合物を含むガス発生剤組成物
が開発されている。
るエアバッグ用ガス発生剤組成物としては、従来からア
ジ化ナトリウムを用いた組成物が多用されてきた。しか
し、近年、アジ化ナトリウムの人体に対する毒性や取扱
い時の危険性が問題視されてきている。そこでこれに替
わる、より安全ないわゆる非アジド系ガス発生剤組成物
として各種の含窒素有機化合物を含むガス発生剤組成物
が開発されている。
【０００３】例えば、米国特許第4,909,549 号明細書に
は水素を含むテトラゾール、トリアゾール化合物と酸素
含有酸化剤との組成物が、米国特許第4,369,079 号明細
書には水素を含まないビテトラゾールの金属塩と酸素含
有酸化剤との組成物が、また特開平６−239683号公報に
はカルボヒドラジドと酸素含有酸化剤との組成物が開示
されている。
は水素を含むテトラゾール、トリアゾール化合物と酸素
含有酸化剤との組成物が、米国特許第4,369,079 号明細
書には水素を含まないビテトラゾールの金属塩と酸素含
有酸化剤との組成物が、また特開平６−239683号公報に
はカルボヒドラジドと酸素含有酸化剤との組成物が開示
されている。
【０００４】これらの非アジド系ガス発生剤組成物のほ
とんどはテトラゾール、ビテトラゾールの金属塩、トリ
アゾール、カルボヒドラジド等の含窒素有機化合物燃料
と硝酸カリウム、硝酸ストロンチウム、過塩素酸カリウ
ム等の酸化剤から構成されるものである。
とんどはテトラゾール、ビテトラゾールの金属塩、トリ
アゾール、カルボヒドラジド等の含窒素有機化合物燃料
と硝酸カリウム、硝酸ストロンチウム、過塩素酸カリウ
ム等の酸化剤から構成されるものである。
【０００５】また、米国特許第5,545,272 号明細書には
７〜20重量％のカリウム塩で相安定化された硝酸アンモ
ニウムとニトログアニジンとからなるガス発生剤組成物
が開示されている。更にＷＯ96／27574 号明細書にはニ
トログアニジン、相安定化硝酸アンモニウムとゴム状バ
インダとからなるガス発生剤組成物が開示されている。
７〜20重量％のカリウム塩で相安定化された硝酸アンモ
ニウムとニトログアニジンとからなるガス発生剤組成物
が開示されている。更にＷＯ96／27574 号明細書にはニ
トログアニジン、相安定化硝酸アンモニウムとゴム状バ
インダとからなるガス発生剤組成物が開示されている。
【０００６】さらに、特開平７−330477号公報にはアク
リレート末端ポリブタジエン、ポリブタジエンポリカル
ボン酸、エポキシ変性ポリブタジエンと硬化剤と酸化剤
とからなるガス発生剤組成物が開示されている。特開平
６−92770 号公報には、アジド基を発生する有機結合
剤、活性可塑剤及び酸化充填剤を特に含んでなる、結合
剤がヒドロキシル基を含むポリグリシジルアジドと少な
くとも１種のポリイソシアネートとの反応生成物からな
り、酸化充填剤の少なくとも85重量％が硝酸アンモニウ
ムからなることを特徴とするガス発生剤組成物が開示さ
れている。
リレート末端ポリブタジエン、ポリブタジエンポリカル
ボン酸、エポキシ変性ポリブタジエンと硬化剤と酸化剤
とからなるガス発生剤組成物が開示されている。特開平
６−92770 号公報には、アジド基を発生する有機結合
剤、活性可塑剤及び酸化充填剤を特に含んでなる、結合
剤がヒドロキシル基を含むポリグリシジルアジドと少な
くとも１種のポリイソシアネートとの反応生成物からな
り、酸化充填剤の少なくとも85重量％が硝酸アンモニウ
ムからなることを特徴とするガス発生剤組成物が開示さ
れている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
アジド系、もしくは硝酸アンモニウムを使わない非アジ
ド系ガス発生剤はガス発生効率が低く、アジド系ガス発
生剤の100 ｇあたりのガス発生量は1.5 モル以下、硝酸
アンモニウムを使わない非アジド系ガス発生剤の100 ｇ
あたりのガス発生量は2.5 モル以下である。更に、燃焼
時に大量の残渣を生成し、燃焼時に生成した残渣がその
ままインフレータから放出すると、高温の液体あるいは
固体残渣はバッグに損傷を与えて、バッグがエアバッグ
装置から飛び出したり、燃焼するだけでなく、乗員の呼
吸に危害を与える。
アジド系、もしくは硝酸アンモニウムを使わない非アジ
ド系ガス発生剤はガス発生効率が低く、アジド系ガス発
生剤の100 ｇあたりのガス発生量は1.5 モル以下、硝酸
アンモニウムを使わない非アジド系ガス発生剤の100 ｇ
あたりのガス発生量は2.5 モル以下である。更に、燃焼
時に大量の残渣を生成し、燃焼時に生成した残渣がその
ままインフレータから放出すると、高温の液体あるいは
固体残渣はバッグに損傷を与えて、バッグがエアバッグ
装置から飛び出したり、燃焼するだけでなく、乗員の呼
吸に危害を与える。
【０００８】そこで、燃焼残渣をインフレータからでき
るだけ放出しないために、大量のフィルターをインフレ
ータに詰める必要がある。この大量のフィルターはイン
フレータの小型化、軽量化を妨害し、インフレータの製
造コストを高くする。
るだけ放出しないために、大量のフィルターをインフレ
ータに詰める必要がある。この大量のフィルターはイン
フレータの小型化、軽量化を妨害し、インフレータの製
造コストを高くする。
【０００９】また、前記の米国特許第5,545,272 号明細
書とＷＯ96／27574 号明細書に開示されている相安定化
硝酸アンモニウムとニトログアニジンとからなるガス発
生剤組成物はガス発生効率が高くなり、残渣生成量が少
ないが、相安定化硝酸アンモニウムとニトログアニジン
が120 ℃以下で共融物を生成するため、インフレータ製
造時の溶接工程でガス発生剤が熔ける恐れがある。また
相安定化硝酸アンモニウムとニトログアニジンを含む組
成物は起爆感度が高く、ガス発生剤の製造過程での品質
上、安全上の問題がある。
書とＷＯ96／27574 号明細書に開示されている相安定化
硝酸アンモニウムとニトログアニジンとからなるガス発
生剤組成物はガス発生効率が高くなり、残渣生成量が少
ないが、相安定化硝酸アンモニウムとニトログアニジン
が120 ℃以下で共融物を生成するため、インフレータ製
造時の溶接工程でガス発生剤が熔ける恐れがある。また
相安定化硝酸アンモニウムとニトログアニジンを含む組
成物は起爆感度が高く、ガス発生剤の製造過程での品質
上、安全上の問題がある。
【００１０】その他、アジドポリマーなどのエネルギー
バインダーと硝酸アンモニウムあるいは相安定化硝酸ア
ンモニウムを利用した、残渣生成量が少ないガス発生剤
が開示されているが（例えばＥＰ705809号）、これらの
ガス発生剤は燃焼時に大量の有害な一酸化炭素を生成
し、ロケット推進薬に適合される可能性があるが、単純
に自動車エアバッグ用ガス発生剤組成物へ応用すること
は困難である。
バインダーと硝酸アンモニウムあるいは相安定化硝酸ア
ンモニウムを利用した、残渣生成量が少ないガス発生剤
が開示されているが（例えばＥＰ705809号）、これらの
ガス発生剤は燃焼時に大量の有害な一酸化炭素を生成
し、ロケット推進薬に適合される可能性があるが、単純
に自動車エアバッグ用ガス発生剤組成物へ応用すること
は困難である。
【００１１】従って、本発明の課題は、低毒性かつ危険
性が少なく取扱いが容易であり、燃焼効率及びガス発生
効率に優れて、燃焼時に残渣生成量が少なく、製造時に
安全で、成型時に成型強度が強いガス発生剤組成物を提
供することにある。
性が少なく取扱いが容易であり、燃焼効率及びガス発生
効率に優れて、燃焼時に残渣生成量が少なく、製造時に
安全で、成型時に成型強度が強いガス発生剤組成物を提
供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、燃焼時に
残渣を生成しない、もしくは残渣生成量が実用上問題に
ならない高分子化合物と硝酸アンモニウムの組成物に着
目し、その成型性、燃焼性、安全性、実用性等に関して
鋭意研究を重ね、特定の高分子化合物系燃料と硝酸アン
モニウム系酸化剤に、酸素酸塩、更に必要に応じてカー
ボン等の燃焼速度調整剤、金属酸化物等の燃焼調節触媒
を添加したガス発生剤組成物が、上記課題を解決するこ
とができ、実用的な組成物であることを見いだし、本発
明を完成するに至った。
残渣を生成しない、もしくは残渣生成量が実用上問題に
ならない高分子化合物と硝酸アンモニウムの組成物に着
目し、その成型性、燃焼性、安全性、実用性等に関して
鋭意研究を重ね、特定の高分子化合物系燃料と硝酸アン
モニウム系酸化剤に、酸素酸塩、更に必要に応じてカー
ボン等の燃焼速度調整剤、金属酸化物等の燃焼調節触媒
を添加したガス発生剤組成物が、上記課題を解決するこ
とができ、実用的な組成物であることを見いだし、本発
明を完成するに至った。
【００１３】即ち本発明は、下記(a) 成分、(b) 成分及
び(c) 成分を含有す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。 (a) ポリアクリル系高分子化合物、ポリアセタール、ユ
リア樹脂、メラミン樹脂、ケトン樹脂またはセルロース
系高分子化合物から選ばれる少なくとも１種の高分子化
合物からなる燃料 (b) 硝酸アンモニウムまたは相安定化硝酸アンモニウム
から選ばれる酸化剤 (c) 酸素酸塩から選ばれる少なくとも１種の燃焼促進
剤。
び(c) 成分を含有す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。 (a) ポリアクリル系高分子化合物、ポリアセタール、ユ
リア樹脂、メラミン樹脂、ケトン樹脂またはセルロース
系高分子化合物から選ばれる少なくとも１種の高分子化
合物からなる燃料 (b) 硝酸アンモニウムまたは相安定化硝酸アンモニウム
から選ばれる酸化剤 (c) 酸素酸塩から選ばれる少なくとも１種の燃焼促進
剤。
【００１４】また本発明は、上記(a) 成分、(b) 成分及
び(c) 成分の他に、更に下記(d) 成分及び(e) 成分から
なる群から選ばれる１種又は２種以上を含有するガス発
生剤組成物を提供するものである。 (d) カーボン又は金属粉から選ばれる燃焼速度調整剤 (e) 金属酸化物から選ばれる燃焼調節触媒。
び(c) 成分の他に、更に下記(d) 成分及び(e) 成分から
なる群から選ばれる１種又は２種以上を含有するガス発
生剤組成物を提供するものである。 (d) カーボン又は金属粉から選ばれる燃焼速度調整剤 (e) 金属酸化物から選ばれる燃焼調節触媒。
【００１５】また本発明は、上記ガス発生剤組成物を押
出成型して得られる、単孔円柱状または多孔円柱状のガ
ス発生剤組成物成型体、上記ガス発生剤組成物を圧縮成
型して得られる、ペレット形状のガス発生剤組成物成型
体、上記ガス発生剤組成物をフィルム状に成型して得ら
れる、フィルム状のガス発生剤組成物成型体を提供する
ものである。更に本発明は、上記ガス発生剤組成物、ま
たはガス発生剤組成物成型体を用いるエアバッグ用イン
フレータを提供するものである。
出成型して得られる、単孔円柱状または多孔円柱状のガ
ス発生剤組成物成型体、上記ガス発生剤組成物を圧縮成
型して得られる、ペレット形状のガス発生剤組成物成型
体、上記ガス発生剤組成物をフィルム状に成型して得ら
れる、フィルム状のガス発生剤組成物成型体を提供する
ものである。更に本発明は、上記ガス発生剤組成物、ま
たはガス発生剤組成物成型体を用いるエアバッグ用イン
フレータを提供するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明に用いられる(a) 成分の高
分子化合物はガス発生剤組成物中において、燃料とバイ
ンダの役割を果たす。(a) 成分の高分子化合物として
は、高分子化合物の酸素バランス、燃焼性、硝酸アンモ
ニウムとの組成物の熱安定性等から考えると、一般的に
は、ガス発生剤の使用温度（−30℃〜90℃）範囲で固体
状の、ポリアクリル系高分子化合物、ポリアセタール、
ユリア樹脂、メラミン樹脂、ケトン樹脂またはセルロー
ス系高分子化合物から選ばれる少なくとも１種の高分子
化合物が用いられる。以下にこれらの高分子化合物につ
いて詳述する。
分子化合物はガス発生剤組成物中において、燃料とバイ
ンダの役割を果たす。(a) 成分の高分子化合物として
は、高分子化合物の酸素バランス、燃焼性、硝酸アンモ
ニウムとの組成物の熱安定性等から考えると、一般的に
は、ガス発生剤の使用温度（−30℃〜90℃）範囲で固体
状の、ポリアクリル系高分子化合物、ポリアセタール、
ユリア樹脂、メラミン樹脂、ケトン樹脂またはセルロー
ス系高分子化合物から選ばれる少なくとも１種の高分子
化合物が用いられる。以下にこれらの高分子化合物につ
いて詳述する。
【００１７】(1) ポリアクリル系高分子化合物：ポリア
クリルアミド、ポリアクリルアミドのアミノ化物、ポリ
アクリルヒドラジド、アクリルアミド・アクリル酸アン
モニウム塩共重合体、アクリルアミド・アクリル酸金属
塩共重合体、アクリルアミド・アクリル酸エステル共重
合体等が挙げられる。これらのポリアクリル系高分子化
合物としては、下記(i) 〜(v) に示すものが挙げられ
る。
クリルアミド、ポリアクリルアミドのアミノ化物、ポリ
アクリルヒドラジド、アクリルアミド・アクリル酸アン
モニウム塩共重合体、アクリルアミド・アクリル酸金属
塩共重合体、アクリルアミド・アクリル酸エステル共重
合体等が挙げられる。これらのポリアクリル系高分子化
合物としては、下記(i) 〜(v) に示すものが挙げられ
る。
【００１８】(i) (CH2CHCONH2)n (ii) (CH2CHCONHNH2)n (iii) (CH2CHCONH2)n-(CH2CHCONHNH2)p (iv) (CH2CHCONH2)n-(CH2CHCOOM)q (v) (CH2CHCONH2)n-(CH2CHCOOR)s 〔上記(i) 〜(v) において、M はアンモニウムもしくは
ナトリウム、カリウムなどの金属イオンを示し、R は-C
2H4N(CH3)2等の置換基を示し、n,p,q,s は高分子の重合
程度を示しており、 n＝20,000〜400,000 、p ＝5,000
〜100,000、q ＝5,000 〜100,000 、s ＝5,000 〜50,00
0の範囲が好ましい。〕 これらのポリアクリル系高分子化合物は毒性が低い。例
えば、ポリアクリルアミドは急性毒性ＬＤ50（経口、マ
ウス）が1200mg／kg以上で、変異原性がなく、ポリアク
リルヒドラジドは急性毒性ＬＤ50（経口、マウス）が38
00mg／kgで、変異原性がない。これに対して、現在使わ
れているアジ化ナトリウムは急性毒性ＬＤ50が27mg／kg
である。明らかに、ポリアクリル系高分子化合物の使用
安全性はアジ化ナトリウムをはるかに上回る。
ナトリウム、カリウムなどの金属イオンを示し、R は-C
2H4N(CH3)2等の置換基を示し、n,p,q,s は高分子の重合
程度を示しており、 n＝20,000〜400,000 、p ＝5,000
〜100,000、q ＝5,000 〜100,000 、s ＝5,000 〜50,00
0の範囲が好ましい。〕 これらのポリアクリル系高分子化合物は毒性が低い。例
えば、ポリアクリルアミドは急性毒性ＬＤ50（経口、マ
ウス）が1200mg／kg以上で、変異原性がなく、ポリアク
リルヒドラジドは急性毒性ＬＤ50（経口、マウス）が38
00mg／kgで、変異原性がない。これに対して、現在使わ
れているアジ化ナトリウムは急性毒性ＬＤ50が27mg／kg
である。明らかに、ポリアクリル系高分子化合物の使用
安全性はアジ化ナトリウムをはるかに上回る。
【００１９】(2) ポリアセタール、ユリア樹脂、メラミ
ン樹脂、ケトン樹脂 ポリアセタール（別名：ポリホルムアルデヒド）は耐熱
性、耐薬品性に優れて、大量の酸素（53.3重量％）を含
むので、燃焼性が優れている。また、その融点が硝酸ア
ンモニウムの融点と近いので、硝酸アンモニウムや他の
添加物と溶融して成型することができる。ユリア樹脂、
メラミン樹脂、ケトン樹脂はポリアセタールと同様に、
優れた燃焼性、耐熱性、耐薬品性を有する。
ン樹脂、ケトン樹脂 ポリアセタール（別名：ポリホルムアルデヒド）は耐熱
性、耐薬品性に優れて、大量の酸素（53.3重量％）を含
むので、燃焼性が優れている。また、その融点が硝酸ア
ンモニウムの融点と近いので、硝酸アンモニウムや他の
添加物と溶融して成型することができる。ユリア樹脂、
メラミン樹脂、ケトン樹脂はポリアセタールと同様に、
優れた燃焼性、耐熱性、耐薬品性を有する。
【００２０】(3) セルロース系高分子化合物 酢酸セルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボ
キシメチルセルロースアンモニウム塩、カルボキシメチ
ルセルロースナトリウム塩、カルボキシメチルセルロー
スカリウム塩等が挙げられる。
キシメチルセルロースアンモニウム塩、カルボキシメチ
ルセルロースナトリウム塩、カルボキシメチルセルロー
スカリウム塩等が挙げられる。
【００２１】上記の(a) 成分の中ではポリアクリルアミ
ド、ポリアクリルアミドのアミノ化物、ポリアクリルヒ
ドラジド、アクリルアミド・アクリル酸アンモニウム塩
共重合体、アクリルアミド・アクリル酸金属塩共重合
体、アクリルアミド・アクリル酸エステル共重合体、ポ
リアセタール、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ケトン樹脂
酢酸セルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボ
キシメチルセルロースアンモニウム塩、カルボキシメチ
ルセルロースナトリウム塩またはカルボキシメチルセル
ロースカリウム塩の中から選択される少なくとも１種が
好ましい。
ド、ポリアクリルアミドのアミノ化物、ポリアクリルヒ
ドラジド、アクリルアミド・アクリル酸アンモニウム塩
共重合体、アクリルアミド・アクリル酸金属塩共重合
体、アクリルアミド・アクリル酸エステル共重合体、ポ
リアセタール、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ケトン樹脂
酢酸セルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボ
キシメチルセルロースアンモニウム塩、カルボキシメチ
ルセルロースナトリウム塩またはカルボキシメチルセル
ロースカリウム塩の中から選択される少なくとも１種が
好ましい。
【００２２】本発明のガス発生剤組成物中の(a) 成分の
含有量は３〜40重量％が好ましく、５〜30重量％がより
好ましい。
含有量は３〜40重量％が好ましく、５〜30重量％がより
好ましい。
【００２３】本発明のガス発生剤組成物に用いられる
(b) 成分の酸化剤は、硝酸アンモニウムまたは相安定化
硝酸アンモニウムである。硝酸アンモニウムは肥料、爆
薬等に多く使われて、窒素、酸素、水素により構成され
るので、燃焼時に固形残渣を生成しない。本発明におい
ては硝酸アンモニウムをそのままで酸化剤として使用し
ても良いが、使用温度の範囲でいくつかの相転移点があ
るので、少量のカリウム塩あるいは他の添加物を添加し
たいわゆる相安定化硝酸アンモニウムとして使用するこ
とがより好ましい。本発明のガス発生剤組成物中の(b)
成分の含有量は30〜94重量％が好ましく、50〜85重量％
がより好ましい。
(b) 成分の酸化剤は、硝酸アンモニウムまたは相安定化
硝酸アンモニウムである。硝酸アンモニウムは肥料、爆
薬等に多く使われて、窒素、酸素、水素により構成され
るので、燃焼時に固形残渣を生成しない。本発明におい
ては硝酸アンモニウムをそのままで酸化剤として使用し
ても良いが、使用温度の範囲でいくつかの相転移点があ
るので、少量のカリウム塩あるいは他の添加物を添加し
たいわゆる相安定化硝酸アンモニウムとして使用するこ
とがより好ましい。本発明のガス発生剤組成物中の(b)
成分の含有量は30〜94重量％が好ましく、50〜85重量％
がより好ましい。
【００２４】一般的には、上記(a) 成分の高分子化合物
と、上記(b) 成分の酸化剤との２成分組成物は燃焼速度
が低く、燃焼性が良くない。しかし、この２成分の組成
物に(c) 成分として、酸素酸塩、特に金属硝酸塩、金属
亜硝酸塩、過塩素酸塩または塩素酸塩から選ばれる少な
くとも１種の燃焼促進剤を添加すると、燃焼速度はかな
り高くなる。
と、上記(b) 成分の酸化剤との２成分組成物は燃焼速度
が低く、燃焼性が良くない。しかし、この２成分の組成
物に(c) 成分として、酸素酸塩、特に金属硝酸塩、金属
亜硝酸塩、過塩素酸塩または塩素酸塩から選ばれる少な
くとも１種の燃焼促進剤を添加すると、燃焼速度はかな
り高くなる。
【００２５】(c) 成分の燃焼促進剤としては、硝酸カリ
ウム、硝酸ナトリウム、硝酸ストロンチウム、亜硝酸カ
リウム、亜硝酸ナトリウム、過塩素酸アンモニウム、過
塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、塩素酸ナトリウ
ム、または塩素酸カリウムの中から選ばれる少なくとも
１種が好ましく、特に、硝酸カリウム、過塩素酸カリウ
ム、亜硝酸カリウム、塩素酸カリウムが、上記(a) 成分
及び(b) 成分の２成分からなる組成物の燃焼速度を促進
するだけでなく、(b) 成分の硝酸アンモニウムと相安定
性アンモニウムを生成し、使用温度範囲でガス発生剤組
成物の体積変化を防ぐことができるのでより好ましい。
ウム、硝酸ナトリウム、硝酸ストロンチウム、亜硝酸カ
リウム、亜硝酸ナトリウム、過塩素酸アンモニウム、過
塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、塩素酸ナトリウ
ム、または塩素酸カリウムの中から選ばれる少なくとも
１種が好ましく、特に、硝酸カリウム、過塩素酸カリウ
ム、亜硝酸カリウム、塩素酸カリウムが、上記(a) 成分
及び(b) 成分の２成分からなる組成物の燃焼速度を促進
するだけでなく、(b) 成分の硝酸アンモニウムと相安定
性アンモニウムを生成し、使用温度範囲でガス発生剤組
成物の体積変化を防ぐことができるのでより好ましい。
【００２６】これらの(c) 成分の添加量を増やすと、ガ
ス発生剤組成物の燃焼速度が高くなるが、燃焼残渣が増
える。従って、本発明のガス発生剤組成物中の(c) 成分
の含有量は 0.5〜20重量％が好ましく、３〜15重量％が
より好ましい。
ス発生剤組成物の燃焼速度が高くなるが、燃焼残渣が増
える。従って、本発明のガス発生剤組成物中の(c) 成分
の含有量は 0.5〜20重量％が好ましく、３〜15重量％が
より好ましい。
【００２７】また本発明のガス発生剤組成物は、上記
(a) 、(b) 及び(c) 成分の他に、必要に応じて、燃焼速
度を調整するために、(d) 成分としてカーボン又は金属
粉から選ばれる燃焼速度調整剤を含有させてもよい。
(d) 成分の燃焼速度調整剤として用いられる金属粉とし
ては、アルミニウム粉、ボロン粉、鉄粉、マグネシウム
粉から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。本発明の
ガス発生剤組成物中の(d) 成分の含有量は５重量％以下
が好ましい。
(a) 、(b) 及び(c) 成分の他に、必要に応じて、燃焼速
度を調整するために、(d) 成分としてカーボン又は金属
粉から選ばれる燃焼速度調整剤を含有させてもよい。
(d) 成分の燃焼速度調整剤として用いられる金属粉とし
ては、アルミニウム粉、ボロン粉、鉄粉、マグネシウム
粉から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。本発明の
ガス発生剤組成物中の(d) 成分の含有量は５重量％以下
が好ましい。
【００２８】更に本発明のガス発生剤組成物は、必要に
応じて燃焼速度を更に高くするために、(e) 成分として
金属酸化物から選ばれる燃焼調節触媒を含有させてもよ
い。(e) 成分の燃焼調節触媒として用いられる金属酸化
物としては、酸化銅、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化コバルト
または酸化マンガンから選ばれる少なくとも１種が挙げ
られる。本発明のガス発生剤組成物中の(e) 成分の含有
量は５重量％以下が好ましい。
応じて燃焼速度を更に高くするために、(e) 成分として
金属酸化物から選ばれる燃焼調節触媒を含有させてもよ
い。(e) 成分の燃焼調節触媒として用いられる金属酸化
物としては、酸化銅、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化コバルト
または酸化マンガンから選ばれる少なくとも１種が挙げ
られる。本発明のガス発生剤組成物中の(e) 成分の含有
量は５重量％以下が好ましい。
【００２９】本発明のガス発生剤組成物として特に好ま
しいものは、(a) 成分としてポリアクリルアミド６〜16
重量％、(b) 成分として硝酸アンモニウム70〜85重量
％、(c) 成分として過塩素酸カリウム３〜12重量％を含
有するものである。
しいものは、(a) 成分としてポリアクリルアミド６〜16
重量％、(b) 成分として硝酸アンモニウム70〜85重量
％、(c) 成分として過塩素酸カリウム３〜12重量％を含
有するものである。
【００３０】本発明のガス発生剤組成物は、アジド系ガ
ス発生剤に比べて単位重量当たりのガス発生効率を大幅
に高めることができ、また、燃焼時に燃焼残渣の生成量
が少なく、ガス発生器（インフレータ）をより小型に設
計し得る。本発明のガス発生剤組成物を用いて成型体を
得るにあたっては、本発明のガス発生剤組成物に、(a)
成分の高分子化合物の種類に応じて水あるいは有機溶媒
を添加し、均一に混合した後、押出成型して単孔円柱状
または多孔円柱状の成型体を得るか、もしくは打錠機等
を用いて圧縮成型してペレット状の成型体を得るか、も
しくはフィルム状に成型してフィルム状の成型体を得
る。このような成型体にすることにより、ガス発生器
（インフレータ）に充填可能な形態とすることができ
る。
ス発生剤に比べて単位重量当たりのガス発生効率を大幅
に高めることができ、また、燃焼時に燃焼残渣の生成量
が少なく、ガス発生器（インフレータ）をより小型に設
計し得る。本発明のガス発生剤組成物を用いて成型体を
得るにあたっては、本発明のガス発生剤組成物に、(a)
成分の高分子化合物の種類に応じて水あるいは有機溶媒
を添加し、均一に混合した後、押出成型して単孔円柱状
または多孔円柱状の成型体を得るか、もしくは打錠機等
を用いて圧縮成型してペレット状の成型体を得るか、も
しくはフィルム状に成型してフィルム状の成型体を得
る。このような成型体にすることにより、ガス発生器
（インフレータ）に充填可能な形態とすることができ
る。
【００３１】本発明のガス発生剤組成物及びその成型体
は運転席のエアバッグインフレータ、助手席のエアバッ
グインフレータ及びサイドインフレータに適用でき、更
にハイブリッドインフレータにも適用できる。運転席の
エアバッグインフレータについては、本発明のガス発生
剤組成物及びその成型体はガス発生効率が高く、残渣の
生成量が少ないので、残渣を濾過するフィルターを詰め
る必要がなくなり、燃焼火炎を外部に出さない少量のク
ーランドだけ詰めればよい。これにより、運転席のエア
バッグインフレータは本発明のガス発生剤組成物及びそ
の成型体を使うと、燃焼室の容積が40cm3 以下になり、
外径が60mm以下で、高さが40mm以下になれる。ハイブリ
ッドインフレータについては、本発明のガス発生剤組成
物及びその成型体は酸素バランスがゼロあるいはゼロに
近いので、酸素を含まない圧縮ガスを使ってもよい。
は運転席のエアバッグインフレータ、助手席のエアバッ
グインフレータ及びサイドインフレータに適用でき、更
にハイブリッドインフレータにも適用できる。運転席の
エアバッグインフレータについては、本発明のガス発生
剤組成物及びその成型体はガス発生効率が高く、残渣の
生成量が少ないので、残渣を濾過するフィルターを詰め
る必要がなくなり、燃焼火炎を外部に出さない少量のク
ーランドだけ詰めればよい。これにより、運転席のエア
バッグインフレータは本発明のガス発生剤組成物及びそ
の成型体を使うと、燃焼室の容積が40cm3 以下になり、
外径が60mm以下で、高さが40mm以下になれる。ハイブリ
ッドインフレータについては、本発明のガス発生剤組成
物及びその成型体は酸素バランスがゼロあるいはゼロに
近いので、酸素を含まない圧縮ガスを使ってもよい。
【００３２】
【実施例】以下実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものでは
ない。
が、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものでは
ない。
【００３３】尚、下記表１〜５中、PAAはポリアクリル
アミド、PAHはポリアクリルアミドのアミノ化物、PAANa
はアクリルアミド・アクリル酸ナトリウム塩共重合体、
CMCNaはカルボキシメチルセルロースナトリウム塩、CMC
NH4はカルボキシメチルセルロースアンモニウム塩、AN
は硝酸アンモニウム、KClO4 は過塩素酸カリウム、KNO3
は硝酸カリウム、C はカーボン、CuO は酸化銅、NQはニ
トログアニジン、PSANは相安定化硝酸アンモニウム(AN/
KClO4=90/10)を示す。
アミド、PAHはポリアクリルアミドのアミノ化物、PAANa
はアクリルアミド・アクリル酸ナトリウム塩共重合体、
CMCNaはカルボキシメチルセルロースナトリウム塩、CMC
NH4はカルボキシメチルセルロースアンモニウム塩、AN
は硝酸アンモニウム、KClO4 は過塩素酸カリウム、KNO3
は硝酸カリウム、C はカーボン、CuO は酸化銅、NQはニ
トログアニジン、PSANは相安定化硝酸アンモニウム(AN/
KClO4=90/10)を示す。
【００３４】実施例１〜９及び比較例１〜２ 表１に示す組成を有するガス発生剤組成物を調製し、そ
の理論計算に基づく燃焼温度、発生ガス効率（100 ｇ組
成物の発生ガスのモル数）、残渣の生成量（１モルガス
発生時の常温での固形物残渣の生成グラム数）を表１に
示した。
の理論計算に基づく燃焼温度、発生ガス効率（100 ｇ組
成物の発生ガスのモル数）、残渣の生成量（１モルガス
発生時の常温での固形物残渣の生成グラム数）を表１に
示した。
【００３５】
【表１】
【００３６】実施例10〜17 表２に示す組成を有するガス発生剤組成物を調製し、そ
の日本工業規格（JIS)K4810−1979の火薬類性能試験法
に基づいて摩擦感度と落槌感度を測定した。結果を表２
に示す。
の日本工業規格（JIS)K4810−1979の火薬類性能試験法
に基づいて摩擦感度と落槌感度を測定した。結果を表２
に示す。
【００３７】
【表２】
【００３８】実施例18〜22及び比較例３ 表３に示す組成を有するガス発生剤組成物を調製し、そ
の理学（株）製のＴＡＳ−200 型示差熱分析装置による
融解温度、発熱開始温度、ＴＧ重量減少開始温度を測定
した。測定時の昇温速度は20℃／min で、測定雰囲気は
窒素ガスで、測定時のサンプル量は１〜３mgである。そ
の結果を表３に示す。
の理学（株）製のＴＡＳ−200 型示差熱分析装置による
融解温度、発熱開始温度、ＴＧ重量減少開始温度を測定
した。測定時の昇温速度は20℃／min で、測定雰囲気は
窒素ガスで、測定時のサンプル量は１〜３mgである。そ
の結果を表３に示す。
【００３９】
【表３】
【００４０】実施例23〜33 表４に示す組成を有するガス発生剤組成物を調製し、そ
の組成物をストランドに成型して、圧力70kg／cm2 、窒
素雰囲気下で燃焼速度を測定した。その結果を表４に示
す。
の組成物をストランドに成型して、圧力70kg／cm2 、窒
素雰囲気下で燃焼速度を測定した。その結果を表４に示
す。
【００４１】
【表４】
【００４２】実施例34〜38及び比較例４ 表５に示す組成を有するガス発生剤組成物を調製し、そ
の組成物の製造安全性を確認するための起爆感度試験を
実施した。起爆感度試験は、組成物を外径30mm、内径25
mm、長さ200 mmの塩ビ管に詰めて、塩ビ管の一端をゴム
栓で密閉し、もう一端に６号瞬発電気雷管を挿し込ん
で、その塩ビ管を砂の中（砂の表面から200 mmの深さの
ところ）に埋めて起爆する試験である。試験後、形成し
た漏斗孔の大きさ、残存物から組成物の起爆感度がある
かどうかを判定した。その結果を表５に示す。
の組成物の製造安全性を確認するための起爆感度試験を
実施した。起爆感度試験は、組成物を外径30mm、内径25
mm、長さ200 mmの塩ビ管に詰めて、塩ビ管の一端をゴム
栓で密閉し、もう一端に６号瞬発電気雷管を挿し込ん
で、その塩ビ管を砂の中（砂の表面から200 mmの深さの
ところ）に埋めて起爆する試験である。試験後、形成し
た漏斗孔の大きさ、残存物から組成物の起爆感度がある
かどうかを判定した。その結果を表５に示す。
【００４３】
【表５】
【００４４】実施例39 120ｇのポリアクリルアミド、 810ｇの硝酸アンモニウ
ム、70ｇの過塩素酸カリウムの粉末に65ｇの水を添加し
均一に混合後、押出成型法により、外径 2.5mm、内径
0.8mm、長さ２mmの圧伸薬に成型した。この圧伸薬を80
℃で72時間乾燥を行った。乾燥を行った圧伸薬25.4グラ
ムをガス発生器に充填し、60リットルのタンク試験を用
いて燃焼試験を行ったところ、燃焼開始後51ミリ秒でタ
ンク圧が2.2kgf／cm2 に達した。燃焼後のタンク内ガス
発生剤分析の結果は全ての成分で許容値内の値を示し
た。
ム、70ｇの過塩素酸カリウムの粉末に65ｇの水を添加し
均一に混合後、押出成型法により、外径 2.5mm、内径
0.8mm、長さ２mmの圧伸薬に成型した。この圧伸薬を80
℃で72時間乾燥を行った。乾燥を行った圧伸薬25.4グラ
ムをガス発生器に充填し、60リットルのタンク試験を用
いて燃焼試験を行ったところ、燃焼開始後51ミリ秒でタ
ンク圧が2.2kgf／cm2 に達した。燃焼後のタンク内ガス
発生剤分析の結果は全ての成分で許容値内の値を示し
た。
【００４５】
【発明の効果】本発明は自動車における乗員保護装置と
してのエアバッグ用ガス発生剤組成物及びその成型体を
提供するものであり、本発明により低毒性かつ危険性が
少なく取扱いが容易であり、燃焼効率及びガス発生効率
に優れて、燃焼時に残渣生成量が少ないガス発生剤組成
物及びその成型体が製造可能となった。
してのエアバッグ用ガス発生剤組成物及びその成型体を
提供するものであり、本発明により低毒性かつ危険性が
少なく取扱いが容易であり、燃焼効率及びガス発生効率
に優れて、燃焼時に残渣生成量が少ないガス発生剤組成
物及びその成型体が製造可能となった。
Claims (12)
- 【請求項１】 下記(a) 成分、(b) 成分及び(c) 成分を
含有することを特徴とするガス発生剤組成物。 (a) ポリアクリル系高分子化合物、ポリアセタール、ユ
リア樹脂、メラミン樹脂、ケトン樹脂またはセルロース
系高分子化合物から選ばれる少なくとも１種の高分子化
合物からなる燃料 (b) 硝酸アンモニウムまたは相安定化硝酸アンモニウム
から選ばれる酸化剤 (c) 酸素酸塩から選ばれる少なくとも１種の燃焼促進剤 - 【請求項２】 更に下記(d) 成分及び(e) 成分からなる
群から選ばれる１種又は２種以上を含有する請求項１記
載のガス発生剤組成物。 (d) カーボン又は金属粉から選ばれる燃焼速度調整剤 (e) 金属酸化物から選ばれる燃焼調節触媒 - 【請求項３】 (a) 成分の含有量が３〜40重量％、(b)
成分の含有量が30〜94重量％、(c) 成分の含有量が0.5
〜20重量％、(d) 成分の含有量が５重量％以下、(e) 成
分の含有量が５重量％以下である請求項１又は２記載の
ガス発生剤組成物。 - 【請求項４】 (a) 成分の燃料が、ポリアクリルアミ
ド、ポリアクリルアミドのアミノ化物、ポリアクリルヒ
ドラジド、アクリルアミド・アクリル酸アンモニウム塩
共重合体、アクリルアミド・アクリル酸金属塩共重合
体、アクリルアミド・アクリル酸エステル共重合体、酢
酸セルロース、カルボキシメチルセルロース、カルボキ
シメチルセルロースアンモニウム塩、カルボキシメチル
セルロースナトリウム塩またはカルボキシメチルセルロ
ースカリウム塩の中から選択される少なくとも１種であ
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。 - 【請求項５】 (c) 成分の燃焼促進剤が、金属硝酸塩、
金属亜硝酸塩、過塩素酸塩または塩素酸塩から選ばれる
少なくとも１種である請求項１〜４のいずれか一項に記
載のガス発生剤組成物。 - 【請求項６】 (c) 成分の燃焼促進剤が硝酸カリウム、
硝酸ナトリウム、硝酸ストロンチウム、亜硝酸カリウ
ム、亜硝酸ナトリウム、過塩素酸アンモニウム、過塩素
酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、塩素酸ナトリウム、
または塩素酸カリウムの中から選ばれる少なくとも１種
である請求項５記載のガス発生剤組成物。 - 【請求項７】 (e) 成分の燃焼調節触媒が、酸化銅、酸
化鉄、酸化亜鉛、酸化コバルトまたは酸化マンガンから
選ばれる少なくとも１種である請求項２〜６のいずれか
一項に記載のガス発生剤組成物。 - 【請求項８】 (a) 成分としてポリアクリルアミド６〜
16重量％、(b) 成分として硝酸アンモニウム70〜85重量
％、(c) 成分として過塩素酸カリウム３〜12重量％を含
有する請求項１記載のガス発生剤組成物。 - 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか一項に記載のガ
ス発生剤組成物を押出成型して得られる、単孔円柱状ま
たは多孔円柱状のガス発生剤組成物成型体。 - 【請求項１０】 請求項１〜８のいずれか一項に記載の
ガス発生剤組成物を圧縮成型して得られる、ペレット形
状のガス発生剤組成物成型体。 - 【請求項１１】 請求項１〜８のいずれか一項に記載の
ガス発生剤組成物をフィルム状に成型して得られる、フ
ィルム状のガス発生剤組成物成型体。 - 【請求項１２】 請求項１〜８のいずれか一項に記載の
ガス発生剤組成物、または請求項９〜１１のいずれか一
項に記載のガス発生剤組成物成型体を用いるエアバッグ
用インフレータ。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06982397A JP3608902B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | ガス発生剤組成物及びその成型体 |
| DE69830372T DE69830372T2 (de) | 1997-03-24 | 1998-03-17 | Gaserzeugende zusammensetzung und formmasse davon |
| CN98800317A CN1220650A (zh) | 1997-03-24 | 1998-03-17 | 产气组合物及其模塑制品 |
| EP98907272A EP0913375B1 (en) | 1997-03-24 | 1998-03-17 | Gas generator composition and molding thereof |
| US09/171,955 US6505562B1 (en) | 1997-03-24 | 1998-03-17 | Gas generator composition and molding thereof |
| PCT/JP1998/001126 WO1998042642A1 (fr) | 1997-03-24 | 1998-03-17 | Composition servant a generer un gaz et son moulage |
| KR1019980709525A KR20000015965A (ko) | 1997-03-24 | 1998-03-17 | 가스발생제 조성물 및 그것의 성형체_ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06982397A JP3608902B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | ガス発生剤組成物及びその成型体 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=13413873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06982397A Expired - Lifetime JP3608902B2 (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | ガス発生剤組成物及びその成型体 |
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|---|---|
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| EP (1) | EP0913375B1 (ja) |
| JP (1) | JP3608902B2 (ja) |
| KR (1) | KR20000015965A (ja) |
| CN (1) | CN1220650A (ja) |
| DE (1) | DE69830372T2 (ja) |
| WO (1) | WO1998042642A1 (ja) |
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| US7811397B2 (en) | 2004-09-27 | 2010-10-12 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Gas generating agent |
| US7918949B2 (en) | 2001-04-20 | 2011-04-05 | Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha | Gas generating composition |
| US8613821B2 (en) | 1999-09-27 | 2013-12-24 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Basic metal nitrate, process for producing the same and gas generating agent composition |
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