JPH1087390A

JPH1087390A - エアバッグ用ガス発生剤

Info

Publication number: JPH1087390A
Application number: JP8201802A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamato; 洋大和; Tetsumasa Hirata; 哲正平田; Takeshi Takabori; 健高堀; Takushi Yokoyama; 拓志横山; Naoki Matsuda; 直樹松田
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1995-10-06
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 1998-04-07

Abstract

(57)【要約】【課題】発熱量を抑えると十分な燃焼速度が得られな
いガス発生剤組成物を、成型することによりエアバッグ
用ガス発生剤に適用可能な燃焼性能を持たせる。【解決手段】ガス発生剤組成物を単孔円筒状に成型し
てなり、該ガス発生剤組成物の 70kgf／cm²の圧力下に
おける線燃焼速度ｒ（mm／秒）と厚みＷ(mm)との関係が
0.005≦Ｗ／(2・r)≦0.1 で表される範囲にあるエアバ
ッグ用ガス発生剤成型体。線燃焼速度は好ましくは１乃
至12.5mm／秒の範囲である。又かかる単孔円筒状成型体
とするに適した含窒素有機化合物、酸化剤、スラグ形成
剤及びバインダーからなる新規な組成物を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エアバッグシステ
ムを膨張させるために燃焼してガス成分を供給するガス
発生剤成型体及びその製造方法に関する。更に詳しく
は、本発明は、自動車、航空機等に搭載される人体保護
のために供せられるエアバッグシステムにおいて作動ガ
スとなるガス発生剤の新規な組成物及びその剤形に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車両が高速で衝突した際に、
慣性により搭乗者がハンドルや前面ガラス等の車両内部
の硬い部分に激突して負傷又は死亡することを防ぐため
に、ガスによりバッグを急速に膨張させ、搭乗者の危険
な箇所への衝突を防ぐエアバッグシステムが開発されて
いる。このエアバッグシステムに用いるガス発生剤に対
する要求は、バッグ膨張時間が非常に短時間、通常40乃
至50ミリ秒以内であること、さらにバッグ内の雰囲気が
人体に対して無害すなわち車内の空気組成に近いもので
あることなど非常に厳しい。

【０００３】現在、エアバッグシステムに一般的に用い
られているガス発生基剤としては、無機アジド系化合
物、特にアジ化ナトリウムがあげられる。アジ化ナトリ
ウムは燃焼性という点では優れているが、ガス発生時に
副生するアルカリ成分は毒性を示し、搭乗者に対する安
全性という点で、上記の要求を満たしていない。また、
それ自体も毒性を示すことから、廃棄した場合の環境に
与える影響も懸念される。

【０００４】これらの欠点を補うため、アジ化ナトリウ
ム系に替わるいわゆる非アジド系ガス発生剤も幾つか開
発されてきている。例えば、特開平３−２０８８７８に
はテトラゾール、トリアゾール又はこれらの金属塩とア
ルカリ金属硝酸塩等の酸素含有酸化剤を主成分とした組
成物が開示されている。また、特公昭６４−６１５６、
特公昭６４−６１５７においては、水素を含まないビテ
トラゾール化合物の金属塩を主成分とするガス発生剤が
開示されている。

【０００５】更に特公平６−５７６２９にはテトラゾー
ル、トリアゾールの遷移金属錯体を含むガス発生剤が示
されている。また、特開平５−２５４９７７にはトリア
ミノグアニジン硝酸塩を含むガス発生剤が、特開平６−
２３９６８３にはカルボヒドラジドを含むガス発生剤
が、特開平７−６１８８５には酢酸セルロースとニトロ
グアニジンを含む窒素含有非金属化合物を含むガス発生
剤が示されている。更に、ＵＳＰ5,125,684 では15〜30
％のセルロース系バインダーと共存するエネルギー物質
としてニトログアニジンの使用が開示されている。ま
た、特開平４−２６５２９２ではテトラゾール及びトリ
アゾール誘導体と酸化剤及びスラグ形成剤とを組み合わ
せたガス発生剤組成物が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、含窒素有機
化合物は一般的に燃焼において、化学当量分、すなわち
化合物分子中の炭素、水素その他の元素の燃焼に必要な
量の酸素を発生させるだけの酸化剤を用いる際、アジド
系化合物に比べて発熱量が大きいという欠点を有する。
エアバッグシステムとしては、ガス発生剤の性能だけで
なく、そのシステム自体が通常の運転に際して邪魔にな
らない程度の大きさであることが必須であるが、ガス発
生剤の燃焼時の発熱量が大きいと、ガス発生器を設計す
る場合除熱のための付加的な部品を必要とし、ガス発生
器自体の小型化が不可能である。酸化剤の種類を選択す
ることにより発熱量を低下させることも可能であるが、
これに対応して線燃焼速度も低下し、結局ガス発生性能
が低下することになる。

【０００７】上記の如く、含窒素有機化合物から成るガ
ス発生剤組成物は一般的に燃焼において、化学当量分、
すなわち含窒素有機化合物分子中の炭素、水素その他の
酸化される元素の燃焼に必要な量の酸素を発生させるだ
けの酸化剤を用いる際、無機アジド系化合物を用いたガ
ス発生剤組成物に比べて発熱量が大きく、燃焼温度が高
く、更に線燃焼速度が小さいという欠点を有していた。

【０００８】この様に、燃焼温度が高いことから生ずる
問題は、組成物中の酸化剤成分から発生するアルカリ性
ミストと一般的に多用されているステンレススチール製
のクーラントとの化学反応を含むクーラントのエロージ
ョンにより、冷却部で新たに発生する高温熱粒子と共に
インフレータ外に放出されバッグの損傷を生じることで
ある。しかし、酸化剤成分から発生するアルカリ性ミス
ト及び新たに発生する高温熱粒子を冷却部に到達する前
に燃焼室内にスラグを形成させることにより燃焼室内部
に止めることができれば、高温ガスであってもガスの熱
容量が小さいため少ないクーラントを用いてバッグに決
定的な損傷を与えることなくインフレータシステムを成
立させることができる。このことにより、より小型形状
のインフレータが成立可能となる。

【０００９】テトラゾール誘導体をはじめ、各種含窒素
有機化合物を用いた非アジド系ガス発生剤組成物が従来
から検討されてきた。組成物の線燃焼速度は組み合わさ
れる酸化剤の種類によって異なるが、一般的に30mm／秒
以下の線燃焼速度を有する組成物がほとんどである。

【００１０】線燃焼速度は、所望の性能を満足させるた
めのガス発生剤組成物の形状に影響を与える。ガス発生
剤組成物の１個の形状において、肉厚部分の厚みの最も
小さい厚み距離とそのガス発生剤組成物の線燃焼速度と
によってガス発生剤組成物の燃焼時間が決定される。イ
ンフレータシステムに要求されるバッグ展開時間はおお
よそ40〜60ミリ秒にある。

【００１１】多用されているペレット形状及びディスク
形状のガス発生剤組成物をこの時間内に燃焼完了させる
ためには、例えば厚み２mmで線燃焼速度20mm／秒の時 1
00ｍ秒の時間を必要とし、所望のインフレータ性能を得
ることができない。従って、線燃焼速度が20mm／秒前後
のガス発生剤組成物では厚み１mm前後でなければ性能を
満足できない。線燃焼速度が10mm／秒前後及びそれ以下
の場合、より肉厚部の厚みが小さいことが必須条件とな
る。

【００１２】線燃焼速度を向上させるため硝酸ナトリウ
ム及び過塩素酸カリウムのような酸化剤を組み合わせる
手段が知られているが、硝酸ナトリウムでは酸化ナトリ
ウムが、過塩素酸カリウムでは塩化カリウムが液状又は
固体微粉状でインフレータ外に放出され、スラグ形成剤
のない場合通常のフィルターで許容されるレベルまで放
出量を抑えることは至難の技である。

【００１３】線燃焼速度が10mm／秒前後及びそれ以下
で、肉厚部の厚みを多用されているペレット形状及びデ
ィスク形状で達成するためには 0.5mm前後及びそれ以下
の厚みが必須となるが、長期間の自動車の振動に耐え且
つ工業的に安定した状態でペレット形状及びディスク形
状にガス発生剤組成物を製造することは事実上不可能に
近い。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記した問
題点を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、線燃焼速度の
小さいガス発生剤組成物を成型することにより、所定の
時間内に燃焼させうること、その性能はエアバッグ用ガ
ス発生剤として十分適用しうることを見出し、本発明に
至った。

【００１５】すなわち本発明は、ガス発生剤組成物を単
孔円筒状に成型してなり、該ガス発生剤組成物の 70kgf
／cm²の圧力下における線燃焼速度ｒ（mm／秒）と厚み
Ｗ(mm)との関係が 0.005≦Ｗ／(2・r)≦0.1 で表される
範囲にあるエアバッグ用ガス発生剤成型体、好ましくは
70kgf／cm²の圧力下における線燃焼速度が１乃至12.5
mm／秒、更に好ましくは５乃至12.5mm／秒の範囲にある
ガス発生剤組成物を単孔円筒状に成型してなるエアバッ
グ用ガス発生剤成型体を提供するものである。尚、本明
細書中で単に線燃焼速度と記載した場合、 70kgf／cm²
の圧力下におけるものを意味する。

【００１６】本発明で用いられるガス発生剤組成物は含
窒素有機化合物及び酸化剤にバインダー及び必要に応じ
スラグ形成剤を添加してなり、好ましくは、発熱を抑え
るため、線燃焼速度が１乃至12.5mm／秒の範囲のものが
用いられる。本発明により、線燃焼速度が10mm／秒前後
及びそれ以下のガス発生剤組成物の適用を可能とし、且
つ生成ガス品質を含めてより小型化されたインフレータ
システムが実用化可能となった。

【００１７】本発明で使用できる含窒素有機化合物とし
ては、トリアゾール誘導体、テトラゾール誘導体、グア
ニジン誘導体、アゾジカルボンアミド誘導体、ヒドラジ
ン誘導体から成る群から選ばれた１種又はそれ以上の混
合物がある。これらの具体例として、５−オキソ−１，
２，４−トリアゾール、テトラゾール、５−アミノテト
ラゾール、５，5'−ビ−１Ｈ−テトラゾール、グアニジ
ン、ニトログアニジン、シアノグアニジン、トリアミノ
グアニジン硝酸塩、硝酸グアニジン、炭酸グアニジン、
ビウレット、アゾジカルボンアミド、カルボヒドラジ
ド、カルボヒドラジド硝酸塩錯体、蓚酸ジヒドラジド、
ヒドラジン硝酸塩錯体等を挙げることができる。好まし
くはニトログアニジン及びシアノグアニジンであり、分
子中の炭素数が少ない点からニトログアニジンは最も好
ましい化合物である。ニトログアニジンとして針状結晶
状の低比重ニトログアニジンと塊状結晶の高比重ニトロ
グアニジンがあり、いずれでも使用できるが、少量の水
存在下での製造時の安全性及び取り扱い易さから、高比
重ニトログアニジンの使用がより好ましい。

【００１８】化合物の濃度は、分子式中の炭素元素、水
素元素及びその他の酸化される元素の数によって異なる
が、通常25〜60重量％の範囲で用いられ、好ましくは30
〜40重量％の範囲で用いられる。用いられる酸化剤の種
類により絶対数値は異なるが、完全酸化理論量より多い
と発生ガス中の微量ＣＯ濃度が増大し、完全酸化理論量
及びそれ以下になると発生ガス中の微量ＮＯ_x濃度が増
大する。両者の最適バランスが保たれる範囲が最も好ま
しい。

【００１９】酸化剤としては種々のものが使用できる
が、アルカリ金属又はアルカリ土類金属から選ばれたカ
チオンを含む硝酸塩の少なくとも１種から選ばれた酸化
剤が用いられる。その量は用いられるガス発生化合物の
種類と量により絶対数値は異なるが40〜65重量％の範囲
で用いられ、特に上記のＣＯ及びＮＯ_x濃度に関連して
45〜60重量％の範囲が好ましい。

【００２０】その他、亜硝酸塩、過塩素酸塩等のエアバ
ッグインフレータ分野で多用されている酸化剤も用い得
るが、硝酸塩に比べて亜硝酸塩分子中の酸素数が減少す
ること又はバッグ外へ放出されやすい微粉状ミストの生
成を減少させる等の観点から硝酸塩が好ましい。

【００２１】スラグ形成剤の機能は、ガス発生剤組成物
中の特に酸化剤成分の分解によって生成するアルカリ金
属又はアルカリ土類金属の酸化物をミストとしてインフ
レータ外へ放出することを避けるため液状から固体状に
変えて燃焼室内に止める機能であり、金属成分の違いに
よって最適化されたスラグ形成剤を選ぶことができる。
ベントナイト系、カオリン系等のアミノケイ酸塩を主成
分とする天然に産する粘土並びに合成マイカ、合成カオ
リナイト、合成スメクタイト等の人工的粘土及び含水マ
グネシウムケイ酸塩鉱物の１種であるタルク等の少なく
とも１種から選ばれたスラグ形成剤を用いることができ
る。好ましいスラグ形成剤として酸性白土を挙げること
ができる。

【００２２】例えば、硝酸カルシウムから発生する酸化
カルシウム、粘土中の主成分である酸化アルミニウム及
び酸化ケイ素の三成分系における酸化混合物の粘度及び
融点は各々その組成比によって1350℃から1550℃の範囲
で粘度が 3.1ポイズから約1000ポイズまで変化し、融点
は組成により1350℃から1450℃に変化する。これらの性
質を利用してガス発生剤組成物の混合組成比に応じたス
ラグ形成能を発揮することができる。

【００２３】スラグ形成剤の使用量は１〜20重量％の範
囲で変えることができるが、好ましくは３〜７重量％の
範囲である。多すぎると線燃焼速度の低下及びガス発生
効率の低下をもたらし、少なすぎるとスラグ形成能を十
分発揮することができない。

【００２４】バインダーは所望のガス発生剤組成物の成
型体を得るために必須成分であり、水及び溶媒等の存在
下で粘性を示し、組成物の燃焼挙動に大幅な悪影響を与
えないものであれば何れでも使用可能であり、カルボキ
シメチルセルロースの金属塩、ヒドロキシエチルセルロ
ース、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酢酸
酪酸セルロース、ニトロセルロース、澱粉等の多糖誘導
体が挙げられるが、製造上の安全性と取り扱い易さから
水溶性のバインダーが好ましい。カルボキシメチルセル
ロースの金属塩、特にナトリウム塩が最も好ましい例と
して挙げられる。

【００２５】バインダーの使用量は３〜12重量％の範囲
で使用でき、更に好ましくは４〜12重量％の範囲であ
る。量的には多い側でより成型体の破壊強度が強くなる
が、量が多いほど組成物中の炭素元素及び水素元素の数
が増大し、炭素元素の不完全燃焼生成物である微量ＣＯ
ガスの濃度が増大し、発生ガスの品質を低下させるため
好ましくない。特に12重量％を超える量では酸化剤の相
対的存在割合の増大を必要とし、ガス発生化合物の相対
的割合が低下し、実用できるインフレータシステムの成
立が困難となる。

【００２６】更に、カルボキシメチルセルロースのナト
リウム塩の副次的な効果として下記に述べる水を使用し
た成型体製造時に硝酸塩との金属交換反応によって生じ
る硝酸ナトリウムの分子オーダーのミクロな混合状態の
存在により酸化剤である硝酸塩、特に分解温度の高い硝
酸ストロンチウムの分解温度をより低温側に移行させ、
燃焼性を向上させる効果を有する。

【００２７】従って、本発明の実施に当って用いられる
好ましいガス発生剤組成物は、（ａ）約25〜60重量％、好ましくは30〜40重量％のニト
ログアニジン（ｂ）約40〜65重量％、好ましくは45〜65重量％の酸化
剤（ｃ）約１〜20重量％、好ましくは３〜７重量％のスラ
グ形成剤（ｄ）約３〜12重量％、好ましくは４〜12重量％のバイ
ンダーから成るガス発生剤組成物であり、特に好ましい組成物
としては、（ａ）約30〜40重量％のニトログアニジン（ｂ）約40〜65重量％の硝酸ストロンチウム（ｃ）約３〜７重量％の酸性白土及び（ｄ）約４〜12重量％のカルボキシメチルセルロースの
ナトリウム塩から成るガス発生剤組成物である。

【００２８】而して、本発明によれば、（ａ）約25〜60重量％のニトログアニジン（ｂ）約40〜65重量％の酸化剤（ｃ）約１〜20重量％のスラグ形成剤（ｄ）約３〜12重量％のバインダーから成る線燃焼速度が１〜12.5mm／秒の組成物を単孔円
筒状に成型してなるエアバッグ用ガス発生剤成型体が提
供される。

【００２９】含窒素有機化合物としてはジシアンジアミ
ドも好ましく使用される。ガス発生剤組成物中での含窒
素有機化合物の使用量は、用いられる含窒素化合物を構
成する元素の数及び分子量、酸化剤及びその他の添加剤
との組み合わせにより異なるが、酸化剤その他の添加剤
と組み合わせによる酸素バランスが零付近が最も好まし
いが、前記した微量ＣＯ及びＮＯ_xの発生濃度に応じて
酸素バランスを正側又は負側に調整することにより最適
な組成物成型体が得られる。例えば、ジシアンジアミド
を用いた場合、その量は８〜20重量％の範囲が好まし
い。

【００３０】本発明で用いられる酸素を含む酸化剤とし
ては、エアバッグ用ガス発生剤の分野で公知の酸化剤を
用いることができるが、基本的には残渣成分が液体又は
気体状態になり、冷却剤及びフィルター剤への熱的負荷
を掛けることを低減できるよう、高融点物質を生成する
性質を有する酸化剤を用いることが好ましい。

【００３１】例えば、硝酸カリウムは、一般的にガス発
生剤で使用される酸化剤であるが、燃焼時の主たる残渣
成分は酸化カリウムもしくは炭酸カリウムであり、酸化
カリウムは約 350℃で過酸化カリウムと金属カリウムに
分解し、更には過酸化カリウムは融点 763℃であり、ガ
ス発生器作動状態では液体又は気体状態となり、前記の
冷却剤及びフィルター剤への熱的負荷を考慮すると好ま
しくない。

【００３２】本発明で好ましく用いられる具体的な酸化
剤としては硝酸ストロンチウムが挙げられる。硝酸スト
ロンチウムの燃焼時の主たる残渣成分は融点2430℃の酸
化ストロンチウムであり、ガス発生器作動状態でもほと
んど固体状態である。

【００３３】本発明における酸化剤の使用量は含窒素有
機化合物を完全に燃焼するに十分な酸化剤量であれば特
に制限されず、線燃焼速度及び発熱量を制御するために
適宜変更できるが、ジシアンジアミドに対し酸化剤とし
て硝酸ストロンチウムを用いた場合、11.5〜55重量％で
あることが好ましい。

【００３４】本発明の好ましいガス発生剤組成物の一つ
としては、ジシアンジアミドを８乃至20重量％、硝酸ス
トロンチウムを11.5乃至55重量％、酸化銅を24.5乃至80
重量％、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩を
0.5乃至８重量％含有するものがあげられるが、本発明
はジシアンジアミドを８乃至20重量％、硝酸ストロンチ
ウムを11.5乃至55重量％、酸化銅を24.5乃至80重量％、
カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩を 0.5乃至
８重量％含有するガス発生剤組成物をも提供するもので
ある。

【００３５】一般に火薬組成物をバインダーを用いて特
定の厚みに成型するためには従来より知られる方法、例
えば打錠成型、押出成型等を適用することができるが、
本発明のようにエアバッグ用ガス発生剤として使用する
場合には、線燃焼速度の点から、比較的薄い成型体にす
ることが好ましく、かつ必要な強度を持たせるために
は、成型体を単孔円筒状に成型し、この成型を圧伸成型
法を適用して行うことが好ましい。

【００３６】本発明においては上記のガス発生剤組成物
を乾式混合した後、水を加え十分均一になるまでスラリ
ー混合し、金型を備えた圧伸成型機を用いて成型し、適
当な長さに裁断し、乾燥することにより、エアバッグシ
ステムへの適用が十分可能な性能のガス発生剤成型体が
得られた。

【００３７】圧伸成型の後に適当な長さに裁断すること
により、ガス発生剤を図１に示すような単孔円筒状に加
工できる。更に圧伸成型法では、金型を用いて外径を一
定に保ち内径を変化させることにより厚さを調整するこ
とが可能である。

【００３８】このような形状にすることにより、発熱が
抑えられかつ円筒の外面及び内面からの燃焼が可能であ
り、エアバッグに適用するに足る優れた線燃焼速度が得
られる。単孔円筒状成型体の外径（Ｒ）、内径（ｄ）及
び長さ（Ｌ）はガス発生器への応用が可能な範囲で適宜
設定できるが、実用性や燃焼速度を考慮すると、外径が
６mm以下、厚みＷ＝（Ｒ−ｄ）／２に対する長さの比
（Ｌ／Ｗ）が１以上であることが望ましい。従来このよ
うな形状を有する成型体は発射薬、推進薬の分野では知
られているが、エアバッグ用ガス発生剤に応用した例は
ない。本発明の成型体を用いた場合、線燃焼速度が小さ
い場合でも所望の燃焼時間内に燃焼し、且つスラグ形成
剤の併用により、除熱のための付加的な部品を必要とせ
ず、ガス発生器自体の小型化が可能である。

【００３９】本発明で使用される成型体を得る製造方法
の好ましい実施態様を次に説明する。先ず、原料の粒度
及び嵩密度に依存して、所望の最終ガス発生剤組成物量
の外割りで10〜30％までの水を用い混練操作により組成
物塊をつくる。混合の順序は特に指定がなく、製造上最
も安全が保たれる順序でよい。ついで、場合により過剰
の水分を除いた後、組成物塊を単孔円筒形状とする一定
形状の金型を通して通常40〜80kg／cm²、場合によって
130〜 140kg／cm²の加圧条件下で押出し単孔円筒状の
紐状体をつくる。更に、紐状体の表面が乾燥状態になる
前に裁断機により所望の長さに裁断後、乾燥することに
より所望の成型体を得ることができる。ガス発生剤組成
物の線燃焼速度は、窒素置換された容量１リットルの容
器中、70kgf／cm²の圧力下で燃焼させ、圧力センサー
により記録される容器内圧力変化を解析することにより
導かれる。

【００４０】成型体の形状は最終組成物の線燃焼速度に
よって決定されるが、線燃焼速度が10mm／秒前後及びそ
れ以下の組成物においては外径 1.5〜３mmφ、長さ 0.5
〜５mmの単孔円筒状成型体とすることが好ましい。特に
ニトログアニジン35重量％、硝酸ストロンチウム50重量
％、酸性白土５重量％、カルボキシメチルセルロースの
ナトリウム塩10重量％から成る組成物においては、外径
2.2 〜2.75mmφ、内径0.56〜0.80mmφ、長さ 2.5〜3.2m
m の単孔円筒状成型体とすることが好ましい。

【００４１】更に本発明は、Ａ．（ａ）約25〜60重量％の含窒素有機化合物（ｂ）約40〜65重量％の酸化剤（ｃ）約１〜20重量％のスラグ形成剤（ｄ）約３〜12重量％のバインダーから成る組成物をＢ．水又は溶媒を添加し、混練操作により組成物塊と
し、Ｃ．組成物塊を金型を通して加圧条件下で押出して単孔
円筒状とし、Ｄ．裁断し、乾燥したエアバッグ用ガス発生剤成型体を用いたインフレータシ
ステムをも提供するものである。

【００４２】本発明に基づくガス発生剤組成物をインフ
レータシステムとして使用する場合特に制限はないが、
ガス発生剤組成物の特徴が生かされるインフレータ構造
を有するものとの組合せが最適である。

【００４３】

【実施例】以下実施例及び比較例をあげて本発明を具体
的に説明するが、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。

【００４４】実施例１高比重ニトログアニジン（以下、ＮＱと略す）35部（以
下、部は重量部を示す）に組成物全体の量に対して15部
に相当する水を添加し混合捏和する。別に硝酸ストロン
チウム50部、酸性白土５部及びカルボキシメチルセルロ
ースのナトリウム塩10部を乾式で混合し、前記の湿混合
粉に添加後さらに捏和する。ついで捏和混合物を外径
2.5mmφ、内径0.80mmφの金型を通して圧力80kg／cm²
の加圧条件下で押出し単孔円筒状の紐状体をつくる。更
に、この紐状体を裁断機により2.12mmの長さに裁断し、
水分を十分に乾燥してガス発生剤成型体とした。このガ
ス発生剤成型体38ｇを用いた室温における60リットルの
タンク試験結果を以下に示した。尚、本ガス発生剤組成
物の線燃焼速度は 8.1mm／秒であった。タンク最大圧力
1.83kg／cm²、最大圧力到達時間55ミリ秒であった。ま
た、タンク内のミスト量は 700mg以下でタンク内は非常
にきれいで、微量のＣＯ及びＮＯ_x等のガス濃度は自動
車メーカーの要求値内であった。

【００４５】実施例２〜４及び比較例１〜３各成分の重量部又は成型体の形状を表１に示す如く変え
た以外は実施例１と同様にしてガス発生剤組成物成型体
を作った。

【００４６】

【表１】

【００４７】実施例１〜４及び比較例１〜３の各ガス発
生剤組成物の線燃焼速度と一定のガス発生量を発生する
に必要な組成物量を用いた時の総発熱量を表２に示し
た。

【００４８】

【表２】

【００４９】タンク試験の結果を表３に示した。

【００５０】

【表３】

【００５１】実施例５ジシアンジアミド12部、硝酸ストロンチウム53部、酸化
銅30部、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩５部
の各粉末を乾式でよく混合し、更に水12.5部を加えて十
分均一になるまでスラリー混合を行った。スラリー混合
後、外径1.6mmφ、内径0.56mmφの金型を備えた圧伸成
型機を用いて、成型圧力60乃至 70kgf／cm²、圧伸速度
薬 0.2cm／分で圧伸成型を行い、長さ約５mmに裁断し
た。裁断後、50℃、15時間以上の乾燥を行い、ガス発生
剤組成物（線燃焼速度 7.4mm／秒、総発熱量22.2Kcal)
とした。重量収率80％以上でガス発生剤組成物が得られ
た。このガス発生剤組成物54ｇを用いて所定のタンク試
験（特公昭５２−３６２０、特公昭６４−６１５６記載
の方法）を行った。タンク圧力1.22kg/cm²、最高圧力到
達時間50ｍ秒が得られ、金属製除熱剤及びフィルターの
損傷なく実用に供される所望の範囲の値を示した。

【００５２】実施例６ジシアンジアミド10部、硝酸ストロンチウム35部、酸化
銅50部、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩５部
に添加量を変え、組成物の重量を65ｇとした他は実施例
５と全く同様にしてガス発生剤組成物を製造し（線燃焼
速度 7.6mm／秒、総発熱量22.1Kcal) 、実施例５と同様
にしてタンク試験を行った。タンク圧力1.31kg/cm²、最
高圧力到達時間55ｍ秒が得られ、金属製除熱剤及びフィ
ルターの損傷なく実用に供される所望の範囲の値を示し
た。

【００５３】実施例７ジシアンジアミド13部、硝酸ストロンチウム32部、酸化
銅50部、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩５部
に添加量を変え、実施例５と同様にしてガス発生剤組成
物を製造し、外径1.15mmφ、内径0.34mmφ、長さ0.52mm
に成型した。線燃焼速度 6.1mm／秒、総発熱量22.2Kca
l) 。この成型体67ｇを用いて実施例５と同様にしてタ
ンク試験を行った。タンク圧力1.67kg／cm²、最高圧力
到達時間47ｍ秒が得られ、金型製除熱剤及びフィルター
の損傷なく性能調整可能幅のより広い結果が得られた。

【００５４】比較例４実施例５と全く同様の組成にてスラリー混合を行い、ス
ラリー混合後通常の打鍵成型機で径５mmφ、厚み１mmで
薄片ペレット状に成型したが、仕込み重量に対して薄片
ペレットの重量収率が20％以下で且つペレットは実用に
耐える強度を示さなかった。

【００５５】比較例５ジシアンジアミド23部、硝酸ストロンチウム57部、酸化
銅20部の各粉末を水10部を加えて十分均一に混合し、調
湿後通常の打鍵成型機で径５mmφ、厚み２mmで薄片ペレ
ット状に成型した（線燃焼速度24.0mm／秒、総発熱量2
8.6Kcal) 。組成物50ｇを用いて実施例５と同様にして
タンク試験を行ったが、フィルターの損傷が著しく所望
のタンク圧力を得ることができなかった。

【００５６】比較例６ジシアンジアミド19部、硝酸カリウム31部、酸化銅50部
とした以外は比較例２と全く同様にしてペレット状に成
型し（線燃焼速度9.1mm/秒、総発熱量25.3Kcal) 、成型
体60ｇを用いて実施例５と同様にしてタンク試験を行っ
た。燃焼完了時間が 100ｍ秒以上となり実用上の性能を
満たすことができなかった。

【００５７】実施例５〜７の各ガス発生剤組成物の線燃
焼速度と一定のガス発生量を発生するに必要な組成物量
を用いたときの総発熱量を表４に示した。

【００５８】

【表４】

【００５９】

【発明の効果】本発明によると従来安全性の面からは注
目されつつも線燃焼速度が小さく満足できる性能を出し
得なかったガス発生剤組成物において、低い発熱量及び
高い燃焼性能を示すガス発生剤成型体とすることが可能
であり、含窒素有機化合物及び酸化剤を含む新規なエア
バッグ用ガス発生剤組成物及びこれを用いた成型体が提
供される。本発明により、ガス発生器を小型化しエアバ
ッグシステムへ適用する道が開かれた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエアバッグ用ガス発生剤成型体の外
観を表し、Ｌは長さ、Ｒは外径を、ｄは内径を意味す
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松田直樹兵庫県姫路市余部区上余部500−３−343

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス発生剤組成物を単孔円筒状に成型し
てなり、該ガス発生剤組成物の 70kgf／cm²の圧力下に
おける線燃焼速度ｒ（mm／秒）と、成型体の厚みＷ（m
m）との関係が 0.005≦Ｗ／(2・r)≦0.1 で表される範
囲にあるエアバッグ用ガス発生剤成型体。
【請求項２】 70kgf／cm²の圧力下における線燃焼速
度が１乃至12.5mm／秒の範囲にあるガス発生剤組成物
を、単孔円筒状に成型してなる請求項１記載のエアバッ
グ用ガス発生剤成型体。
【請求項３】 70kgf／cm²の圧力下における線燃焼速
度が５乃至12.5mm／秒の範囲にある請求項１又は２記載
のエアバッグ用ガス発生剤成型体。
【請求項４】単孔円筒状成型体の外径が６mm以下、厚
みに対する長さの比が１以上である請求項１乃至３の何
れか１項記載のエアバッグ用ガス発生剤成型体。
【請求項５】単孔円筒状成型体の外径が 1.5〜３mm、
長さが 0.5〜５mmである請求項１乃至４の何れか１項記
載のエアバッグ用ガス発生剤成型体。
【請求項６】ガス発生剤組成物が含窒素有機化合物及
び酸化剤にバインダーと、必要に応じスラグ形成剤を添
加してなる請求項１乃至５の何れか１項記載のエアバッ
グ用ガス発生剤成型体。
【請求項７】ガス発生剤組成物が、（ａ）含窒素有機
化合物25〜60重量％、（ｂ）酸化剤40〜65重量％、
（ｃ）スラグ形成剤１〜20重量％、（ｄ）バインダー３
〜12重量％から成るものである請求項６記載のエアバッ
グ用ガス発生剤成型体。
【請求項８】含窒素有機化合物がニトログアニジン、
酸化剤が硝酸ストロンチウムであり、バインダーがカル
ボキシメチルセルロースナトリウム塩、スラグ形成剤が
酸性白土である請求項６記載のエアバッグ用ガス発生剤
成型体。
【請求項９】ガス発生剤組成物が、（ａ）ニトログア
ニジン25〜60重量％、（ｂ）硝酸ストロンチウム40〜65
重量％、（ｃ）酸性白土１〜20重量％、（ｄ）カルボキ
シメチルセルロースナトリウム塩３〜12重量％から成る
ものである請求項８記載のエアバッグ用ガス発生剤成型
体。
【請求項１０】含窒素有機化合物がジシアンジアミド
であり、酸化剤が硝酸ストロンチウム及び酸化銅であ
り、バインダーがカルボキシメチルセルロースナトリウ
ム塩である請求項６記載のエアバッグ用ガス発生剤成型
体。
【請求項１１】ジシアンジアミドを８乃至20重量％、
硝酸ストロンチウムを11.5乃至55重量％、酸化銅を24.5
乃至80重量％、カルボキシメチルセルロースナトリウム
塩を 0.5乃至８重量％含有させる請求項１０記載のエア
バッグ用ガス発生剤成型体。
【請求項１２】含窒素有機化合物及び酸化剤にバイン
ダーと、必要に応じスラグ形成剤を添加してなり、 70k
gf／cm²の圧力下における線燃焼速度が１乃至12.5mm／
秒の範囲にあるガス発生剤組成物を、単孔円筒状に圧伸
成型することを特徴とするエアバッグ用ガス発生剤成型
体の製造方法。
【請求項１３】含窒素有機化合物がニトログアニジ
ン、酸化剤が硝酸ストロンチウムであり、バインダーが
カルボキシメチルセルロースナトリウム塩、スラグ形成
剤が酸性白土である請求項１２記載のエアバッグ用ガス
発生剤成型体の製造方法。
【請求項１４】ガス発生剤組成物が、（ａ）ニトログ
アニジン25〜60重量％、（ｂ）硝酸ストロンチウム40〜
65重量％、（ｃ）酸性白土１〜20重量％、（ｄ）カルボ
キシメチルセルロースナトリウム塩３〜12重量％であ
る、請求項１３記載のエアバッグ用ガス発生剤成型体の
製造方法。
【請求項１５】含窒素有機化合物がジシアンジアミド
であり、酸化剤が硝酸ストロンチウム及び酸化銅であ
り、バインダーがカルボキシメチルセルロースナトリウ
ム塩である請求項１２記載のエアバッグ用ガス発生剤成
型体の製造方法。
【請求項１６】ジシアンジアミドを８乃至20重量％、
硝酸ストロンチウムを11.5乃至55重量％、酸化銅を24.5
乃至80重量％、カルボキシメチルセルロースナトリウム
塩を 0.5〜８重量％含有させる請求項１５記載のエアバ
ッグ用ガス発生剤成型体の製造方法。
【請求項１７】外径が６mm以下、厚みに対する長さの
比が１以上である単孔円筒状に圧伸成型する請求項１２
〜１６の何れか１項記載のエアバッグ用ガス発生剤成型
体の製造方法。
【請求項１８】外径 1.5〜３mm、長さ 0.5〜５mmの単
孔円筒状に圧伸成型する請求項１２〜１６の何れか１項
記載のエアバッグ用ガス発生剤成型体の製造方法。
【請求項１９】Ａ．（ａ）約25〜60重量％の含窒素有機
化合物（ｂ）約40〜65重量％の酸化剤（ｃ）約１〜20重量％のスラグ形成剤（ｄ）約３〜12重量％のバインダーからなる組成物をＢ．水又は溶媒を添加し、混練操作により組成物塊と
し、Ｃ．組成物塊を金型を通して加圧条件下で押出して単孔
円筒状とし、Ｄ．裁断し、乾燥させるエアバッグ用ガス発生剤成型体の製造方法。
【請求項２０】Ａ．（ａ）約25〜60重量％の含窒素有機
化合物（ｂ）約40〜65重量％の酸化剤（ｃ）約１〜20重量％のスラグ形成剤（ｄ）約３〜12重量％の水溶性バインダーからなる組成物をＢ．水を添加し、混練操作により組成物塊とし、Ｃ．組成物塊を金型を通して加圧条件下で押出して単孔
円筒状とし、Ｄ．裁断し、乾燥させるエアバッグ用ガス発生剤成型体の製造方法。
【請求項２１】（ａ）約25〜60重量％のニトログアニジ
ン（ｂ）約40〜65重量％の酸化剤（ｃ）約１〜20重量％のスラグ形成剤（ｄ）約３〜12重量％のバインダーから成るエアバッグ用ガス発生剤組成物。
【請求項２２】酸化剤がアルカリ金属又はアルカリ土
類金属から選ばれたカチオンを含む硝酸塩の少なくとも
１種から選ばれた酸化剤であり、スラグ形成剤がアルミ
ノケイ酸塩を主成分とする天然に産する粘土並びに人工
的粘土及びタルクの少なくとも１種から選ばれたスラグ
形成剤であり、バインダーがカルボキシメチルセルロー
スの金属塩、ヒドロキシエチルセルロース、酢酸セルロ
ース、プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、
ニトロセルロース、澱粉等の多糖誘導体である請求項２
１記載のエアバッグ用ガス発生剤組成物。
【請求項２３】（ａ）約30〜40重量％のニトログアニジ
ン（ｂ）約40〜65重量％の硝酸ストロンチウム（ｃ）約３〜７重量％の酸性白土及び（ｄ）約４〜12重量％のカルボキシメチルセルロースの
ナトリウム塩から成る請求項２２記載のエアバッグ用ガス発生剤組成
物。
【請求項２４】（ａ）35重量％のニトログアニジン（ｂ）50重量％の硝酸ストロンチウム（ｃ）５重量％の酸性白土及び（ｄ）10重量％のカルボキシメチルセルロースのナトリ
ウム塩から成る請求項２３記載のエアバッグ用ガス発生剤組成
物。
【請求項２５】ジシアンジアミドを８乃至20重量％、
硝酸ストロンチウムを11.5乃至55重量％、酸化銅を24.5
乃至80重量％、カルボキシメチルセルロースナトリウム
塩を 0.5乃至８重量％含有するエアバッグ用ガス発生剤
組成物。
【請求項２６】Ａ．（ａ）約25〜60重量％の含窒素有機
化合物（ｂ）約40〜65重量％の酸化剤（ｃ）約１〜20重量％のスラグ形成剤（ｄ）約３〜12重量％のバインダーから成る組成物をＢ．水又は溶媒を添加し、混練操作により組成物塊と
し、Ｃ．組成物塊を金型を通して加圧条件下で押出して単孔
円筒状とし、Ｄ．裁断し、乾燥してなるエアバッグ用ガス発生剤成型体。
【請求項２７】Ａ．（ａ）約25〜60重量％の含窒素有機
化合物（ｂ）約40〜65重量％の酸化剤（ｃ）約１〜20重量％のスラグ形成剤（ｄ）約３〜12重量％の水溶性バインダーから成る組成物をＢ．水を添加し、混練操作により組成物塊とし、Ｃ．組成物塊を金型を通して加圧条件下で押出して単孔
円筒状とし、Ｄ．裁断し、乾燥してなるエアバッグ用ガス発生剤成型体。
【請求項２８】（ａ）約25〜60重量％のニトログアニジ
ン（ｂ）約40〜65重量％の硝酸ストロンチウム（ｃ）約１〜20重量％の酸性白土及び（ｄ）約３〜12重量％のカルボキシメチルセルロースの
ナトリウム塩から成る組成物を、外径 1.5〜３mmφ、長さ 0.5〜５mm
の単孔円筒状とした請求項２６又は２７記載のエアバッ
グ用ガス発生剤成型体。
【請求項２９】ガス発生剤として請求項１〜９，１
０，１１，２６，２７，２８の何れか１項記載の単孔円
筒状エアバッグ用ガス発生剤成型体を用いたインフレー
タシステム。
【請求項３０】ガス発生剤として請求項２１〜２４，
２５の何れか１項記載のエアバッグ用ガス発生剤組成物
を用いたインフレータシステム。