JPS646157B2 - - Google Patents
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- JPS646157B2 JPS646157B2 JP56203309A JP20330981A JPS646157B2 JP S646157 B2 JPS646157 B2 JP S646157B2 JP 56203309 A JP56203309 A JP 56203309A JP 20330981 A JP20330981 A JP 20330981A JP S646157 B2 JPS646157 B2 JP S646157B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
- C01B21/02—Preparation of nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06D—MEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
- C06D5/00—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets
- C06D5/06—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets by reaction of two or more solids
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、固体のガス発生剤、特に実質上純粋
な窒素ガスを発生させるのに好適なガス発生剤に
関するものであり、更に詳細には、燃焼の際、シ
アン化水素、窒素酸化物、一酸化炭素のような毒
性化合物を生成しないことを特徴とする非アジド
系ガス発生剤組成物に関するものである。
な窒素ガスを発生させるのに好適なガス発生剤に
関するものであり、更に詳細には、燃焼の際、シ
アン化水素、窒素酸化物、一酸化炭素のような毒
性化合物を生成しないことを特徴とする非アジド
系ガス発生剤組成物に関するものである。
飛行機や自動車の安全クラツシユバツグ（エア
バツグとも呼ばれる）の膨張などをはじめとする
多数の目的を達成するための窒素ガスの発生方法
に多大の関心が寄せられている。
バツグとも呼ばれる）の膨張などをはじめとする
多数の目的を達成するための窒素ガスの発生方法
に多大の関心が寄せられている。
クラツシユバツグシステムの詳細については巾
広い検討がなされている。それは、ガスを迅速か
つ確実に発生させクラツシユバツグをふくらませ
る花火装置を選択する理由が巾広く検討されてい
るのと同じである。クラツシユバツグの操作が窮
屈な感じを与えることもよく知られている。クラ
ツシユバツグシステムは絶対に無毒性のガスを供
給してバツグをふくらませるものでなければなら
ない。その理由は、クラツシユバツグシステムが
一般にその収縮の際、客室内にガスを排出するも
のであること、および実際に衝突が起きた場合に
はクラツシユバツグの破裂する可能性が極めて高
いということである。さらにこのガスは、車内に
居る者が耐えられるような温度でクラツシユバツ
グをふくらませることができるものでなければな
らない。その最大膨張の到達時間は20〜100ミリ
秒であると決定されている。この装置は使用する
まで安全に取扱いができ、貯蔵できるものでなけ
ればならない。また、大量生産ができるものであ
り、その生産の際または自動車の寿命期間を通し
て、不当な危害を与えるようなものであつてはな
らない。この装置は、これを塔載した自動車の寿
命期間、一般に10年以上確実に作動するものでな
ければならない。
広い検討がなされている。それは、ガスを迅速か
つ確実に発生させクラツシユバツグをふくらませ
る花火装置を選択する理由が巾広く検討されてい
るのと同じである。クラツシユバツグの操作が窮
屈な感じを与えることもよく知られている。クラ
ツシユバツグシステムは絶対に無毒性のガスを供
給してバツグをふくらませるものでなければなら
ない。その理由は、クラツシユバツグシステムが
一般にその収縮の際、客室内にガスを排出するも
のであること、および実際に衝突が起きた場合に
はクラツシユバツグの破裂する可能性が極めて高
いということである。さらにこのガスは、車内に
居る者が耐えられるような温度でクラツシユバツ
グをふくらませることができるものでなければな
らない。その最大膨張の到達時間は20〜100ミリ
秒であると決定されている。この装置は使用する
まで安全に取扱いができ、貯蔵できるものでなけ
ればならない。また、大量生産ができるものであ
り、その生産の際または自動車の寿命期間を通し
て、不当な危害を与えるようなものであつてはな
らない。この装置は、これを塔載した自動車の寿
命期間、一般に10年以上確実に作動するものでな
ければならない。
低温の無毒性膨張ガスを迅速に発生し、長期に
亘つて作動性を保持するという目的は、選択され
たガス発生剤およびそれが初めに混合される物理
的形状に大いに依存している。
亘つて作動性を保持するという目的は、選択され
たガス発生剤およびそれが初めに混合される物理
的形状に大いに依存している。
適当な噴射剤を使用する場合には、その噴射剤
の特性を考慮して、完全に不活性な抑制系を使用
すれば、実際に成功する可能性は一層高いであろ
う。
の特性を考慮して、完全に不活性な抑制系を使用
すれば、実際に成功する可能性は一層高いであろ
う。
あらゆる観点から明らかなことであるが、膨張
したクラツシユバツグ内の大気組成は、その外側
にある空気の組成に相当することが最も好まし
い。しかしながらこれを達成することは現実的で
ないことがわかつている。次善の解決方法は、生
理学的に不活性なガス、あるいは少なくとも無毒
性のガスで膨張させることである。これらのガス
のうち最も実用的なガスは窒素であることがわか
つている。
したクラツシユバツグ内の大気組成は、その外側
にある空気の組成に相当することが最も好まし
い。しかしながらこれを達成することは現実的で
ないことがわかつている。次善の解決方法は、生
理学的に不活性なガス、あるいは少なくとも無毒
性のガスで膨張させることである。これらのガス
のうち最も実用的なガスは窒素であることがわか
つている。
持続燃焼可能な従来の窒素発生用固体ガス発生
剤のうち最も満足すべきものは、アジ化水素酸の
アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩およびアル
ミニウム塩、特にアジ化ナトリウムの分解に基づ
くものである。このようなアルカリ金属アジド、
金属酸化物、メタロイド酸化物、二硫化モリブデ
ン、および任意に硫黄を含む混合物を圧縮してペ
レツトにした窒素ガス発生剤は、George F.
KirchoffとFred E.Schneiterの米国特許第
4203787号（1980年５月20日発行）に記載されて
いる。
剤のうち最も満足すべきものは、アジ化水素酸の
アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩およびアル
ミニウム塩、特にアジ化ナトリウムの分解に基づ
くものである。このようなアルカリ金属アジド、
金属酸化物、メタロイド酸化物、二硫化モリブデ
ン、および任意に硫黄を含む混合物を圧縮してペ
レツトにした窒素ガス発生剤は、George F.
KirchoffとFred E.Schneiterの米国特許第
4203787号（1980年５月20日発行）に記載されて
いる。
しかしながらこれらのアジドを、特にエアバツ
グシステム用の膨張ガスを発生させるのに使用す
る場合には不都合な点がいくつかある。
グシステム用の膨張ガスを発生させるのに使用す
る場合には不都合な点がいくつかある。
アジ化ナトリウムはＢ級爆薬であり、極めて毒
性の高い物質である。アジ化ナトリウムは容易に
加水分解されてアジ化水素酸を形成する。このア
ジ化水素酸は、毒性が高くかつ極めて爆発し易い
ガスであるばかりでなく、銅や鉛のような重金属
と容易に反応して、不用意に発火したり爆発した
りする極めて不安定な固体を形成する。このよう
なアジド化合物からつくられる物質やガス発生剤
を安全に取扱うには、その製造、貯蔵および最終
的廃棄の際に特別な取扱いをすることが必要であ
る。
性の高い物質である。アジ化ナトリウムは容易に
加水分解されてアジ化水素酸を形成する。このア
ジ化水素酸は、毒性が高くかつ極めて爆発し易い
ガスであるばかりでなく、銅や鉛のような重金属
と容易に反応して、不用意に発火したり爆発した
りする極めて不安定な固体を形成する。このよう
なアジド化合物からつくられる物質やガス発生剤
を安全に取扱うには、その製造、貯蔵および最終
的廃棄の際に特別な取扱いをすることが必要であ
る。
これまでに、たとえば、米国特許第3004959号、
3055911号、3171249号、3719604号、3873477号に
記載されているように、非アジド系の窒素ガス発
生剤について多数のアプローチがなされている。
これまでに報告されている窒素ガス発生剤のうち
多くのものが、各種のヒドロキサム酸とヒドロキ
シルアミン誘導体から誘導されるような窒素含有
化合物を主成分とするものであり、その他のもの
は種々の重合体バインダー、炭化水素および炭水
化物から成り、これらは酸化されて非腐食性ガス
（しばしば“無毒性”ガスとも呼ばれる）を生成
する。これらの組成物から得られるガス生成物
は、クラツシユバツグ用として使用するには許容
できない高水準の二酸化炭素、一酸化炭素および
水を含んでおり、短時間ではあつても車内に居る
人がこのガス発生剤から発生した高濃度のガスを
吸入するおそれがある。これらの組成物は、燃焼
生成物が毒性ガスおよび一酸化炭素、二酸化炭素
などのその他のガスについての工業的標準を満足
させるという要求を満足させるものではない。
3055911号、3171249号、3719604号、3873477号に
記載されているように、非アジド系の窒素ガス発
生剤について多数のアプローチがなされている。
これまでに報告されている窒素ガス発生剤のうち
多くのものが、各種のヒドロキサム酸とヒドロキ
シルアミン誘導体から誘導されるような窒素含有
化合物を主成分とするものであり、その他のもの
は種々の重合体バインダー、炭化水素および炭水
化物から成り、これらは酸化されて非腐食性ガス
（しばしば“無毒性”ガスとも呼ばれる）を生成
する。これらの組成物から得られるガス生成物
は、クラツシユバツグ用として使用するには許容
できない高水準の二酸化炭素、一酸化炭素および
水を含んでおり、短時間ではあつても車内に居る
人がこのガス発生剤から発生した高濃度のガスを
吸入するおそれがある。これらの組成物は、燃焼
生成物が毒性ガスおよび一酸化炭素、二酸化炭素
などのその他のガスについての工業的標準を満足
させるという要求を満足させるものではない。
非アジド系の窒素ガス発生剤に対するその他の
アプローチは、分子中に水素を含んでいるアミノ
テトラゾール、アミノテトラゾールの金属塩、あ
るいはその他のテトラゾール塩のようなテトラゾ
ール化合物を、過塩素酸カリウムのような酸素を
含んでいる酸化剤とともに使用するものである。
これらの混合物が燃焼すると、シアン化水素、窒
素酸化物、一酸化炭素などの種々の毒性化合物が
生成し易い。このため、生成する燃焼生成物の点
で上記要求を満足させるものではない。
アプローチは、分子中に水素を含んでいるアミノ
テトラゾール、アミノテトラゾールの金属塩、あ
るいはその他のテトラゾール塩のようなテトラゾ
ール化合物を、過塩素酸カリウムのような酸素を
含んでいる酸化剤とともに使用するものである。
これらの混合物が燃焼すると、シアン化水素、窒
素酸化物、一酸化炭素などの種々の毒性化合物が
生成し易い。このため、生成する燃焼生成物の点
で上記要求を満足させるものではない。
本発明の目的は、分子中に水素を有していない
高窒素テトラゾール化合物、たとえば５，5′−ビ
テトラゾールのジアルカリ金属塩またはモノアル
カリ土類金属塩と、分子中に酸素を含んでいない
酸化剤、たとえば硫黄、二硫化モリブデン、三塩
化クロムなどを用いて、非アジド系の窒素ガス発
生剤において毒性物質の生成を抑制することであ
る。
高窒素テトラゾール化合物、たとえば５，5′−ビ
テトラゾールのジアルカリ金属塩またはモノアル
カリ土類金属塩と、分子中に酸素を含んでいない
酸化剤、たとえば硫黄、二硫化モリブデン、三塩
化クロムなどを用いて、非アジド系の窒素ガス発
生剤において毒性物質の生成を抑制することであ
る。
上記の如き水素を含まない高窒素含有物と酸素
を含まない酸化剤とを有する組成物を使用するこ
とは特に好都合である。仮にこの組成物中に水素
が含まれていると、燃焼により水が生成し、この
水と、たとえば硫黄との反応により、高度の毒性
ガスである硫化水素（H2S）が生成し、これがク
ラツシユバツグ中に30ppm以上の濃度で存在する
と、クラツシユバツグ用としては許容されないと
考えられていることに留意する必要がある。H2S
濃度が30ppm未満の場合には毒性がないと考えら
れ、クラツシユバツグ用として許容される。
を含まない酸化剤とを有する組成物を使用するこ
とは特に好都合である。仮にこの組成物中に水素
が含まれていると、燃焼により水が生成し、この
水と、たとえば硫黄との反応により、高度の毒性
ガスである硫化水素（H2S）が生成し、これがク
ラツシユバツグ中に30ppm以上の濃度で存在する
と、クラツシユバツグ用としては許容されないと
考えられていることに留意する必要がある。H2S
濃度が30ppm未満の場合には毒性がないと考えら
れ、クラツシユバツグ用として許容される。
この組成物は、摩擦や衝撃による偶発的な発火
を起こしにくいという利点も有している。このガ
ス発生剤組成物およびその燃焼生成物はそれほど
毒性が高くないので、このガス発生剤組成物を含
んでいる発生器ユニツトの製造、貯蔵、あるいは
廃棄の際に、毒性や汚染の問題を最小限とするた
めの特別の取扱いを必要とすることはない。この
組成物の燃焼生成物は主として、窒素ガスと無毒
性固体分解生成物である。
を起こしにくいという利点も有している。このガ
ス発生剤組成物およびその燃焼生成物はそれほど
毒性が高くないので、このガス発生剤組成物を含
んでいる発生器ユニツトの製造、貯蔵、あるいは
廃棄の際に、毒性や汚染の問題を最小限とするた
めの特別の取扱いを必要とすることはない。この
組成物の燃焼生成物は主として、窒素ガスと無毒
性固体分解生成物である。
本発明は特に、水素を含まない５，5′−ビテト
ラゾールの金属塩と、酸素を含まない酸化剤との
混合物をつくり、これを処理してエアバツグをふ
くらませるための無毒性ガスを製造する方法に関
するものである。このような混合物の例を以下に
示す。
ラゾールの金属塩と、酸素を含まない酸化剤との
混合物をつくり、これを処理してエアバツグをふ
くらませるための無毒性ガスを製造する方法に関
するものである。このような混合物の例を以下に
示す。
本発明は、ガス発生器室内で141Kg／cm2
（2000psia）以下の圧力を有する、実質上純粋か
つ実質上粒子を含まない窒素ガスを発生させる方
法を提供するものである。ガスの発生は上記概念
にしたがつて室温で開始される。すなわち、 (a) 水素を含まない５，5′−ビテトラゾールの金
属塩60〜90重量％と、酸素を含まない酸化剤10
〜40重量％との混合物から成る窒素ガス発生剤
組成物を、ホウ素５〜25重量％と硝酸カリウム
75〜95重量％とから成る発火燃焼混合物の高温
燃焼生成物で処理し、その際、前記高温燃焼生
成物の量を十分にして前記酸化剤によつて前記
５，5′−ビテトラゾールの塩の酸化が誘発され
持続されるようにし、 (b) 前記窒素ガス発生剤組成物の燃焼生成物を、
冷却手段、過手段およびPH調節手段を通過せ
しめること を特徴とする。
（2000psia）以下の圧力を有する、実質上純粋か
つ実質上粒子を含まない窒素ガスを発生させる方
法を提供するものである。ガスの発生は上記概念
にしたがつて室温で開始される。すなわち、 (a) 水素を含まない５，5′−ビテトラゾールの金
属塩60〜90重量％と、酸素を含まない酸化剤10
〜40重量％との混合物から成る窒素ガス発生剤
組成物を、ホウ素５〜25重量％と硝酸カリウム
75〜95重量％とから成る発火燃焼混合物の高温
燃焼生成物で処理し、その際、前記高温燃焼生
成物の量を十分にして前記酸化剤によつて前記
５，5′−ビテトラゾールの塩の酸化が誘発され
持続されるようにし、 (b) 前記窒素ガス発生剤組成物の燃焼生成物を、
冷却手段、過手段およびPH調節手段を通過せ
しめること を特徴とする。
ここに記載されている本発明の上記概念に従つ
て本発明の窒素ガス発生剤組成物を製造し、使用
する方法について、以下にその特定の実施例、す
なわち、酸素を含まない酸化剤によつて酸化され
るような、水素を含まない５，5′−ビテトラゾー
ルの金属塩から成る窒素ガス発生剤組成物を参照
して説明する。
て本発明の窒素ガス発生剤組成物を製造し、使用
する方法について、以下にその特定の実施例、す
なわち、酸素を含まない酸化剤によつて酸化され
るような、水素を含まない５，5′−ビテトラゾー
ルの金属塩から成る窒素ガス発生剤組成物を参照
して説明する。
本発明のガス発生剤組成物を調製するには、
５，5′−ビテトラゾールの金属塩と酸化剤（これ
らはいずれも市販されている）とを標準的な方法
により、粉末状で乾燥ブレンドすればよい。この
ブレンドした粉末は、迅速で、制御された、反復
可能な、かつ長期間に亘つて信頼性の高い性能が
要求されるような用途に使用される場合には所望
により、一般的な方法で圧縮して、錠剤、粒剤あ
るいはペレツトとしてもよい。ガス発生剤組成物
の成分および組成物そのものは毒性がそれほど高
くないので、組成物の製造あるいはそのペレツト
化の際に、毒性を最小限とするための特別の取扱
は必要とされない。
５，5′−ビテトラゾールの金属塩と酸化剤（これ
らはいずれも市販されている）とを標準的な方法
により、粉末状で乾燥ブレンドすればよい。この
ブレンドした粉末は、迅速で、制御された、反復
可能な、かつ長期間に亘つて信頼性の高い性能が
要求されるような用途に使用される場合には所望
により、一般的な方法で圧縮して、錠剤、粒剤あ
るいはペレツトとしてもよい。ガス発生剤組成物
の成分および組成物そのものは毒性がそれほど高
くないので、組成物の製造あるいはそのペレツト
化の際に、毒性を最小限とするための特別の取扱
は必要とされない。
次に、本発明の、水素を含まない５，5′−ビテ
トラゾールの金属塩と、酸素を含まない酸化剤と
の混合物の例を示す。
トラゾールの金属塩と、酸素を含まない酸化剤と
の混合物の例を示す。
(a) ビテトラゾール二ナトリウム／硫黄
Na2C2N8＋Ｓ△
→3N2＋NaCN＋NaSCN
窒素の理論収率：39％
(b) ビテトラゾール二ナトリウム／三塩化クロム
Na2C2N8＋２／3CrCl3△
→２／3Cr＋2NaCl＋2C＋4N2
窒素の理論収率：39％
(c) ビテトラゾール二ナトリウム／二硫化モリブ
デン 2Na2C2N8＋MoS2△ →2Na2S＋4C＋Mo＋8N2 窒素の理論収率：42.7％ (d) ビテトラゾール二カリウム／硫黄 K2C2N8＋Ｓ△ →3N2＋KCN＋KSCN 窒素の理論収率：33％ (e) ビテトラゾール二カリウム／三塩化クロム K2C2N8＋２／3CrCl3△ →２／3Cr＋2KCl＋2C＋4N2 窒素の理論収率：35％ (f) ビテトラゾールカルシウム／三弗化鉄 CaC2N8＋２／3FeF3△ →２／3Fe＋CaF2＋2C＋4N2 窒素の理論収率：44.6％ 当業者に明らかなように、例(a)〜(f)の組成物が
燃焼すると大量の窒素ガスが発生するが、理論的
に毒性の分解ガスは発生しない。酸化剤として硫
黄（Ｓ）を使用している例(a)と(d)は固体の分解生
成物NaCNおよびNaSCNをそれぞれ生成する
が、これらは過装置により実質上すべて除去さ
れるので生成したクラツシユバツグ膨張ガスに影
響を与えることはない。酸化剤として二硫化モリ
ブデンを使用している例(c)は固体分解生成物とし
てNa2Sを生成するが、Na2Sは、アジ化ナトリウ
ム／二硫化モリブデンガス発生剤用に開発された
最新式中和剤系を用いて二硫化鉄に容易に中和さ
れ得る。このことはたとえばGary Adamsと
Fred Schneiterの米国特許出願第088992号
（1979月10月29日出願）に記載されている。三塩
化クロムを用いる例では、分解生成物はすべてガ
スまたは固体であり、無毒性の窒素、塩化ナトリ
ウム、炭素、および金属クロムが生成する。
デン 2Na2C2N8＋MoS2△ →2Na2S＋4C＋Mo＋8N2 窒素の理論収率：42.7％ (d) ビテトラゾール二カリウム／硫黄 K2C2N8＋Ｓ△ →3N2＋KCN＋KSCN 窒素の理論収率：33％ (e) ビテトラゾール二カリウム／三塩化クロム K2C2N8＋２／3CrCl3△ →２／3Cr＋2KCl＋2C＋4N2 窒素の理論収率：35％ (f) ビテトラゾールカルシウム／三弗化鉄 CaC2N8＋２／3FeF3△ →２／3Fe＋CaF2＋2C＋4N2 窒素の理論収率：44.6％ 当業者に明らかなように、例(a)〜(f)の組成物が
燃焼すると大量の窒素ガスが発生するが、理論的
に毒性の分解ガスは発生しない。酸化剤として硫
黄（Ｓ）を使用している例(a)と(d)は固体の分解生
成物NaCNおよびNaSCNをそれぞれ生成する
が、これらは過装置により実質上すべて除去さ
れるので生成したクラツシユバツグ膨張ガスに影
響を与えることはない。酸化剤として二硫化モリ
ブデンを使用している例(c)は固体分解生成物とし
てNa2Sを生成するが、Na2Sは、アジ化ナトリウ
ム／二硫化モリブデンガス発生剤用に開発された
最新式中和剤系を用いて二硫化鉄に容易に中和さ
れ得る。このことはたとえばGary Adamsと
Fred Schneiterの米国特許出願第088992号
（1979月10月29日出願）に記載されている。三塩
化クロムを用いる例では、分解生成物はすべてガ
スまたは固体であり、無毒性の窒素、塩化ナトリ
ウム、炭素、および金属クロムが生成する。
発生剤組成物成分の粒子サイズは特に制限され
ないが、市販の粉末あるいは小さな結晶程度のサ
イズが適当である。急速な燃焼速度が必要とされ
る場合には、この粒子サイズをもう少しきちんと
コントロールしなければならない。ガス発生剤組
成物ペレツトを製造するには１ミクロン以下の粒
子サイズのものが使用される。所望範囲内の燃焼
速度を有する本発明の組成物を得るには0.7〜
0.9μの粒子サイズのものが特に好ましい。
ないが、市販の粉末あるいは小さな結晶程度のサ
イズが適当である。急速な燃焼速度が必要とされ
る場合には、この粒子サイズをもう少しきちんと
コントロールしなければならない。ガス発生剤組
成物ペレツトを製造するには１ミクロン以下の粒
子サイズのものが使用される。所望範囲内の燃焼
速度を有する本発明の組成物を得るには0.7〜
0.9μの粒子サイズのものが特に好ましい。
本発明組成物は、初期の組成物より200℃ほど
低い従来の組成物より低温燃焼するので、この燃
焼プロセスを確実に開始するには高温の開始剤が
必要であることは、当業者の認めるところであろ
う。当業者なら多数の同等な開始剤を思いつくで
あろうが、このような等価物を使用することは明
細書および特許請求の範囲の本発明のプロセスに
包含されるものである。特に使い易く好ましい開
始剤組成物は、ホウ素５〜25重量％、好ましくは
約10重量％と、硝酸カリウム75〜95重量％、好ま
しくは約85重量％との混合物にアジ化鉛３〜10重
量％、好ましくは約５重量％を加えて成る組成物
である。この開始剤組成物の発火は、電気回路の
所望の安全装置をはじめとする標準的な電気的手
段によつて行われる。これらの電気的手段の例と
しては、強力な高周波や電圧源による好ましくな
い開始が起こらないような火花ギヤツプおよび／
またはフエライト抵抗があり、装置設計者が任意
に選択すればよい。
低い従来の組成物より低温燃焼するので、この燃
焼プロセスを確実に開始するには高温の開始剤が
必要であることは、当業者の認めるところであろ
う。当業者なら多数の同等な開始剤を思いつくで
あろうが、このような等価物を使用することは明
細書および特許請求の範囲の本発明のプロセスに
包含されるものである。特に使い易く好ましい開
始剤組成物は、ホウ素５〜25重量％、好ましくは
約10重量％と、硝酸カリウム75〜95重量％、好ま
しくは約85重量％との混合物にアジ化鉛３〜10重
量％、好ましくは約５重量％を加えて成る組成物
である。この開始剤組成物の発火は、電気回路の
所望の安全装置をはじめとする標準的な電気的手
段によつて行われる。これらの電気的手段の例と
しては、強力な高周波や電圧源による好ましくな
い開始が起こらないような火花ギヤツプおよび／
またはフエライト抵抗があり、装置設計者が任意
に選択すればよい。
本発明のガス発生剤組成物は、従来の一般的な
ガス発生器において装入物として使用することが
できるが、前記Gary AdamsとFred Schneiter
の特許出願記載の特殊なガス発生器構造物におい
て使用するのが最も好ましい。
ガス発生器において装入物として使用することが
できるが、前記Gary AdamsとFred Schneiter
の特許出願記載の特殊なガス発生器構造物におい
て使用するのが最も好ましい。
このガス発生器は、適当な反応室の中心に開始
剤を備えた同心形状を有し、反応室は適当にペレ
ツト化したガス発生剤組成物に囲まれ、さらにワ
イヤスクリーン、特に選別されたガラス繊維織
布、および同心拡散室に放射状に配置された出口
ポートを被つている第２ワイヤスクリーン層によ
つて囲まれ、第２フイルターとしてのアルミニウ
ムシリケート繊維マツトを保持しているワイヤス
クリーンによつて過される拡散室の放射状に配
置された出口ポートにより、この装置のすぐれた
特徴が完全に利用されるようになつている。
剤を備えた同心形状を有し、反応室は適当にペレ
ツト化したガス発生剤組成物に囲まれ、さらにワ
イヤスクリーン、特に選別されたガラス繊維織
布、および同心拡散室に放射状に配置された出口
ポートを被つている第２ワイヤスクリーン層によ
つて囲まれ、第２フイルターとしてのアルミニウ
ムシリケート繊維マツトを保持しているワイヤス
クリーンによつて過される拡散室の放射状に配
置された出口ポートにより、この装置のすぐれた
特徴が完全に利用されるようになつている。
特に、開始剤の花火材料、ガス発生剤組成物お
よび主フイルターはすべて、溶接密封したアルミ
ニウムカートリツジ中に収納されている。これに
よつて発生器の信頼性が長期間に亘つて維持され
る。アルミニウムカートリツジは発生器の燃焼室
内に配置されている。花火点火により燃焼が開始
すると、発生したガスの圧力によつて燃焼室のオ
リフイスに隣接しているカートリツジの側壁部分
が破裂する。そうするとガスは主フイルターを通
過して、複数のオリフイスを通つて燃焼室の外に
流れる。燃焼室のフイルターは、該室壁に隣接す
る１〜３層の粗目スクリーンから成る。これは、
室壁に沿つて室のオリフイスに流れるガスが集ま
る部分として作用し、燃焼室オリフイスに近接し
ているにもかかわらずガスが主フイルターを通過
して均一に流れることができるようにしている。
粗目スクリーンの内側は１層以上のガラス繊維織
布になつている。このガラス繊維布は、使用する
ガス発生剤組成物が燃焼する際の燃焼室の温度に
適合するように選択され、この高温ガスの作用に
より溶融または腐食しないような粒子捕足用粘着
面を与える。粘着面の生成に付随して起こる効果
は、主フイルターの多孔度を減少させるようなガ
ラス繊維布の繊維の膨潤であると思われる。この
膨潤によつて、主フイルターがガスおよび燃焼残
渣の燃焼室外への流れを制限しているものと考え
られる。この作用は、ほんの短時間、すなわち約
３ミリ秒以下、しかしながらフイルターの空間内
で高温の溶融粒状残渣が冷却し凝縮するのに十分
な時間、継続するものと考えられる。この多層の
ガラス繊維布の内側に多層の微細メツシユ炭素鋼
スクリーンがある。この微細メツシユ炭素鋼の層
は、燃焼固形物が多層のガラス繊維織布と遭遇す
る前にそれが凝縮するための大きな相対的に低温
の表面を与える。全燃焼固形物の約95％がこの燃
焼室フイルターにトラツプされる。燃焼室の外側
では、発生したガスの速度が非常に高いため、こ
の部分で燃焼生成物をトラツプすることは極めて
難しくなるということに留意すべきである。
よび主フイルターはすべて、溶接密封したアルミ
ニウムカートリツジ中に収納されている。これに
よつて発生器の信頼性が長期間に亘つて維持され
る。アルミニウムカートリツジは発生器の燃焼室
内に配置されている。花火点火により燃焼が開始
すると、発生したガスの圧力によつて燃焼室のオ
リフイスに隣接しているカートリツジの側壁部分
が破裂する。そうするとガスは主フイルターを通
過して、複数のオリフイスを通つて燃焼室の外に
流れる。燃焼室のフイルターは、該室壁に隣接す
る１〜３層の粗目スクリーンから成る。これは、
室壁に沿つて室のオリフイスに流れるガスが集ま
る部分として作用し、燃焼室オリフイスに近接し
ているにもかかわらずガスが主フイルターを通過
して均一に流れることができるようにしている。
粗目スクリーンの内側は１層以上のガラス繊維織
布になつている。このガラス繊維布は、使用する
ガス発生剤組成物が燃焼する際の燃焼室の温度に
適合するように選択され、この高温ガスの作用に
より溶融または腐食しないような粒子捕足用粘着
面を与える。粘着面の生成に付随して起こる効果
は、主フイルターの多孔度を減少させるようなガ
ラス繊維布の繊維の膨潤であると思われる。この
膨潤によつて、主フイルターがガスおよび燃焼残
渣の燃焼室外への流れを制限しているものと考え
られる。この作用は、ほんの短時間、すなわち約
３ミリ秒以下、しかしながらフイルターの空間内
で高温の溶融粒状残渣が冷却し凝縮するのに十分
な時間、継続するものと考えられる。この多層の
ガラス繊維布の内側に多層の微細メツシユ炭素鋼
スクリーンがある。この微細メツシユ炭素鋼の層
は、燃焼固形物が多層のガラス繊維織布と遭遇す
る前にそれが凝縮するための大きな相対的に低温
の表面を与える。全燃焼固形物の約95％がこの燃
焼室フイルターにトラツプされる。燃焼室の外側
では、発生したガスの速度が非常に高いため、こ
の部分で燃焼生成物をトラツプすることは極めて
難しくなるということに留意すべきである。
第２フイルターは多重のワイヤメツシユから成
り、これがガスを冷却し、固体粒子の凝縮表面を
与える。このワイヤメツシユフイルターパツクの
回りに、一重または多重のアルミニウムシリケー
トブランケツトがある。
り、これがガスを冷却し、固体粒子の凝縮表面を
与える。このワイヤメツシユフイルターパツクの
回りに、一重または多重のアルミニウムシリケー
トブランケツトがある。
アルミニウムシリケートブランケツトの回りに
は多重の微細メツシユスクリーンがあり、これが
アルミニウムシリケートブランケツトの構造支持
体を与えている。アルミニウムシリケートブラン
ケツトは多孔質であり、強度はほとんどなく、高
速のガス流によつて容易に崩壊するということに
留意すべきである。しかしながらフイルターエレ
メントは、トラツプされた固形物を保持したまま
である。この微細メツシユ外側スクリーンを使用
して、これらのアルミニウムシリケートフイルタ
ー粒子をトラツプし、これらの粒子が清浄な燃焼
ガスとともにハウジングの出口オリフイスから外
に運ばれることがないようにしている。
は多重の微細メツシユスクリーンがあり、これが
アルミニウムシリケートブランケツトの構造支持
体を与えている。アルミニウムシリケートブラン
ケツトは多孔質であり、強度はほとんどなく、高
速のガス流によつて容易に崩壊するということに
留意すべきである。しかしながらフイルターエレ
メントは、トラツプされた固形物を保持したまま
である。この微細メツシユ外側スクリーンを使用
して、これらのアルミニウムシリケートフイルタ
ー粒子をトラツプし、これらの粒子が清浄な燃焼
ガスとともにハウジングの出口オリフイスから外
に運ばれることがないようにしている。
当業者であれば、ガス発生剤の燃焼をうまく開
始させるには、適当量の開始剤を使用して、十分
に高温の開始剤燃焼生成物が発生剤の露出面と接
触し、自己保持性の火炎を生成するようにするこ
とが必要であることがわかるであろう。その使用
量は、これまでに経験のある多数の簡単な開始
剤／ガス発生剤の組み合せから、当業者の技術範
囲内で十分に選択が可能である。本発明の組成物
の場合には、ガス発生剤組成物１ｇに対して、ホ
ウ素、硝酸カリウム、アジ化鉛からなる開始剤
0.02ｇ〜0.03ｇ、好ましくは0.024ｇ〜0.026ｇを
用いればよい。
始させるには、適当量の開始剤を使用して、十分
に高温の開始剤燃焼生成物が発生剤の露出面と接
触し、自己保持性の火炎を生成するようにするこ
とが必要であることがわかるであろう。その使用
量は、これまでに経験のある多数の簡単な開始
剤／ガス発生剤の組み合せから、当業者の技術範
囲内で十分に選択が可能である。本発明の組成物
の場合には、ガス発生剤組成物１ｇに対して、ホ
ウ素、硝酸カリウム、アジ化鉛からなる開始剤
0.02ｇ〜0.03ｇ、好ましくは0.024ｇ〜0.026ｇを
用いればよい。
また、当業者であれば、本発明組成物の燃焼温
度は従来のものより相当低いが、クラツシユバツ
グ内のガス温度を車内に居る人が耐えられる程度
まで下げるには、さらに冷却手段が必要であるこ
とがわかるであろう。上記SchneiterとAdamsの
特許出願の冷却方法のほかに、標準的な冷却手
段、一般に、通常の過手段としても働く層状の
金属織物メツシユを使用することができる。当業
者であれば、本発明組成物の燃焼によつて得られ
る流出ガスが、十分なアルカリ性物質を含み、そ
れに接触すると火傷や不快感を与えることがある
ということもわかるであろう。上記Schneiterと
Adamsの特許出願のガラス繊維のほかに、従来
の一般的な中和剤、便宜的には炭酸塩を用いて、
本発明組成物の燃焼によつて流出するガスのPH
を、人が耐えられる程度、便宜にはPH10.0以下に
調節することができる。
度は従来のものより相当低いが、クラツシユバツ
グ内のガス温度を車内に居る人が耐えられる程度
まで下げるには、さらに冷却手段が必要であるこ
とがわかるであろう。上記SchneiterとAdamsの
特許出願の冷却方法のほかに、標準的な冷却手
段、一般に、通常の過手段としても働く層状の
金属織物メツシユを使用することができる。当業
者であれば、本発明組成物の燃焼によつて得られ
る流出ガスが、十分なアルカリ性物質を含み、そ
れに接触すると火傷や不快感を与えることがある
ということもわかるであろう。上記Schneiterと
Adamsの特許出願のガラス繊維のほかに、従来
の一般的な中和剤、便宜的には炭酸塩を用いて、
本発明組成物の燃焼によつて流出するガスのPH
を、人が耐えられる程度、便宜にはPH10.0以下に
調節することができる。
実施例 １
これまでに記載した本発明の概念を実験的に確
認するために、完全寸法の運転手用インフレータ
ーに75ｇのビテトラゾール二ナトリウム／硫黄系
を装入して、空のタンク内に向けて点火した。衝
撃、圧力データ、ガス分析の測定結果は次のとお
りである。
認するために、完全寸法の運転手用インフレータ
ーに75ｇのビテトラゾール二ナトリウム／硫黄系
を装入して、空のタンク内に向けて点火した。衝
撃、圧力データ、ガス分析の測定結果は次のとお
りである。
実験番号：768
配合番号：FDLNB Ｆ−1651−29−2R
噴射剤タイプ：ビテトラゾール二ナトリウム／硫
黄 発生器タイプ：インランド・ドライバー・ヘビ
ー・Wt. 花火タイプ：Ｓ−109 点火装置チヤージ：UIX−172（３ｇ） 噴射剤ペレツトサイズ：0.030インチ（0.762mm） 噴射剤重量：75ｇ インフレーター最大圧力：1550psi（109Kg／cm2）
（2.5ミリ秒） タンク圧力 40ミリ秒：18psi（1.27Kg／cm2） 210ミリ秒：24psi（1.69Kg／cm2） ガス分析（ドラツガー）* 一酸化炭素 1800ppm 硫化水素 16ppm シアン化水素 25ppm 二酸化窒素 検出されない 二酸化硫黄 検出されない ＊低濃度の毒性ガスは、発生器中のわずかな水
分と、組成物製造の際に使用された各種の有機物
質に基づくものである。
黄 発生器タイプ：インランド・ドライバー・ヘビ
ー・Wt. 花火タイプ：Ｓ−109 点火装置チヤージ：UIX−172（３ｇ） 噴射剤ペレツトサイズ：0.030インチ（0.762mm） 噴射剤重量：75ｇ インフレーター最大圧力：1550psi（109Kg／cm2）
（2.5ミリ秒） タンク圧力 40ミリ秒：18psi（1.27Kg／cm2） 210ミリ秒：24psi（1.69Kg／cm2） ガス分析（ドラツガー）* 一酸化炭素 1800ppm 硫化水素 16ppm シアン化水素 25ppm 二酸化窒素 検出されない 二酸化硫黄 検出されない ＊低濃度の毒性ガスは、発生器中のわずかな水
分と、組成物製造の際に使用された各種の有機物
質に基づくものである。
上記の如く、クラツシユバツグ中の30ppm以下
の濃度の硫化水素は毒性を示すとは考えられな
い。したがつてこれはクラツシユバツグ用として
許容される。上記実施例１の分析において測定さ
れた、使用したガス発生組成物以外のものに起因
する硫化水素の濃度16ppmは、クラツシユバツグ
用として許容される無毒性の範囲内に十分入つて
いる。一酸化炭素やシアン化水素のようなきわめ
て毒性の強い成分は、有毒となるような量で生成
していない。
の濃度の硫化水素は毒性を示すとは考えられな
い。したがつてこれはクラツシユバツグ用として
許容される。上記実施例１の分析において測定さ
れた、使用したガス発生組成物以外のものに起因
する硫化水素の濃度16ppmは、クラツシユバツグ
用として許容される無毒性の範囲内に十分入つて
いる。一酸化炭素やシアン化水素のようなきわめ
て毒性の強い成分は、有毒となるような量で生成
していない。
このように、本発明によれば、基本的に、水素
を含まないテトラゾール化合物と酸素を含まない
酸化剤とから成る非アジド系の無毒性固体窒素ガ
ス発生ペレツトが提供される。このペレツトはガ
ス発生器中で、2000psia（141Kg／cm2）以下の圧力
をもつた、実質的に純粋で、実質的に粒子を含ま
ない窒素ガスを発生する。このペレツトは、飛行
機、自動車、その他の高速車輌の運転手や乗客を
保護するための膨張性クラツシユバツグをふくら
ませるのに特に有用である。
を含まないテトラゾール化合物と酸素を含まない
酸化剤とから成る非アジド系の無毒性固体窒素ガ
ス発生ペレツトが提供される。このペレツトはガ
ス発生器中で、2000psia（141Kg／cm2）以下の圧力
をもつた、実質的に純粋で、実質的に粒子を含ま
ない窒素ガスを発生する。このペレツトは、飛行
機、自動車、その他の高速車輌の運転手や乗客を
保護するための膨張性クラツシユバツグをふくら
ませるのに特に有用である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基本的に、水素を含まないビテトラゾール化
合物の金属塩と酸素を含まない酸化剤とから成
り、前記ビテトラゾール化合物の金属塩が、アル
カリ金属塩、アルカリ土類金属塩、およびこれら
の混合物から成る群から選ばれ、前記酸化剤が、
硫黄、三塩化クロム、二硫化モリブデン、三弗化
鉄、およびこれらの混合物から成る群から選ばれ
る無毒性窒素ガス発生用固体ペレツト。 ２ 前記ビテトラゾール化合物の金属塩がビテト
ラゾール二ナトリウムである特許請求の範囲第１
項記載のペレツト。 ３ 前記ビテトラゾール化合物の金属塩がビテト
ラゾール二カリウムである特許請求の範囲第１項
記載のペレツト。 ４ 前記ビテトラゾール化合物の金属塩がビテト
ラゾールカルシウムである特許請求の範囲第１項
記載のペレツト。 ５ 前記酸化剤が硫黄である特許請求の範囲第１
項記載のペレツト。 ６ 前記酸化剤が三塩化クロムである特許請求の
範囲第１項記載のペレツト。 ７ 前記酸化剤が二硫化モリブデンである特許請
求の範囲第１項記載のペレツト。 ８ 前記酸化剤が三弗化鉄である特許請求の範囲
第１項記載のペレツト。 ９ 前記ビテトラゾール化合物の金属塩の存在量
が約60〜約90重量％であり、前記酸化剤の存在量
が約10〜約40重量％である特許請求の範囲第１項
記載のペレツト。 １０ 無毒性窒素ガスの発生方法において： (a) 基本的に、水素を含まないビテトラゾール化
合物の金属塩と酸素を含まない酸化剤とから成
り、前記ビテトラゾール化合物の金属塩が、ア
ルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、およびこ
れらの混合物から成る群から選ばれ、前記酸化
剤が、硫黄、三塩化クロム、二硫化モリブデ
ン、三弗化鉄、およびこれらの混合物から成る
群から選ばれるガス発生剤組成物を混合し； (b) 前記組成物をペレツト化し、； (c) ペレツト化した組成物に点火して無毒性窒素
ガスを生成させることを特徴とする上記方法。 １１ 前記無毒性窒素ガス中の硫化水素濃度が
30ppm以下である特許請求の範囲第１０項記載の
方法。 １２ 前記無毒性窒素ガス中の一酸化炭素および
シアン化水素含有量が、毒性を示さない程度の量
である特許請求の範囲第１０項記載の方法。 １３ 前記ビテトラゾール化合物の金属塩の存在
量が約60〜約90重量％であり、前記酸化剤の存在
量が約10〜約40重量％である特許請求の範囲第１
０項記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/221,943 US4370181A (en) | 1980-12-31 | 1980-12-31 | Pyrotechnic non-azide gas generants based on a non-hydrogen containing tetrazole compound |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57123886A JPS57123886A (en) | 1982-08-02 |
| JPS646157B2 true JPS646157B2 (ja) | 1989-02-02 |
Family
ID=22830082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56203309A Granted JPS57123886A (en) | 1980-12-31 | 1981-12-15 | Firework type non-azide gas generating agent containing mainly hydrogen-free tetrazole compound |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4370181A (ja) |
| EP (1) | EP0055904B1 (ja) |
| JP (1) | JPS57123886A (ja) |
| DE (1) | DE3167234D1 (ja) |
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| US6170869B1 (en) | 1997-02-10 | 2001-01-09 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Gas generator for air bag and air bag system |
| US6942249B2 (en) | 1997-12-26 | 2005-09-13 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Airbag gas generator and an airbag apparatus |
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| US4370181A (en) | 1983-01-25 |
| EP0055904A1 (en) | 1982-07-14 |
| DE3167234D1 (en) | 1984-12-20 |
| EP0055904B1 (en) | 1984-11-14 |
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