KR100236861B1 - 알칼리 금속 아지드 입자 - Google Patents

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아메미야 이사무
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Abstract

본 발명은 대부분이 거의 구형이며 스펀지 구조를 갖고 초음파 분산처리시 체적 평균입자 크기 비가 0.4 이하인 것이 바람직한 알칼리 금속 아지드 입자에 관한 것이다.
본 발명에 따른 알칼리 금속 아지드 입자의 자기 분해성은 매우 약하므로 다량으로 간단히 취급될 수 있고 자동차 에어백용 기체발생제로 매우 유용하다.

Description

알칼리 금속 아지드 입자
제1도는 본 발명의 소듐 아지드 입자의 주사형 전자현미경 사진 (1,000 X)이다.
제2도는 본 발명의 소듐 아지드 입자의 주사형 전자현미경 사진 (100 X)이다.
제3도는 본 발명의 소듐 아지드 입자의 주사형 전자현미경 사진 (3,500 X)이다.
제4도는 레이저 회절형 입자 크기 분포 측정 장치로 측정된 본 발명의 소듐 아지드 입자의 입자 크기 분포 결과를 나타내는 도표이다.
제5도는 본 발명의 소듐 아지드 입자의 자기분해성을 측정하는데 사용되는 압력 용기의 단면도이다.
본 발명은 약제, 감광제 등의 출발물질인 테트라졸의 주요 출발물질로서 및 자동차 안전 장치인 에어백을 기체 발생제로서 매우 유용한 알칼리 금속 아지드 입자 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 생산이 용이하고 취급시 덜 위험하며 거의 구형이고 스펀지 구조를 갖는 알칼리 금속 아지드 입자에 관한 것이다.
알칼리 금속 아지드의 제조방법은 공지되어 있다. 예를들면, 미합중국 특허 제 1,628,380 호는 히드라진 및 알킬 아질산염의 반응이 함수 반응매질 또는 실질적으로 무수 반응매질에서 수행되는 방법을 포함하고 있다. 서독 특허 제 1,144,243 호는 소듐 아미드 및 아산화 질소의 반응이 수성 암모니아에서 수행되는 방법을 개시하고 있다.
그러나, 상기 종래 방법으로 제공된 알칼리 금속 아지드류는 통상 강력한 자기 분해성을 갖는 판상 결정형이거나 덩어리 형태이며, 일본 소방법 (Fire Law)의 위험품 제5급 제1군에 해당하고, 취급시 꽤 엄격한 조정을 요한다. 결과적으로, 다량의 알칼리 금속 아지드류를 처리하기 위한 장비에 막대한 투자가 필요하며, 양, 패키지 양식 등이 제품 운반에 있어서 엄격히 제어되는 문제점이 있다.
또한, 종래 방법으로 수득된 알칼리 금속 아지드는 통상 50 미크론 이상의 평균입자 크기를 가지며 ; 30 미크론 이하의 평균입자 크기를 갖는 알칼리 금속 아지드 미립자는 특히 에어백용 기체 발생제로 상용되므로 분쇄공정이 불가피하고 안전성 견지에서 장치의 특별한 고안책이 필요하다. 따라서, 자기 분해성이 약해도 분쇄가 용이한 알칼리 금속 아지드가 요구되고 또 분쇄할 필요가 있다.
본 발명자들은 통상의 알칼리 금속 아지드류의 강력한 자기분해성을 크게 개선시키고 약한 자기 분해성을 갖는 알칼리 금속 아지드를 수득하기 위해 연구하였다. 그 결과, 예컨대 분무 건조에 의해 형성된 알칼리 금속 아지드 입자, 예를 들면 수용매 중의 시판 알칼리 금속 아지드는 거의 구형 입자이며 스펀지 구조를 갖고, 이런 형태의 알칼리 금속 아지드는 매우 약한 자기 분해성을 갖는다는 것을 발견하였다. 이 발견에 의거하여 본 발명은 완성되었다.
본 발명에 따르면 대부분이 거의 구형이며 스펀지 구조를 갖는 알칼리 금속 아지드 입자가 제공된다.
여기서 “대부분”은 70 중량%이상, 바람직하게는 80 중량%이상, 가장 바람직하게는 90 중량% 이상을 의미한다.
본 발명의 알칼리 금속 아지드 입자는 제1도 내지 제3도의 주사형 전자 현미경 사진에 나타낸 바와 같이 스펀지 구조를 가지며 때때로 미량의 조립자를 함유하고 ; 주로 구형 및 타원체 등의 거의 구형의 미립자이다. 입자크기는 통상 약 10 ∼ 500 미크론이고, 다른 형태의 입자 이외의 거의 구형인 알칼리 금속 아지드 미립자의 체적 평균입자 크기는 약 10 ∼ 150 미크론, 특별하게는 약 40 ∼ 80 미크론이다. 이런 형태의 알칼리 금속 아지드 입자는 본 발명의 출원 전에는 모두 미공지된 것이었다.
본 발명에 따른 알칼리 금속 아지드 입자의 대부분은 거의 구형이며 스펀지 구조를 갖고 ; 초음파 분산 처리시 체적 평균 입자 크기 비는 0.4 이하, 바람직하게는 0.35이하로 낮다. 이 입자 크기 비는 다음과 같이 측정된다. 즉, n - 헵탄에 현탁된 알칼리 금속 아지드를 초음파욕에 침지시켜 후술되는 초음파 분산 처리에 의해 분해한다. 처리후 체적 평균입자크기를 처리전 체적 평균입자 크기로 나누어 구해지는 값이 체적 평균입자 크기 비이다. 따라서, 입자크기비가 작을수록 초음파 분산 처리에 의한 입자크기는 작아지는 경향이 있다. 입자 크기비가 0.4 초과로 너무 커지면 자기 분해성이 격렬하게 되어 바람직하지 못하다.
본 발명의 또 하나의 구현예에 있어서, 본 발명에 따른 알칼리 금속 아지드 입자는 체적 평균입자 크기 10 ∼ 150 미크론, 바람직하게는 20 ∼ 100 미크론, 보다 바람직하게는 40 ∼ 80 미크론, 및 BET법으로 측정된 비표면적 0.4 ~ 1.0 m2/g, 바람직하게는 0.45 ∼ 0.9 m2/g 을 갖는다. BET 법으로 측정된 비표면적이 0.4 m2/g 미만으로 낮으면 상기의 비교적 입자크기 비가 높은 입자의 양이 증가하는 경향이 있다. 한편, 1.0 m2/g 초과로 높으면 다른 형태의 입자의 양이 증가하는 경향이 있다. 따라서, 두 경우 모두 입자를 분쇄하기가 다소 곤란하므로 바람직하지 못하다.
본 발명의 알칼리 금속 아지드의 예로는 리튬아지드, 소듐 아지드 및 포타슘아지드가 있다. 이들중 가장 일반적인 것은 소듐 아지드이다.
본 발명의 알칼리 금속 아지드 입자는 수용매중의 알칼리 금속 아지드용액의 분무건조 또는 동결건조에 의해 제조될 수 있다. 용이한 제조법으로는 분무건조가 바람직하다.
수용매중의 알칼리 금속 아지드의 용액은 수용매중에 시판 알칼리 금속 아지드를 용해시킴으로써 형성될 수 있다. 알칼리 금속 아지드는 특별히 제한되지 않으며 어느 결정형이든 취할 수 있고 어느 방법으로도 제조될 수 있다. 알칼리 금속 아지드의 순도는 통상 97 중량% 이상, 바람직하게는 99 중량% 이상이다.
수용매중의 알칼리 금속 아지드의 용액은 일본국 특허출원 제 141948/1992 호에서 본 발명의 출원인이 제안한 방법 - 히드라진이 특이적 반응범위내에 있도록 히드라진 및 알킬 아질산염이 반응되는 방법에 의해 형성된 알칼리 금속 아지드의 습정을 수용매중에 재용해시켜 수득한 용액인 것이 바람직하다. 습정은 운반 및 취급시 매우 안정도가 높고 건조공정을 수행하지 않아 덜 비싸므로 바람직하다.
수용매중의 알칼리 금속 아지드 용액의 농도는 수용매중의 알칼리 금속 아지드의 포화 농도 이하의 농도이며, 통상 5 ∼ 30 중량%, 바람직하게는 약 10 ~ 25 중량% 이다.
수용매는 함수량 50 중량% 이상, 바람직하게는 90 중량% 이상인 용매이다. 이 수용매는 물 이외에 반응을 방해하지 않는 한 적당한 친수성 유기 용매를 함유할 수 있다. 그러나, 발포, 노출 등의 위험을 피하고 고농도로 알칼리 금속 아지드의 수용매 용액을 사용하여 생산율을 향상시키는 측면에서는 유기용매를 최소화하는 것이 바람직하다.
알칼리 금속 아지드의 수용매는 필요에 따라 계면활성제를 함유할 수 있다. 계면활성제의 함량은 통상 0 ∼ 1 중량%, 바람직하게는 0 ∼ 0.5 중량% 이다.
알칼리 금속 아지드의 수용매 용액을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 적당한 용기에 수용매를 충전시키고, 일본국 특허출원 제 141948/1992 호에 제안된 방법으로 수득된 시판 알칼리 금속 아지드 입자 또는 알칼리 금속 아지드 습정을 가하고, 필요에 따라 계면활성제 등을 더 가하고, 혼합물을 약 4 ~ 30℃의 온도에서 교반하에 용해시킴으로써 형성될 수 있다. 에어백용 기체 발생제로 사용될 경우는 알칼리 성분을 소량으로 때때로 배합할 필요가 있다. 경우에 따라서는 수산화나트륨 등의 알칼리 성분을 소정량으로 미리 수용매 용액에 가할 수 있다.
본 발명의 알칼리 금속 아지드 입자는 알칼리 금속 아지드의 수용매 용액을 분무건조하여 제조하는 것이 바람직하다. 분무건조는 적당한 방법으로 열기중에서 알칼리 금속 아지드의 수용매 용액을 분무하여 수행되는 것이 통상적이다. 장치로는 분무 건조기를 사용할 수 있다.
열기 온도는 사용된 수용매의 비점 초과인 것이 바람직하다. 그러나, 열기 온도가 너무 높으면 알칼리 금속 아지드는 건조 직후 분해되기 쉽다. 따라서, 열기 온도는 알칼리 금속 아지드의 분해가 시작되는 온도 미만인 것이 바람직하다.
예를 들면, 물만이 수용매로 사용될 경우 열기의 온도는 약 100 ∼ 280℃, 바람직하게는 150 ∼ 250℃, 보다 바람직하게는 180 ∼ 230℃일 수 있다.
이렇게 수득된 알칼리 금속 아지드 입자는 이미 주목된 바와 같이 스펀지 구조를 가지며, 분산구에서 건조 및 고화에 의해 생성된 것으로 생각되는 예컨대 300 미크론 초과의 입자크기를 갖는 조립자를 수중량% 함유하나, 이전의 입자는 구형 또는 타원형 등의 거의 구형인 알칼리 금속 아지드 미립자로 주로 이루어진다. 체적 평균입자 크기는 통상 약 10 ∼ 150 미크론이며 ; 필요에 따라 다른 형태의 입자를 분류하여 제거함으로써 수득된 거의 구형인 알칼리 금속 아지드 미립자의 평균입자크기는 약 20 ∼ 100 미크론이다. 필요에 따라 더 분류하거나 분쇄후 분류함으로써 원하는 입자크기의 알칼리 금속 아지드 입자를 수득할 수도 있다.
본 발명의 알칸리 금속 아지드 입자는 스펀지 구조를 가지므로 붕괴되기 쉽고 n - 헵탄 용매중의 초음파 분산 처리에 의한 입자의 입자크기 유지율 - 초음파 분산 처리전 체적 평균입자크기에 대한 초음파 분산처리후 체적 평균입자 크기의 비는 40% 이하로 되어 바람직하다. 따라서, 종래 알칼리 금속 아지드에 비해 믹서, 블렌더 등을 사용하는 것만으로 매우 용이하게, 안전하게 분쇄할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 본 발명의 알칼리 금속 아지드 입자는 상기한 바와 같이 약 10 ∼ 150 미크론, 특별하게는 약 40 ∼ 80 미크론의 체적 평균 입자크기, 약 0.4 ∼ 1.0 m2/g, 특별하게는 약 0.45 ∼ 0.9 m2/g의 BET법으로 측정된 비표면적, 35 ∼ 100, 특별하게는 40 ∼ 80의 비표면적의 형상 계수 K, 및 약 10 ∼ 24g/100g 의 흡수된 오일량을 갖는다. 한편, 시판 알칼리 금속 아지드 결정을 제트 밀로 분쇄하여 수득한 입자는 약 14 미크론의 체적 평균입자크기, 약 0.59 m2/g 의 BET 법으로 측정된 비표면적, 약 15의 비표면적의 형상 계수 k, 및 약 14g/100g의 흡수된 오일량을 갖는다. 이들 사실로부터, 본 발명의 알칼리 금속 지드 입자는 예컨대 약 5 ∼ 15 미크론의 크기를 갖는 미세 결정의 덩어리를 모아 스펀지 구조를 갖는 것으로 추측된다.
본 발명의 알칼리 금속 아지드 입자는 자기 분해성이 매우 약하다. 이하, 시판 소듐 아지드 입자를 후술되는 자기분해성을 측정하는 방법에 의해 본 발명에서 스펀지 구조를 갖는 거의 구형인 소듐 아지드 입자와 비교한다. 즉, 시판 입자는 분해가 격렬하며 자기분해성 시험시 항상 파열 디스크 플레이트가 파열되므로 위험품 제5급 제1군에 해당되는 반면, 본 발명의 입자는 분해 반응의 시작부터 끝까지 2 ∼ 6 초가 소요될 정도로 분해가 매우 약하며 자기 분해성 시험시 파혈 횟수가 0이므로 제5급 제2군에 해당된다.
따라서, 시판 입자는 운반시 양 및 패키지 양식이 엄격히 제어되는 반면, 본 발명의 입자는 훨씬 간단한 패키지 양식으로 및 훨씬 다량으로 수송될 수 있고 취급이 보다 더 용이하므로 시판 입자 보다 덜 제어된다.
본 발명의 체적 평균입자 크기, 초음파 분산처리시 체적 평균입자 크기 비, 흡수된 오일량 및 자기 분해성은 하기 방법으로 측정된다.
BET 법에 의한 비표면적 측정법은 문헌 [Powder Engineering Handbook, pp. 169 ∼ 183, 1986, Powder Engineering Academy] 에 기재되어 있고, 비표면적의 형상 계수 k의 측정법은 문헌 [Iwanami Physicochemical Dictionary, 3rd ed., p. 389] 에 기재되어 있다. k 값은 구 및 입방체에서 6이다.
[체적 평균입자 크기 측정법]
입자크기 측정범위 0.12 ∼ 704.00 미크론 내에서 레이저 회절형 “Microtrac FRA” (Leeds & Northrup 기계의 상표명)의 입자크기분포 측정장치를 사용하여 측정한다. n - 헵탄을 측정 용매로 사용하고 소량의 시료에 대해 SVR 을 시료 순환장치로 사용한다. 측정될 시료를 50 미크론 이하의 평균입자크기의 경우 0.1 ∼ 0.12g 및 약 200 미크론의 평균입자 크기의 경우 0.25 ∼ 0.35g을 50ml들이 비이커에 충진시킨다. 고분자 폴리에스테르 염 분산제 [“DISPARLON KS-873N” : Kusumoto Kasei K.K. 제 상표명] (4 ∼ 5 방울)를 점적기로 가하고, 교반하여 마이크로스파투라와 충분히 혼합하여 페이스트를 형성한다. n - 헵탄 (약 20ml)을 여기에 가하고 충분히 분산시켜 슬러리 시료를 형성하고, 이 시료의 전량을 시료 순환 장치에 충진시킨다. 이어서, 장치 스크린상의 표시에 따라 입자크기 분포를 측정한다. 측정된 결과의 도표를 제4도에 나타낸다.
측정된 결과를 상법으로 컴퓨터로 처리하여 체적 평균입자 크기를 찾는다.
[초음파 분산처리시 체적 평균입자 크기 비의 측정법]
초음파 세정조 [진동자 : UO300FB, 세정조 : U-12, Shinmeiji Kogyo K.K. 제]를 사용한다. 100 ml들이 비이커를 미리 체적 평균입자 크기를 측정한 알칼리 금속 아지드 시료 10g 및 n - 헵탄 50ml로 충진시키고, 약 25℃의 물로 채운 초음파 세정조에 침지시킨다. 이때, 비이커 내용물의 액체 수준을 세정조의 액체 수준보다 높게 조정한다. 26 KHz에서 5분간초음파 진탕을 수행하고, 초음파 분산 처리후 시료의 체적 평균입자크기를 상기 방법에 따라 측정한다. 입자 크기 비는 하기 방정식으로 계산한다.
[흡수된 오일량의 측정법]
알칼리 금속 아지드 시료 5g을 점적관 및 진공펌프에 연결된 흡입관이 설비된 50ml 들이 플라스크에 충진하고, 올리브유 30용량%을 함유하는 i - 옥탄 용액 약 20ml을 5mmHg의 감압하에 가하고, 혼합물을 교반하에 5 ∼ 10 분간 방치한다. 이어서, 올리브유의 i - 옥탄 용액을 흡입 여과로 제거하고, 잔류물을 50℃에서 10mmHg의 감압하에 1시간 건조시킨다. 이어서, 생성 건조 잔류물 약 2g을 검량하고, n - 펜탄 약 100ml로 20 시간 동안 추출한다. 추출물을 검량하고 알칼리 금속 아지드 100g당 흡수된 올리브유의 양을 계측한다.
[자기분해성 측정법]
[일본 소방법, Manual for Performing Test of Confirming Dangerous Articles, pp. 66 ~ 82, Method for Testing Group 5 - “3. Pressure Container Test” ; Shin Nippon Hoki Shuppansha K. K. under the supervision of Section of Regulating Dangerous Articles in the Fire Defence Agency]의 압력 용기 시험법에 따라 자기 분해성을 측정한다. 이 방법에서는 첨부된 도면 제5도에 나타낸 압력 용기를 사용한다. 제5도에 있어서 기호 1은 파열 디스크이고 기호 2은 입구 플레이트이다. 본 발명에서는 9mmø 입구 플레이트를 갖는 압력 용기를 사용하여 시험한다.
시험 시료 5g을 소정의 용기에 충진한다. 시료가 압력 용기에 충진되면 40± 5℃/분으로 200℃까지 승온시키고, 더 가열하여 400℃까지 승온시킨다. 자기 분해성이 약할 경우는 승온시 분해된 기체가 입구에서 유출된다. 반면, 자기 분해성이 강력할 경우는 내압이 급격히 증가하여 파열 디스크가 파열된다.
동일한 시험 시료에 대해 10회 반복하여 시험한다. 10회 시험중 파열 디스크가 파열된 횟수로 자기분해성을 평가한다. 소방법에 따르면, 5회 이상 파열된 생성물은 위험품 제5급 제1군으로 분류되고, 5회 미만 파열된 생성물은 위험품 제5급 제2군으로 분류된다.
대조용으로, 파열되지 않는 시험시료에 대해 분해시간, 즉 입구에서 분해된 기체가 계속 유출되는 시간을 측정한다.
하기 참고예, 실시예 및 비교예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하는 것이다.
[참고예]
교반기, 기체분출관 및 환류 응축기가 설비된 4목 20ℓ 들이 플라스크 A에 약 35 중량%의 수산화나트륨을 함유하는 수용액 6.13ℓ (약 8.46kg, 약 74.0몰) 및 약 51 중량%의 히드라진을 함유하는 수용액 3.82ℓ (약 3.86 kg, 약 61.8 몰)을 충진한다.
이어서, 교반기 및 플라스크 A의 기체분출관에 연결된 배기관이 설비된 4목 20ℓ 들이 플라스크 B에 아질산 나트륨 약 38 중량%을 함유하는 수용액 8.63kg (약 47.5몰) 및 순도 약 99 중량%의 메틸알콜 1.94ℓ (약 1.54kg, 약 47.6몰)을 충진한다. 약 50 중량%의 농도를 갖는 묽은 황산 (3.33ℓ, 약 4.66 kg, 약 23.8몰)을 약 25℃로 유지하면서 교반하에 제어 공급기로 가하고, 발생된 아질산 메틸 기체를 배기관을 통해 플라스크 A로 서서히 보낸다.
플라스크 A를 약 30℃로 유지하고, 플라스크 B에서 발생된 기체를 격렬한 교반하에 기체 분출관에서 도입하여 반응시킨다. 묽은 황산을 플라스크 B에 가하는데 소요되는 시간은 약 8시간 이었다. 플라스크 B에 묽은 황산을 가한 후 1시간이 경과하자 플라스크 A의 반응이 종료되었다. 플라스크 A의 반응액은 소듐 아지드의 침전된 결정을 함유하는 슬러리이었다.
슬러리 반응액을 교반하에 균일하게 한다. 그 일부를 수거하여, 침전된 소듐 아지드를 탈이온수 첨가로 완전히 용해한다. 이어서, 히드라진의 반응율 및 소듐 아지드의 형성율을 적정 및 액체 크로마토그래피로 측정한다. 히드라진의 반응율은 약 70%이고 히드라진의 소모율에 대한 소듐 아지드의 형성율은 약 95% 이었다.
이어서, 수득된 반응액을 농축한다. 약 90 중략%의 순도를 갖는 메틸 알콜 1.86ℓ (약 1.52 kg, 약 42.8 몰)을 초기 분획으로 회수한다. 또, 반응액을 감압하에 농축하고, 용액의 양이 약 1/3로 될때 농축을 중단한다. 침전된 소듐 아지드 결정을 원심 여과하고 미반응 출발물질을 함유하는 여액에서 분리하여 습정 2.44kg (순도 약 95 중량%)을 수득한다. 소모된 히드라진에 대한 소듐 아지드의 수율은 82.4% 이었다.
[실시예 1]
시판 소듐 아지드 100g (순도 99.7 중량%, 함수량 0.1 중량%)을 탈이온수 400g에 용해하고, 용액을 측정 펌프를 통해 분무 건조기 [Mobile Minor Spray Dryer, Niro Atomizer K.K. 건조기의 상표명]로 도입한다.
회전 터빈 샤프트 루트 근처의 구멍에 분무되는 용액을 공급하고 터빈의 원심력을 통해 용액을 분산하면서 고속으로 회전 샤프트에 대해 수직으로 천공된 터빈을 회전하여 상기 분무건조기로 분무한다. 터빈의 회전 샤프트를 수직으로 놓고, 그 분무방향을 수평이 되게 한다. 용매를 증발시키기 위한 열수를 터빈의 원주를 따라 터빈 위에서 분산액에 대해 분출되도록 한다. 형성된 소듐 아지드 입자를 건조기 동체의 하부에서 파이핑을 통해 사이클론으로 수거하고, 후에 수거된 입자를 백필터에 도입한다.
열수온도를 230℃로 고정하고 건조기 내부를 평온으로 한다. 이어서, 소듐아지트 수용액을 300ml/시간으로 도입한다. 도입된 소듐 아지드 수용액을 소듐 아지드 입자로서 수초내에 사이클론으로 수거한다. 도입이 끝난 후 열수에 의한 가열을 중단하고, 동체를 냉각한 후 사이클론으로 입자 99.0g (순도 99.8 중량%, 함수량 0.03 중량%)을 회수한다.
수득된 소듐 아지드 입자를 입자크기 분포에 대해 측정하고 주사형 전자 현미경으로 사진 찍는다. 주사형 전자 현미경 사진은 제1 ∼ 3도에 나타낸다. 이들 사진에서, 입자는 분산구에서 건조 고화되는 것으로 생각되는 미량의 조립자를 함유하는 스펀지 구조를 갖는 것이 명백하나 주로 거의 구형인 소듐 아지드 미립자로 이루어진다. 소듐 아지드 입자는 입자크기분포 7 ∼ 250 미크론 및 체적 평균입자 크기 53 미크론을 갖는다.
이어서, 소듐 아지드의 격렬한 분해를 평가하기 위해 소방법의 위험품 평가용 9mmø 입구 플레이트를 사용하는 압력 용기에 의한 시험으로 자기분해성을 측정한다. 소듐 아지드 미립자의 분해는 10회 시험에 있어서 전혀 파열 디스크의 파열 없이 매우 약하며 약 3초 소요되었다.
수득된 소듐 아지드 입자의 형상, 순도, 함수량, 체적 평균입자 크기, 입자크기 비, 비표면적, 형상계수, 오일흡수량 및 자기분해성을 표 1에 나타낸다.
[실시예 2]
열기온도가 200℃인 것 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로 소듐 아지드 입자를 수득한다. 입자크기 분포를 측정한 바, 300미크론 이상의 입자 크기를 갖는 다른 형태의 입자의 양은 약 0.8 중량%이고 입자크기 분포는 실시예 1과 거의 동일하다. 형상, 순도, 함수량, 체적 평균입자 크기, 입자크기 비, 비표면적, 형상 계수, 오일 흡수량 및 자기 분해성을 표 1에 나타낸다.
[실시예 3]
참고예에서 형성된 소듐 아지드의 습정 105g (순도 약 95중량%)을 탈이온수 400g에 용해하는 것 이외는 실시예 1과 동일한 방법으로 소듐 아지드 미립자를 수득한다. 생성 소듐 아지드 입자의 형상, 순도, 함수량, 체적 평균 입자 크기, 입자크기 비, 비표면적, 형상 계수, 오일 흡수량 및 자기분해성을 표 1에 나타낸다.
[비교예 1]
시판 소듐 아지드 (순도 99.7 중량%, 함수량 0.1 중량%)를 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 자기분해성을 측정한다. 결과로, 상기 소듐 아지드의 분해는 폭발적으로 일어나고 파열 디스크는 매회 파열되어 매우 위험하였다. 사용된 소듐 아지드 입자의 형상, 순도, 함수량, 체적 평균입자 크기, 입자크기 비, 비표면적, 형상계수, 오일 흡수량 및 자기분해성을 표 1에 나타낸다.
[비교예 2]
비교예 1에서 사용된 것과 동일한 시판 소듐 아지드를 제트밀 [Single Truck Mill STJ-100 (FS-4), Seishin Kigyo K.K. 기계의 상표명] 로 분쇄하여 수득한 미립자를 사용하여 실시예 1과 동일하게 자기 분해성을 측정한다. 결과적으로, 소듐 아지드의 분해는 폭발적으로 일어나고, 파열디스크는 매회 파열되어 매우 위험하다. 사용된 소듐 아지드 입자의 형상, 순도, 함수량,체적 평균입자크기, 입자크기 비, 비표면적, 형상 계수, 오일 흡수량 및 자기분해성을 표 1에 나타낸다.
[표 1]
표 1에 나타낸 결과에서, 시판 소듐 아지드 입자의 격렬한 분해가 일어나고 자기 분해성 시험시 매회 파열 디스크가 파열됨을 알 수 있다. 따라서, 이 입자는 일본 소방법에서 위험품 제5급 제1군으로 분류되어 수송시 양, 패키지 양식 등이 엄격히 조절된다. 한편, 본 발명의 스펀지 구조를 갖는 거의 구형의 소듐 아지드 미립자의 분해는 2 ∼ 6초를 요하고 매우 약하다. 자기 분해성 시험시 파열 횟수는 0이고, 입자는 소방법 위험품 제5급 제2군으로 분류된다(실시예 1 ∼ 3). 따라서, 이 입자는 시판 입자에 비해 매우 단순한 패키지 양식으로 다량 수송될 수 있도록 비교적 약하게 조절되며 그 취급은 시판 입자에 비해 매우 간단하다.
또한, 본 발명의 소듐 아지드 입자는 스펀지 구조를 가지므로, 체적 평균입자크기가 예컨대 40 ∼ 80 미크론일 경우에도 약 8 ∼ 15 미크론의 평균입자 크기를 갖는 시판 입자와 거의 동일한 비표면적을 갖는다. 또한, 입자는 예컨대 믹서 또는 블렌더를 사용하여 간단한 방법으로 매우 용이 안전하게 약 5 ∼ 25 미크론의 평균입자 크기로 분쇄될 수 있다. 또한, 분무건조에 의해 생성될 경우 수득된 소듐 아지드 입자의 순도 및 pH 는 매우 용이하게 조절될 수 있다. 이런 독특한 특성으로 인해 이들 입자는 자동차 안전장치인 에어백용 기체발생제로 매우 유용하다.

Claims (6)

  1. 대부분이 거의 구형이며 스펀지 구조를 갖는 알칼리 금속 아지드 입자.
  2. 제1항에 있어서, 초음파 분산처리시 체적 평균입자 크기 비가 0.4 이하인 알칼리 금속 아지드 입자.
  3. 제2항에 있어서, 체적 평균입자 크기가 10 ∼ 150 미크론이고, BET 법으로 측정된 비표면적이 0.4 ~ 1.0 m2/g인 알칼리 금속 아지드 입자.
  4. 제3항에 있어서, 체적 평균입자 크기가 20 ~ 100 미크론이고, BET 법으로 측정된 비표면적이 0.45 ~ 0.9 m2/g인 알칼리 금속 아지드 입자.
  5. 수용매중의 알칼리 금속 아지드 입자의 용액을 분무건조함을 특징으로 하는 제1항의 알칼리 금속 아지드 입자의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 에어백용 기체발생제로서 사용되는 알칼리 금속 아지드 입자.
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