KR19980701746A - Process for preparing gas generating composition - Google Patents

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KR19980701746A
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gas generating
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KR1019970705142A
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Inventor
데이비드 에이. 플래니간
빈센트 이. 맨시니
마이클 알. 헤이퍼
Original Assignee
노스 에드윈 엠.
티오콜 코포레이션
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C06EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06BEXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B21/00Apparatus or methods for working-up explosives, e.g. forming, cutting, drying
    • C06B21/0091Elimination of undesirable or temporary components of an intermediate or finished product, e.g. making porous or low density products, purifying, stabilising, drying; Deactivating; Reclaiming
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C06B21/00Apparatus or methods for working-up explosives, e.g. forming, cutting, drying
    • C06B21/0033Shaping the mixture
    • C06B21/0066Shaping the mixture by granulation, e.g. flaking
    • 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
    • C06D5/06Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets by reaction of two or more solids

Abstract

공급-원료를 제공하기 위하여 기체 생성 조성물을 처리하는 신규한 방법이 기재되어 있다. 본 발명의 방법은 기체 생성 조성물 구성 성분의 혼합물 중에 결합제 및 다른 첨가제를 충분한 양 사용하여, 기체 생성 물질의 구성 성분이 한덩어리로 되어, 구성 성분이 혼합된 과립을 형성하는 것을 포함한다. 본 방법은 롤 코팅, 연속 혼합, 정적 혼합, 동결건조, 용매 추출, 유화, 공비 증류, 분무건조, 유동상처리 및 입자 그라인딩을 포함하며, 이는 최종 기체 생성 생성물을 위한 공급-원료를 제조하는 데 사용된다. 본 발명의 방법은 특히 비-아지도계 연료를 가지는 기체 생성 물질을 처리하는 데 사용할 수 있다.A novel method of treating a gas generating composition to provide a feed-stock is described. The method of the present invention involves using a sufficient amount of binder and other additives in the mixture of gas generating composition constituents to mass the constituents of the gas generating material to form granules in which the constituents are mixed. The method includes roll coating, continuous mixing, static mixing, lyophilization, solvent extraction, emulsification, azeotropic distillation, spray drying, fluidized bed treatment and particle grinding, which are used to prepare feed-stock for the final gas product. Used. The method of the present invention can be used to treat gaseous materials, in particular with non-azido fuels.

Description

기체 생성 조성물의 제조방법Process for preparing gas generating composition

기체 생성 화학 조성물은 다양한 여러 분야에서 유용하다. 이러한 조성물은 보통 에어 백이라 부르는 팽창식 자동차 안전 제한 시스템의 작동에서 중요하게 사용된다. 에어백에 대한 호응이 증가하여, 대부분은 아니더라도, 많은 새로운 자동차가 이러한 장치를 구비하고 있다. 사실, 많은 새로운 자동차가 다중의 에어백을 구비하여, 운전자와 승객을 보호하고 있다.Gas generating chemical compositions are useful in a variety of different applications. Such compositions are of critical use in the operation of inflatable vehicle safety restriction systems, commonly called air bags. Response to airbags has increased, and many, if not most, new vehicles are equipped with such a device. In fact, many new cars are equipped with multiple airbags to protect drivers and passengers.

자동차 에어백 분야에서는, 순식간에 장치를 팽창시키기에 충분한 기체가 생성되어야 한다. 자동차가 사고로 충돌하는 시점과 운전자가 운전대나 대시보드에 밀쳐지는 시점 사이에, 에어백이 완전히 팽창해야만 한다. 결과적으로, 거의 순간적인 기체 생성이 요구된다.In the field of automotive airbags, enough gas must be produced to inflate the device in an instant. Between the time the car crashes into an accident and the moment the driver is pushed onto the steering wheel or dashboard, the airbag must fully inflate. As a result, almost instantaneous gas production is required.

추가로, 충족되어야만 하는 중요한 설계 기준이 많다. 자동차 제조업자들과 그외의 사람들이 세부사항에 맞도록 요구되는 기준을 설정한다. 이러한 중요 설게 기준에 맞도록 기체 생성 조성물을 제조하는 것은 지극히 어려운 작업이다. 이러한 세부사항은 기체 생성 조성물이 요구되는 비율로 기체를 생성하도록 요구한다. 또한, 세부사항은 독성이 있거나 유해한 기체 또는 고체의 생성을 엄격하게 제한한다. 제한된 기체의 예로는 일산화탄소, 이산화탄소, NOx, SOx 및 황화수소가 포함된다.In addition, there are many important design criteria that must be met. Set standards required for automakers and others to meet their specifications. It is extremely difficult to prepare gas generating compositions to meet these important criteria. These details require the gas generating composition to produce gas at the desired rate. In addition, the details severely limit the production of toxic or harmful gases or solids. Examples of restricted gases include carbon monoxide, carbon dioxide, NOx, SOx and hydrogen sulfide.

자동차 제조업자들은 또한 충분히,그리고 상당히 낮은 온도로 기체를 생성시켜, 자동차에 탄 사람이 팽창하는 에어백에 충돌하며서 화상을 입지 않도록 구체적으로 제시한다. 생산된 기체가 너무 뜨거운 경우, 자동차에 탄 사람이 막 전개된 에어백에 충돌하면서 화상을 입을 가능성이 있다. 따라서, 기체 생성물과 에어백 구조물의 조합은 자동차에 탄 사람을 과잉의 열로부터 격리시킬 필요가 있다. 기체 생성물이 적당한 연소 비율(burn rate)을 유지하는 동안, 이러한 모든 것이 요구된다. 산업적으로는, 1,000psi에서 1초에 0.5인치(ips)를 초과하는 연소 비율(burn rate)이 요구되며, 바람직하게는 1,000psi에서 1.0ips 내지 약 1.2ips의 범위가 일반적으로 요구된다.Automakers also produce gas at a sufficiently low and quite low temperature, specifically suggesting that the person in the car will not burn in the impact of an inflating airbag. If the gas produced is too hot, there is a possibility that a person in a car will burn and hit an airbag that has just been deployed. Thus, the combination of gaseous products and airbag structures needs to isolate the person in the vehicle from excess heat. All of this is required while the gaseous product maintains a suitable burn rate. Industrially, a burn rate in excess of 0.5 inches (ips) per second at 1,000 psi is desired, preferably in the range of 1.0 ips to about 1.2 ips, preferably at 1,000 psi.

관련된 또다른 중요한 설계 기준에서, 기체 생성 조성물에서 생성된 입자 물질의 양이 제한된다. 입자 물질은 추가 제한 시스템의 작동을 방해할 수 있으며, 호흡을 저해하거나, 피부와 눈을 자극하거나, 안전 장치의 작동 후에 취급해야만 하는 유해 고체 폐기물을 구성할 수 있다. 후자는 현재의 소디움 아지드 물질의 측면에서 바람직하지 못하지만, 허용가능한 대채물이 없으므로 허용해야 하는 것 중의 하나이다.In another important design criterion involved, the amount of particulate matter produced in the gas generating composition is limited. Particulate matter may interfere with the operation of further restriction systems and may constitute hazardous solid waste that must be handled after impede breathing, irritate skin and eyes, or operate safety devices. The latter is undesirable in terms of current sodium azide materials, but is one that should be allowed because there is no acceptable colorant.

어쨋든, 생산되는 입자의 양을 제한하는 것 뿐아니라, 이러한 입자의 크기는 쉽게 여과될 수 있는 정도 이상인 것이 바람직하다. 예를 들어, 조성물은 여과 가능한 고체 슬랙을 생성하는 것이 바람직하다. 고체 반응 생성물이 안정한 물질을 형성하는 경우에는 고체를 여과할 수 있어, 주변 환경으로 배출되는 것을 방지할 수 있다. 이는 또한 기체 생성 장치를 방해하는 것을 제한하며, 사용된 에어백의 주위로 유해가능성이 있는 먼지가 퍼져, 자동차에 탄 사람이나 구조자의 폐, 점막 및 눈에 자극을 주는 것을 제한한다.In any case, in addition to limiting the amount of particles produced, it is desirable that the size of these particles be more than readily filtration. For example, the composition preferably produces a filterable solid slack. When the solid reaction product forms a stable substance, the solid can be filtered to prevent it from being discharged to the surrounding environment. It also limits interference with the gas generating device and potentially harmful dust spreads around the used airbags, limiting irritation to the lungs, mucous membranes and eyes of the person or rescuer in the vehicle.

또한, 가능한 기체 생성제로는 유기 및 무기 물질이 모두 제안되어 왔다. 이러한 기체 생성 조성물은 충분히 고비율로 반응하여, 순식간에 다량의 기체를 생성하는 산화제 및 연료를 포함한다.In addition, both organic and inorganic materials have been proposed as possible gas generating agents. Such gaseous compositions include oxidants and fuels that react sufficiently sufficiently to produce large amounts of gas in an instant.

현재, 소디움 아지드가 가장 널리 사용되고 있으며, 가스 생성 물질로 허용되어 있다. 소디움 아지드는 명목상 산업적 세부사항 및 지침을 만족시킨다. 그럼에도 불구하고, 소디움 아지드에는 많은 불변의 문제점이 있다. 소디움 아지드는 출발물질로서는 비교적 독성이 있으며, 경구 쥐 LD50으로 측정된 독성 레벨은 45mg/kg의 범위이다. 정기적으로 소디움 아지드를 취급하는 작업자는 격심한 두통, 숨가쁨, 경련 및 다른 증상 등의 다양한 건강상의 문제를 경험해 왔다.Currently, sodium azide is the most widely used and accepted as a gas generating material. Sodium azide meets nominal industrial details and guidelines. Nevertheless, sodium azide has many constant problems. Sodium azide is relatively toxic as a starting material and the toxicity level measured by oral rat LD 50 is in the range of 45 mg / kg. Workers who regularly handle sodium azide have experienced various health problems such as severe headaches, shortness of breath, cramps and other symptoms.

게다가, 통상 소디움 아지드에는 산화제로 이황화 몰리브덴 및 황이 사용되기 때문에, 소디움 아지드 연소산물에도 독성이 있다. 이러한 물질은 반응하면, 독성 황화수소 기체, 부식성 나트륨 산화물 및 수산화나트륨 분말을 생성한다. 구조 작업자 및 자동차에 탄 사람에게는 소디움 아지드계 기체 생성제의 작용으로 생성되는 황화수소 기체와 부식성 분말 모두에 대해서 불만이 있었다.In addition, sodium azide is generally toxic to sodium azide combustion products because molybdenum disulfide and sulfur are used as oxidants. When reacted, these materials produce toxic hydrogen sulfide gas, caustic sodium oxide and sodium hydroxide powder. Rescue workers and motorists were dissatisfied with both the hydrogen sulfide gas and the corrosive powders produced by the action of sodium azide-based gas generators.

또한, 페차에서 미사용 에어백 시스템을 폐기하는 데 관한 문제가 증가할 것으로 예상된다. 이러한 추가 제한 시스템에 남아 있는 소디움 아지드가 폐차로부터 흘러나와 수질오염물이나 유독 폐기물이 될 수 있다. 사실, 폐기 후에 소디움 아지드가 배터리 산과 접촉하면, 폭발성 중금속 아지드 또는 히드라조산을 형성한다는 것이 발표되어 있다.It is also expected that there will be an increasing problem with discarding unused airbag systems in pet cars. Sodium azide remaining in this additional restriction system can flow out of the junk car and become water contaminants or toxic waste. In fact, it has been reported that sodium azide contacts explosive battery acid after disposal to form explosive heavy metal azide or hydrazoic acid.

기체 생성 조성물로 아지드계 연료를 사용하는 데 따른 단점을 극복하기 위하여, 많은 새로운 조성물이 최근 개발되어 있다. 이러한 조성물은 본 명세서에 참조되어 있으며, 함께 계류중인 1993년 8월 2일 출원된 미합중국 특허 출원 제 08/101,396호, 발명의 명칭 비테트라졸아민 가스 생성 조성물 및 사용방법에 기재 및 청구되어 있다. 상기 특허 출원에 기재되어 있는 바와 같이, 바람직한 산화제로서 산화동을 가지는 비테트라졸아민(BTA), 또는 이의 염 또는 착물을 연료로 사용한다. 조성물은 연료를 약 15 내지 약 35 중량%, 산화제를 약 60 내지 약 85 중량% 포함할 수 있다.In order to overcome the disadvantages of using azide based fuels as gas generating compositions, many new compositions have recently been developed. Such compositions are herein incorporated by reference and described and claimed in US Patent Application Serial No. 08 / 101,396, filed pending on August 2, 1993, entitled Bitetrazolamine Gas Generating Composition and Method of Use. As described in this patent application, as a preferred oxidant, bitetrazolamine (BTA) having copper oxide, or a salt or a complex thereof, is used as the fuel. The composition may comprise about 15 to about 35 weight percent fuel and about 60 to about 85 weight percent oxidant.

최근 개발된 다른 기체 생성 조성물이 본 명세서에 참조되어 있으며, 함께 계류중인 1993년 8월 10일 출원된 미합중국 특허 출원 제 08/103,768호, 발명의 명칭 기체 생성제용 테르마이트 조성물에 기재 및 청구되어 있다.Other recently developed gas generating compositions are referenced herein and are described and claimed in US Patent Application Serial No. 08 / 103,768, filed on the August 10, 1993, pending application, thermite composition for gas generating agents. .

이러한 많은 새로운 조성물이 실험실 규모에서는 쉽게 처리될 수 있으나, 이러한 처리 기술이 실제 규모의 처리에는 알맞지 않다. 기체 생성 물질의 대량 처리는 일반적으로 두가지 방법으로 실시된다. : 공급-원료는 초기에 최종 기체 생성 생성물을 얻는 것으로부터 제조한다. 최종 물질은 일반적으로 가공 처리 또는 사출성형을 통하여 생산된다. 최근, 가장 널리 퍼져 있는 최종 생성물은 직경 약 0.25 인치의 압축된 태블릿이다. 자동차 에어백의 경우, 이러한 많은 태블릿(때때로 펠렛 또는 필이라 칭함)을 사용하여 기체 백을 팽창시키기에 충분한 양의 기체를 생성시킬 수 있다.Many of these new compositions can be easily processed on a laboratory scale, but such treatment techniques are not suitable for real scale treatment. Mass treatment of gaseous products is generally carried out in two ways. The feed-stock is initially prepared from obtaining the final gaseous product. The final material is usually produced through processing or injection molding. Recently, the most widespread final product is a compressed tablet of about 0.25 inches in diameter. In the case of automotive airbags, many of these tablets (sometimes called pellets or fills) can be used to produce a sufficient amount of gas to inflate the gasbag.

펠렛은 일반적으로, 일정량의 공급-원료를 펠렛 프레스에 놓음으로써 생성된다. 이어, 공급-원료를 바람직한 펠렛 형태의 주형으로 물리적으로 가압한다. 가압한 후, 펠렛을 주형에서 분리할 수 있다.Pellets are generally produced by placing an amount of feed-stock in a pellet press. The feed-stock is then physically pressed into a mold in the form of a desired pellet. After pressing, the pellet can be separated from the mold.

기체 생성 팰렛을 효과적으로 생산하기 위해서는, 공급-원료가 펠렛 프레스 공급 빈으로부터 주형으로 쉽게 유동할 수 있는 대량 흐름 특성을 가져야만한다. 또한, 가압이 완료된 후에, 공급-원료가 주형으로부터 효과적으로 분리되어야 한다. 생산된 펠렛은 또한 상당한 파쇄 강도를 가져, 수년이상 자동차 운전대 내에 두는 경우, 힘을 받더라도 부서지거나 침식되지 않아야만 한다.In order to produce gas-generating pellets effectively, the feed-stock must have mass flow properties that can easily flow from the pellet press supply bin into the mold. In addition, after the pressurization is completed, the feedstock must be effectively separated from the mold. The produced pellets also have a significant breaking strength, so that if left on the wheel for more than a few years, it must not break or erode under force.

실질적으로 탄도학 및 안정성 면에서 아지드계 조성물보다 우수한 비-아지드계 기체 생성 조성물이라도 효과적으로 처리되지 않는다면 효과적으로 사용될 수 없다. 몇가지 새로운 조성물에 직면한 한가지 문제점은 조성물이 거대분자 레벨에서 유효하여야만 한다는 것이다. 대조적으로, 전형적인 아지드계 조성물에서는 산화제이 섞이지 않은 순수 소디움 아지드의 작은 응집작용이 허용될 수 있다. 조성물 허용도가 매우 관대하기 때문에, 각 소디움 아지드의 과립이 물리적으로 산화제에 부착되는 것을 확실히하기 위해서 이러한 아지드계 조성물을 처리할 필요는 없다.Non-azide-based gas generating compositions that are substantially superior to azide-based compositions in terms of ballistics and stability cannot be effectively used unless they are effectively treated. One problem facing some new compositions is that the compositions must be effective at the macromolecular level. In contrast, in typical azide-based compositions, small flocculation of pure sodium azide free of oxidant may be allowed. Because the composition tolerance is so generous, it is not necessary to treat such azide based compositions to ensure that the granules of each sodium azide are physically attached to the oxidant.

우수하게 실시되는, 많은 새로운 생성 조성물은 그러나, 거대 분자 레벨에서 엄격한 조성 균형을 요구하는 것으로 보인다. 그러나, 공정을 상당히 변경하지 않고서는, 아지드계 조성물을 위한 많은 공지의 처리기술이 새로운 비-아지드계 조성물을 효과적으로 처리할 수 없다.Many new product compositions, which are well practiced, however, appear to require strict compositional balance at the macromolecular level. However, without significant modification of the process, many known treatment techniques for azide-based compositions cannot effectively treat new non-azide-based compositions.

상기한 바로부터, 경제적으로, 효과적으로 압축되어, 주형으로부터 쉽게 떨어지며, 산업기준을 만족시키는 충분한 파쇄 강도를 가지는 기체 생성 태블릿을 형성할 수 있는 공급-원료를 제공하기 위하여 기체 생성 조성물을 처리하는 방법을 제공하는 진보가 본 기술 분야에서 이루어지고 있음을 알 수 있을 것이다.From the foregoing, there is provided a method of treating a gas generating composition to provide a feed-stock capable of forming a gas producing tablet that is economically and effectively compressed, easily separated from the mold, and has sufficient fracture strength to meet industry standards. It will be appreciated that advances have been made in the art.

사실, 이러한 기체 생성 조성물, 특히 새로운 비-아지드계 조성물 처리방법을 제공하는 것은 본 기술분야에서는 부가적인 진보이며, 이러한 방법에서는 대량 처리를 허용하므로 보다 정확한 조성을 달성할 수 있다.In fact, it is an additional advance in the art to provide such a gas generating composition, in particular a new non-azide based composition method, which permits mass processing and thus achieves more accurate compositions.

이러한 방법을 본 명세서에 기재하고 청구하였다.Such methods are described and claimed herein.

본 발명은 기체 생성 조성물의 공급-원료를 제조하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 비-아지드계 기체 생성 조성물을 최종형태가 되도록 압축, 사출성형 또는 이와 다른 방법으로 처리할 수 있는 형태로 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for preparing a feed-stock of a gas generating composition. In particular, the present invention relates to a process for preparing a non-azide based gas generating composition into a form that can be processed by compression, injection molding or otherwise to form a final form.

본 발명의 목적과 상기 및 기타 장점의 달성 방법을 이해하기 위하여, 상기 간략하게 기재한 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 좀더 상세히 설명할 것이다. 이러한 도면은 본 발명의 전형적인 실시형태에 관한 정보를 제공하고자 하는 것일 뿐 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해하지 말아야 하며, 도면을 사용함으로써 본 발명을 더욱 상세히 설명 및 기재할 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to understand the object of the present invention and how to achieve the above and other advantages, the present invention described above briefly will be described in detail with reference to the accompanying drawings. These drawings are only intended to provide information about exemplary embodiments of the present invention, but should not be construed as limiting the scope of the present invention. The drawings will be used to describe and describe the present invention in more detail.

도 1은 본 발명의 교시에 따른 롤 피복 공정의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a roll coating process in accordance with the teachings of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 연속 공정의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a continuous process according to the present invention.

도 3은 고정 믹서를 사용하는 본 발명의 공정 개략도이다.3 is a process schematic of the present invention using a fixed mixer.

도 4는 승화를 포함하는 본 발명의 공정 개략도이다.4 is a process schematic of the present invention including sublimation.

도 5는 적하탑을 사용하는 본 발명의 용매 추출 공정 개략도이다.5 is a schematic diagram of a solvent extraction process of the present invention using a dropping column.

도 6은 유화를 포함하는 본 발명의 공정 개략도이다.6 is a process schematic of the present invention including emulsification.

도 7은 유동층을 포함하는 본 발명의 공정 개략도이다.7 is a process schematic of the present invention including a fluidized bed.

본 발명은 기체 생성 공급-원료를 제조하는 신규한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 한 방법에 따르면, 비테르라졸아민을 포함하는 연료 및 산화동을 포함하는 산화제를 가지는 조성과 같이, 기체 생성 공급-원료는 초기에 비-아지드계 연료를 가지는 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하여 제조한다. 이어, 구성 성분을 물과 같은 담체 용매 중에 함께 혼합하여, 구성 성분 사이의 접촉 표면을 증가시켰다. 담체 용매를 안개로 아토마이징하여 첨가하고, 구성 성분에 안개를 도입하였다.The present invention relates to a novel process for producing a gas generating feedstock. According to one method of the present invention, such as a composition comprising a fuel comprising biterrazolamine and an oxidant comprising copper oxide, the gas generating feedstock is initially composed of a gas generating material having a non-azide based fuel. According to the required amount to prepare a component weighed in a predetermined ratio to prepare. The components were then mixed together in a carrier solvent such as water to increase the contact surface between the components. The carrier solvent was added atomized with fog, and fog was introduced into the components.

결합제(바람직하게는 담체 용매에 용해될 수 있는)는 구성 성분이 혼합될 때, 기체 생성 물질의 구성 성분이 응집하여 과립을 형성하기에 충분한 양으로 혼합물에 포함된다. 구성 성분이 충분히 응집된 후에, 구성 성분은 건조하여 캐리어담체를 제거한다.The binder (preferably soluble in the carrier solvent) is included in the mixture in an amount sufficient to cause the components of the gas generating material to agglomerate and form granules when the components are mixed. After the components have been sufficiently aggregated, the components are dried to remove the carrier carrier.

결합제는 약 200℃ 내지 약 500℃의 융점을 가지며, 질산염, 질소 및 산소를 기체 생성 구성 성분의 혼합물의 균형을 맞추기에 충분한 양으로 포함하는 그룹을 하나 이상 포함하는 것이 바람직하다. 결합제는 또한 무수 상태로 건조할 수 있다.The binder preferably has one or more groups having a melting point of about 200 ° C. to about 500 ° C. and comprising nitrate, nitrogen and oxygen in an amount sufficient to balance the mixture of gas generating components. The binder can also be dried anhydrous.

결합제는질산염, 당류, 아가류(argars), 검류(gums), 커플링제, 담체 용매에 대해서 약 2% 이상의 용해도를 갖는 모노머 및 폴리머, 비누화된 왁스 및 오일류, 실록산류, 탄산염류, 수지산 염류, 안정한 산화물류 및 규산염류로 구성되는 그룹에서 선택된다.Binders include nitrates, sugars, argars, gums, coupling agents, monomers and polymers having a solubility of at least about 2% in carrier solvents, saponified waxes and oils, siloxanes, carbonates, resin salts , Stable oxides and silicates.

결합제는 공급-원료 약 0.01 내지 약 2.5 중량%를 구성하도록 가하며, 오직 생산되는 공급-원료 약 0.01 내지 약 1.5 중량%을 구성하는 것이 바람직하다.The binder is added to make up about 0.01% to about 2.5% by weight of the feedstock, and preferably comprises only about 0.01% to about 1.5% by weight of the feedstock produced.

본 발명의 다른 방법에 따르면, 비-아지드계 연료를 가지는 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하여 기체 생성 공급-원료를 제조한다. 구성 성분들을 회전 믹서에 도입하고, 혼합하여 믹서 내에서 구성 성분들이 응집하여 과립을 형성하게 하였다. 이어서, 혼합물을 무수 상태로 건조할 수 있다.According to another method of the present invention, a gas production feedstock is prepared by preparing a required amount of constituent components weighed in a predetermined ratio according to the composition of the gas generating material having a non-azide fuel. The components were introduced into a rotary mixer and mixed to cause the components to aggregate in the mixer to form granules. The mixture can then be dried dry.

믹서은 바람직한 과립의 크기에 상당하는 메쉬 크기를 가지는 일련의 스크린을 포함한다. 스크린은 스크린을 통과하지 못한 응집된 과립이 믹서에서 제거될 수 있도록 배열되어 있다.The mixer comprises a series of screens having a mesh size corresponding to the size of the desired granules. The screen is arranged so that aggregated granules that do not pass through the screen can be removed from the mixer.

본 발명의 또다른 방법에 따르면, 비-아지드계 연료를 가지는 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하여 기체 생성 공급-원료를 제조한다. 믹서는 내부의 회전 블레이드가 교체되는 정적 하우징을 포함한다. 혼합물에 물을 첨가하고, 블레이드를 회전시켜, 구성 성분이 믹서 내에서 응집하여 과립을 형성하도록 한다. 최종적으로, 혼하물를 진공하에서 무수 상태로 건조한다.According to another method of the present invention, a gas production feedstock is prepared by preparing a required amount of constituents weighed in a predetermined proportion according to the composition of the gas generating material having a non-azide fuel. The mixer includes a static housing in which the rotating blades inside are replaced. Water is added to the mixture and the blades are rotated so that the components aggregate in the mixer to form granules. Finally, the mixture is dried in anhydrous state under vacuum.

혼합물에는 혼합 블레이드가 회전할 때, 기체 생성 물질의 구성 성분이 응집하여 과립을 형성하기에 충분한 양으로 결합제가 포함되는 것이 바람직하다.The mixture preferably contains the binder in an amount sufficient to cause the components of the gas generating material to agglomerate and form granules as the mixing blade rotates.

본 발명의 다른 방법에서는 산화제 및 비-아지드계 연료를 가지는 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하여, 구성 성분을 정적 믹서에 도입하여 구성 성분이 믹서 내에서 응집하여 과립을 형성하도록 하는 것을 포함한다.According to another method of the present invention, a required amount of constituents weighed at a predetermined ratio is prepared according to the composition of a gas generating substance having an oxidizing agent and a non-azide fuel, and the constituents are introduced into a static mixer so that the constituents aggregate in the mixer. To form granules.

구성 성분을 처리할 때 고정된 주변 환경을 제공하기 위하여, 정적 믹서는 아르곤이나 질소와 같은 불활성 기체로 충전하는 것이 바람직하다.In order to provide a fixed ambient when processing the components, the static mixer is preferably filled with an inert gas such as argon or nitrogen.

정적 믹서는 구성 성분이 통과하여 연료와 산화제 사이에 더 큰 응집작용을 유도할 수 있는 소정 각도의 램프가 배열된다. 또한, 믹서에서 제거되는 응집체의 크기를 조절하기 위하여 소정 각도의 스크린이 소정의 메쉬 크기로 제공된다.Static mixers are arranged with ramps of an angle that allow the components to pass through to induce greater cohesion between the fuel and the oxidant. In addition, a screen of a predetermined angle is provided in a predetermined mesh size to adjust the size of the aggregates removed from the mixer.

본 발명의 다른 방법에 있어서는, 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성성분을 필요량 준비하고, 구성 성분을 물과 같은 담체 용매와 함께 혼합하여, 용매 중에 1종 이상의 구성 성분이 용해되도록 한다. 또한, 혼합물 중에 결합제를 포함시키는 것이 바람직하다.In another method of the present invention, a required amount of components measured at a predetermined ratio is prepared according to the composition of the gas generating substance, and the components are mixed with a carrier solvent such as water to dissolve one or more components in the solvent. do. It is also desirable to include the binder in the mixture.

그리고 나서, 비접촉성 열교환기 중에서 혼합물을 가압하에 과냉시켜, 구성 성분을 용액으로부터 분리하였다. 이어, 혼합물에 질소, 암모니아 또는 이산화탄소와 같은 냉매 액체를 도입하여 동결하였다. 그리고 나서, 냉매 액체를 얼음 및 과립으로부터 분리하였다. 최종적으로, 압력을 조적하면서 열을 가하여, 동결된 용매가 승화되도록 하였다.The mixture was then subcooled under pressure in a non-contact heat exchanger to separate the components from the solution. The mixture was then frozen by introducing a refrigerant liquid, such as nitrogen, ammonia or carbon dioxide. The refrigerant liquid was then separated from ice and granules. Finally, heat was applied while adjusting the pressure to allow the frozen solvent to sublime.

본 발명의 또다른 방법은 초기에 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하는 것을 포함한다. 이 방법은 특히 비-아지드계 연료를 포함하는 기체 생성 물질의 공급-원료를 제조하는 데 유용하다. 기체생성 물질의 구성 성분 1종 이상이 일부 이상이 용해되는 제 1 용액(물이 바람직하다) 중에서 구성 성분을 함께 혼합한다.Another method of the present invention involves initially preparing the required amount of components metered in proportions according to the composition of the gas generating material. This method is particularly useful for preparing feed-stocks of gaseous products comprising non-azide fuels. One or more constituents of the gaseous substance are mixed together in a first solution (preferably water) in which at least some of the constituents are dissolved.

그리고 나서, 극성 용매 등의 제 2 용액를 제 1 용액과 혼합하였다. 이는 제 2 용액으로 채워진 적하탑을 사용하여, 제 1 용액를 적하탑의 상부에 도입하여 실시하는 것이 바람직하다. 제 2 용액은 제 1 용액과 섞일 수 있으며, 제 1 용액 중에 용해된 기체 생성 물질의 어떤 구성 성분도 실질적으로 용해되지 않는것을 선택한다. 이어, 제 1 및 제 2 용액의 혼합물로부터 침전된 기체 생성 물질의 응집체를 제거한다. 그리고 나서, 침전물을 무수 상태로 건조한다.Then, a second solution such as a polar solvent was mixed with the first solution. This is preferably carried out by introducing the first solution into the top of the dropping tower using the dropping tower filled with the second solution. The second solution may be mixed with the first solution, choosing to substantially dissolve any component of the gaseous product dissolved in the first solution. The aggregate of precipitated gaseous product is then removed from the mixture of the first and second solutions. The precipitate is then dried dry.

결합제는 응집체가 제 1 및 제 2 용액의 혼합물로부터 침전될 때, 기체 생성 물질이 응집하여 과립을 형성하기에 충분한 양으로 포함시키는 것이 바람직하다.The binder is preferably included in an amount sufficient to cause the gas generating material to agglomerate and form granules when the aggregate is precipitated from the mixture of the first and second solutions.

본 발명의 다른 방법은 바람직하게는 비-아지드계 연료를 가지는, 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하는 것을 포함한다. 제 1 용액(물이 바람직하다) 중에서 구성 성분을 함께 혼합하여, 1종 이상의 구성 성분이 적어도 부분적으로 제 1 용액에 용해되도록 하였다.Another method of the present invention comprises preparing a required amount of constituent components, metered in a predetermined proportion, depending on the composition of the gaseous product, preferably having a non-azide based fuel. The components were mixed together in a first solution (preferably water) such that at least one component was at least partially dissolved in the first solution.

그리고 나서, 트리클로로에탄, 테트라클로로에탄 또는 노난 등의 제 2 용액을 혼합물에 도입하였다. 제 2 용액은 제 1 용액과 섞이지 않으며, 제 1 용액에 용해된 기체 생성 물질의 어떤 성분도 실질적으로 용해시키지 않는 것을 선택한다.Then, a second solution such as trichloroethane, tetrachloroethane or nonane was introduced into the mixture. The second solution is chosen not to mix with the first solution and to substantially dissolve any component of the gaseous product dissolved in the first solution.

그리고 나서, 혼합물을 물리적으로 유화시키고, 원심분리기 또는 침전 탱크 등을 사용하여 혼합물에서 침전된 기체 생성 물질의 응집체를 제거한다. 결합제는 혼합물이 유화될 때, 구성 성분이 응집하여 과립을 형성하기에 충분한 양으로 포함시킨다.The mixture is then physically emulsified and centrifuges or settling tanks are used to remove aggregates of gaseous material precipitated from the mixture. The binder is included in an amount sufficient to cause the components to aggregate and form granules when the mixture is emulsified.

기체 생성 공급-원료를 제조하는 본 발명의 다른 방법에 따르면, 비-아지드계 연료를 함유하고 있는 기체 생성 물질 등의 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하는 것을 포함한다. 기체 생성 물질의 구성 성분 1종 이상이 적어도 부분적으로 제 1 용매 중에 용해 되도록, 물 등의 제 1 용매 중에서 구성 성분을 함께 혼합한다.According to another method of the present invention for producing a gas generating feedstock, preparing a required amount of the components quantified at a predetermined ratio according to the composition of the gas generating substance such as the gas generating substance containing the non-azide fuel Include. The components are mixed together in a first solvent such as water such that at least one of the components of the gas generating material is at least partially dissolved in the first solvent.

그리고 나서, 벤젠, 톨루엔, 에탄올 또는 프로판올 등의 제 2 용매를 혼합물에 도입한다. 제 2 용매는 제 1 용매와 섞일 수 있으며, 제 1 용매와 공비 혼합물(azeotrope)을 형성하는 것을 선택한다.Then, a second solvent such as benzene, toluene, ethanol or propanol is introduced into the mixture. The second solvent may be mixed with the first solvent and is chosen to form an azeotrope with the first solvent.

그리고 나서, 기체 생성 물질의 구성 성분을 제 1 용매 및 제 2 용매와 함께 혼합하고, 용매를 공비 증류한다. 결합제는 구성 성분을 혼합할 때, 구성 성분이 응집하여 과립을 형성하기에 충분한 양으로 혼합물 중에 포함시키는 것이 바람직하다.The constituents of the gaseous product are then mixed with the first solvent and the second solvent and the solvent is azeotropically distilled. The binder is preferably included in the mixture in an amount sufficient to cause the components to aggregate and form granules when the components are mixed.

본 발명의 다른 방법의 지시에 따르면, 초기에 비-아지드계 연료를 가지는 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하여 기체 생성 공급-원료를 제조한다. 기체 생성 물질의 구성 성분 1종 이상이 적어도 부분적으로 제 1 용매 중에 용해되어 혼합물을 형성하도록, 구성 성분을 제 1 용액 중에서 함께 혼합한다. 제 1 용액은 물을 포함할 수 있고; 물을 포함하지 않은 제 1 용액을 사용하면 혼합물의 최종 민감성을 감소시킨다.According to another method of the present invention, a gas production feed-stock is prepared by initially preparing the required amount of constituent components weighed in a predetermined proportion according to the composition of the gas generating material having the non-azide fuel. The components are mixed together in the first solution such that at least one of the constituents of the gaseous product is at least partially dissolved in the first solvent to form a mixture. The first solution may comprise water; Using a first solution that does not contain water reduces the final sensitivity of the mixture.

그리고 나서, 노즐을 통하여 혼합물을 공기류 또는 진공으로 분무한다. 노즐은 혼합물을 공기류를 통하여 이동할 때, 건조되어 응집체를 형성하는 소적(droplet)으로 분리하도록 배열한다. 이어, 응집체를 수집하고, 최종 생성물로 처리한다.The mixture is then sprayed through the nozzle into an air stream or vacuum. The nozzles are arranged to separate the droplets into droplets that dry out to form aggregates as they move through the air stream. Aggregates are then collected and treated with the final product.

결합제는 혼합물이 공기류으로 분무될 때, 구성 성분이 응집하여 과립을 형성하기에 충분한 양으로 혼합물 중에 포함시키는 것이 바람직하다.The binder is preferably included in the mixture in an amount sufficient to cause the components to agglomerate and form granules when the mixture is sprayed into the air stream.

본 발명의 다른 방법은 비-아지드계 연료를 가지는 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하는 것을 포함한다. 구성 성분은 건조 상태로 얻는 것이 바람직하며, 그대로, 유동층의 유입구 말단으로 도입된다. 유동상을 통해 유체 매질을 주입하여 구성 성분을 혼합한다.Another method of the present invention involves preparing a required amount of components metered in a predetermined proportion depending on the composition of the gaseous product having the non-azide fuel. The constituents are preferably obtained in a dry state and, as such, are introduced at the inlet end of the fluidized bed. Inject the fluid medium through the fluidized bed to mix the components.

구성 성분을 혼합하는 동안, 물 등의 용매를 약 60 내지 약 85℃의 온도에서 구성 성분에 도입하여, 구성 성분이 응집되도록 하였다.While mixing the constituents, a solvent such as water was introduced into the constituents at a temperature of about 60 to about 85 ° C. to allow the constituents to aggregate.

그리고 나서, 응집작용이 충분히 일어난 후, 구성 성분으로부터 용매가 제거된 건조지역으로 구성 성분을 이동시킨다. 유체 매질을 예열하고, 건조지역에서 이를 유동상으로 주입하여 용매를 제거한다. 유체 매질이 건조지역으로 주입될 때는, 압력이 감소하여, 응집된 과립이 깨지는 것을 방지한다.Then, after sufficient coagulation has taken place, the component is transferred to a dry zone from which the solvent is removed. Preheat the fluid medium and inject it into the fluidized bed in the drying zone to remove the solvent. When the fluid medium is injected into the drying zone, the pressure decreases to prevent the agglomerated granules from breaking.

본 발명의 다른 방법에 따르면, 초기에 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하여 기체 생성 공급-원료를 얻는다. 그리고 나서, 구성 성분을 물질을 동시에 그라인딩하고 혼합하는 입자크기 저감 장치로 처리한다. 결합제를 함께 포함시키고, 구성 성분과 함께 혼합하여, 그라인딩 후에, 구성 성분을 응집시킬 수 있다. 결합제는 구성 성분이 응집하여 과립을 형성하기에 충분한 양으로 혼합물 중에 첨가할 수 있다.According to another method of the present invention, a required amount of constituent components initially weighed in a predetermined proportion according to the composition of the gas generating material is prepared to obtain a gas generating feedstock. The constituents are then treated with a particle size reduction device that simultaneously grinds and mixes the materials. The binder may be included together and mixed with the components, after grinding, to aggregate the components. The binder may be added in the mixture in an amount sufficient to cause the components to aggregate to form granules.

그러므로, 본 발명의 목적은, 주형으로부터 쉽게 분리되며, 산업 기준을 만족시키기에 충분한 파쇄 강도를 가지는 기체 생성 태블릿으로 압축할 수 있는 공급-원료를 경제적이고, 효과적으로 생산하기 위한 기체 생성 조성물의 처리방법을 제공 하는 데 있다.Therefore, an object of the present invention is a method of treating a gas generating composition for economically and effectively producing a feed-raw material that can be easily separated from a mold and compressed into a gas producing tablet having a fracture strength sufficient to meet industry standards. Is to provide.

본 발명의 다른 목적은 대량 공정을 허용하여 거대분자 레벨에서 더욱 정미의 조성물을 획득하는, 이러한 기체 생성 조성물, 특히, 새로운 비-아지드계 조성물의 처리방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a process for treating such gas generating compositions, in particular new non-azide based compositions, which allows for mass processing to obtain more refined compositions at the macromolecular level.

하기의 바람직한 실시예의 설명 및 첨부된 도면 검토하면, 본 발명의 이러한 목적 또는 다른 목적 및 장점이 더욱 명백하게 될 것이다.Examination of the following description of the preferred embodiments and the accompanying drawings will make these or other objects and advantages of the present invention more apparent.

바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명Detailed Description of the Preferred Embodiments

본 발명은 펠렛으로 가압하거나 유용한 형태로 사출 성형 가능한 기체 생성 물질로부터의 다양한 공급-원료 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 지시에 따라 처리될 수 있는 기체 생성 물질의 예로는 비-아지드 연료 및 산화제를 포함하여 구성되는 조성물이 포함된다. 본 발명의 방법 중 몇가지 방법은 아지드계 기체 생성 물질의 처리 공정에도 유용하다.The present invention relates to a variety of feed-stock manufacturing methods from gas generating materials pressurized into pellets or injection moldable in useful form. Examples of gaseous materials that can be treated in accordance with the teachings of the present invention include compositions comprising non-azide fuels and oxidants. Some of the methods of the present invention are also useful for treating azide-based gas generating materials.

결합제의 사용Use of binder

본 발명의 한 방법에 따르면, 우선적으로 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정의 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하여 기체 생성 공급-원료를 제조한다. 기체 생성 물질의 구성 성분을 혼합하거나, 이와 달리 구성 성분간에 입자-입자가 접촉하도록 처리한다. 결합제는 기체 생성 물질의 구성 성분이 혼합될 때 응집되어 과립을 형성하기에 충분한 양으로 혼합물 내에 포함된다. 이 때, 응집물을 공급 연료로 사용하여 펠렛으로 가압하거나, 사출성형하여 펠렛으로 형성시키거나, 이와 달리 바람직한 형태로 형성시킬 수 있다.According to one method of the present invention, a gas production feedstock is prepared by first preparing the required amount of constituent components weighed in a predetermined proportion according to the composition of the gas generating material. The components of the gas generating material are mixed or otherwise treated to bring particle-particles into contact between the components. The binder is included in the mixture in an amount sufficient to agglomerate and form granules when the components of the gas generating material are mixed. At this time, the aggregate may be used as a feed fuel to be pressed into pellets, or injection molded to form pellets, or alternatively, may be formed in a preferred form.

현재 이 방법을 사용하기에 바람직한 기체 생성 조성물에는 주변 환경에서 응집하지 않는 구성 성분을 갖는 조성물이 포함된다. 다수의 비-아지드계 조성물이 이 조건을 만족한다. 이러한 조성물 중 하나는 상기한 BTA/CuO 조성물이다.Preferred gas generating compositions for use with the present method include compositions having components that do not aggregate in the surrounding environment. Many non-azide based compositions satisfy this condition. One such composition is the BTA / CuO composition described above.

이 방법에 따르면, 결합제는 공정 조건에서 가용성인 것을 선택하는 것이 바람직하다. 이러한 효과적인 물질은 일반적으로 물이 존재하면 민감성이 감소되므로 습윤 또는 슬러리된 상태에서 처리하는 것이 일반적이다.According to this method, it is preferred to select a binder that is soluble under process conditions. Such effective materials are generally treated in the wet or slurried state, since their sensitivity is reduced in the presence of water.

몇가지 공정에서, 물 이외의 담체 용매를 사용할 수 있다. 이러한 공정에서 결합제는 상기 담체 용매 중에 선택하여야 한다. 다른 공정에서는 연료 및 산화제를 건조 상태에서 처리할 수 있다. 이러한 공정에서, 결합제는 자체 담체 용매 내에서 가용성이도록 선택하여야 한다. 용해된 결합제를 적용한 후, 혼합물을 건조하여 담체 용매를 제거할 수 있다. 결합제가 압력 하에서 유동하여 기계적 매트릭스를 형성한다면 가용성이 아니어도 효과적으로 작용할 수 있다.In some processes, carrier solvents other than water may be used. In this process the binder must be selected in the carrier solvent. In other processes, the fuel and oxidant may be treated in a dry state. In this process, the binder should be selected to be soluble in its carrier solvent. After applying the dissolved binder, the mixture can be dried to remove the carrier solvent. If the binder flows under pressure to form a mechanical matrix, it may work effectively if not soluble.

택티파이어(tactifier)로 작용할 수 있는 어떤 물질이 결합제로 적당하다. 결합제의 주요 작용 중 하나는 연료 및 산화제가 서로 고착하여 기계적 결합을 하도록 하는 것이다. 결합되는 경우에 택티파이어를 생성하는 둘 이상의 구성 성분을 사용하여 기계적 결합을 하도록 할 수도 있다.Any material that can act as a tactifier is suitable as a binder. One of the main functions of the binder is to allow the fuel and oxidant to stick to each other for mechanical bonding. When bonded, two or more components that produce a tactile may be used to allow mechanical bonding.

결합제는 기체 생성 물질을 연소하는 동안 소모되는 것을 선택할 수 있다. 이러한 결합제는 융점이 낮은 것이 바람직하다. 이와 달리, 소모되는 것이 아니라 상기 생성 물질의 연소후 금속 또는 세라믹 슬랙으로 남아 있는 결합제를 사용할 수도 있다. 일부는 소모되고 나머지는 슬랙을 형성하는 이러한 두 종류의 결합제를 조합하여 사용할 수도 있다고 여겨진다. 대부분의 기체 생성 조성물에서, 결합제의 융점은 섭씨 약 200 내지 500도가 되어야 한다.The binder may select what is consumed during the combustion of the gas generating material. Such binders preferably have a low melting point. Alternatively, it is also possible to use binders which are not consumed but remain as metal or ceramic slags after combustion of the product. It is believed that some of these two types of binders may be used in combination, while some are consumed and others form slack. In most gas generating compositions, the melting point of the binder should be about 200 to 500 degrees Celsius.

현재 바람직하기는 결합제로 결정 강도가 상대적으로 높은 것을 선택할 수도 있다. 기체 생성 물질 중에서 어떤 다른 구성 성분의 최저 파쇄 강도보다 파쇄 강도가 높은 결합제를 선택함으로써, 결합제가 최종 산물 내에서 약하게 결합하는 것을 방지한다.It is presently preferred that the binder be selected with a relatively high crystal strength. By selecting a binder with higher fracture strength than the lowest fracture strength of any other constituent in the gas generating material, the binder is prevented from weakly binding in the final product.

결합제는 질소, 질산염 및/또는 산소를 포함하는 것을 선택하여 혼합물의 균형이 맞도록 하는 것이 유리할 수 있다.It may be advantageous to select a binder comprising nitrogen, nitrates and / or oxygen to balance the mixture.

바람직하게는, 결합제는 기체 생성 구성 성분에 대한 어떤 첨가제와 함께 건조되어 무수상태로 될 수 있다. 최근에 개발된 기체 생성 조성물용 연료 중 다수는 물 소독제이다. 따라서, 결합제가 무수 상태로 건조될 수 없다면 조성물 내에 남아있는 어떤 물이 조성물의 연소 비율에 불리한 효과를 나타낼 위험이 있다.Preferably, the binder can be dried and made anhydrous with any additives to the gas generating components. Many of the recently developed fuels for gas generating compositions are water disinfectants. Thus, if the binder cannot be dried anhydrous, there is a risk that any water remaining in the composition will have an adverse effect on the combustion rate of the composition.

유기 결합제를 에어 백에 들어가는 조성물 중에 사용하려 할 때, 이를 연소하는 동안 생성되는 일산화 탄소가 허용 가능한 수준 내에 있는지를 확인하는 것에 주의해야 한다.When attempting to use an organic binder in a composition entering an air bag, care should be taken to ensure that the carbon monoxide produced during combustion is within acceptable levels.

적당한 결합제의 예로는 3,5 디니트로톨루엔, 질산 이소프로필, 질산 칼륨, 질산 나트륨 또는 질산 리튬과 같은 유기 및 무기 질산염 물질이 포함된다. 다른 허용 가능한 결합제로는 글루코오스, 덱스트로오스 또는 프럭토오스와 같은 당류; 아가 아가 또는 젤라틴과 같은 아가; 및 크시튬 검(xythium gums), 고무나무 검 또는 합성 검(라텍스)과 같은 검이 포함된다. 부가적인 결합제로는 유기-티타네이트, 유기-지르코네이트, 유기-알루미네이트 및 유기-실리케이트와 같은 커플링제; 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 아세테이트, 라텍스, 유기 폴리머, 질화 폴리머, 또는 아지드계 모노머 및 폴리머와 같은 담체 용매 내에서 약 2 퍼센트 이상의 용해도를 갖는 모노머 및 폴리머; 비누와 같은 비누화된 왁스 및 오일; 및 실리콘 오일 및 유기-실리콘 액체와 같은 실록산이 포함된다. 또한, 결합제로 작용하는 다른 유기 및 무기 충전제도 적당할 것이다. 여기에는 탄산 칼슘, 탄산 나트륨, 중탄산 나트륨, 탄산 알루미늄과 같은 탄산염; 카르복시산의 수지산염(스테아레이트, 팔메이트, 리놀리에이트 등); 및 다른 규산염이 포함된다.Examples of suitable binders include organic and inorganic nitrate materials such as 3,5 dinitrotoluene, isopropyl nitrate, potassium nitrate, sodium nitrate or lithium nitrate. Other acceptable binders include sugars such as glucose, dextrose or fructose; Agar such as agar or gelatin; And gums such as xythium gums, gum gums or synthetic gums (latex). Additional binders include coupling agents such as organo-titanate, organo-zirconate, organo-aluminates and organo-silicates; Monomers and polymers having a solubility of at least about 2 percent in carrier solvents such as polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, latex, organic polymers, nitride polymers, or azide monomers and polymers; Saponified waxes and oils such as soaps; And siloxanes such as silicone oils and organo-silicon liquids. In addition, other organic and inorganic fillers that act as binders will also be suitable. These include carbonates such as calcium carbonate, sodium carbonate, sodium bicarbonate and aluminum carbonate; Resinates of carboxylic acids (stearate, palmate, linoleate and the like); And other silicates.

적용의 몇가지 경우, 기체 생성 물질용 연소 비율 촉매로 작용하는 결합제를 선택하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 결합제에는 탄산염, 수지산염, 카르복시산염, 안정한 산화물, 질산염 및 규산염이 포함될 수 있다.In some cases of application, it may be desirable to select a binder that acts as a burn rate catalyst for the gas generating material. Such binders may include carbonates, resinates, carboxylates, stable oxides, nitrates and silicates.

결합제는 약 0.01 내지 약 2.5 중량%를 구성하도록 가할 수 있으며, 약 0.01 내지 약 1.5중량%를 구성하는 것이 바람직하다. 결합제는 기체 생성 물질의 탄도 특성에 바람직하지 못하고 불리하도록 하는 양을 가하지 않도록 주의해야 한다.The binder may be added to constitute about 0.01 to about 2.5 weight percent, preferably from about 0.01 to about 1.5 weight percent. Care must be taken not to add amounts that are undesirable and disadvantageous to the ballistic properties of the gas generating material.

결합제를 혼합물에 가하기 위하여 다양한 방법을 사용할 수 있다. 결합제는 기체 생성 구성 성분이 혼합될 때 여기에 결합제를 단순히 도입함으로써 혼합물 내에 포함시킬 수 있다. 이와 달리, 구성 성분을 모두 함께 혼합하기 전에 하나 이상의 구성 성분과 결합제를 혼합할 수 있다.Various methods can be used to add the binder to the mixture. The binder may be included in the mixture by simply introducing the binder when the gas generating constituents are mixed. Alternatively, one or more of the components and the binder may be mixed before all of the components are mixed together.

현재, 결합제를 도입하는 바람직한 방법 중 하나는 결합제를 아토마이즈, 즉 안개화하고 아토마이즈된 형태로 혼합물에 도입하여, 혼합물 내에서 결합제의 분산을 촉진하고 혼합물의 응집이 적당한 수준이 되도록 요구되는 결합제의 양을 최소화한다.Currently, one of the preferred methods of introducing the binder is to introduce the binder into the mixture in atomized, i.e., misted and atomized form, to facilitate the dispersion of the binder in the mixture and to ensure that the aggregation of the mixture is at an appropriate level. Minimize the amount.

흐름제(flow agents) 및 처리 윤활제(process lubricant)Flow agents and process lubricants

본 발명의 한 방법에 따르면, 흐름제 또는 처리 윤활제는 공급-원료의 처리동안의 어떤 시점에서 기체 생성 구성 성분에 가할 수 있다. 혼합물을 흐름제로 처리하면 빈으로부터 펠렛 프레스 내로의 혼합물 흐름이 용이해질 것이다. 또는 흐름제 또는 처리 윤활제를 사용하면 구성 성분에 윤활작용을 하여 어떤 수득물이 큰 부피 밀도를 갖도록 한다. 기체 생성 공급 연료는 기체 생성 펠렛을 제조하기 위하여 펠렛 프레스에 공급될 때, 일관되게 허용 가능한 정제를 제조하려 한다면 프레스 다이로부터 이 물질이 깨끗이 분리되어야 한다. 몇몇 조성물은 쉽게 다이로부터 분리되지 않을 것이므로, 공급 연료의 대량 흐름(bulk flow) 특성을 촉진하기 위하여 흐름제를 혼합물에 가할 수 있다. 본 발명의 이러한 방법에 따라 윤활 첨가제를 포함시키면 윤활 작용을 하는 동시에 펠렛 프레스로부터 펠렛을 제거하기 용이할 것이다.According to one method of the invention, the flow agent or treatment lubricant may be added to the gas generating constituent at some point during the processing of the feed-stock. Treatment of the mixture with a flow agent will facilitate the flow of the mixture from the bin into the pellet press. Alternatively, flow or treatment lubricants can be used to lubricate the components so that certain products have a large bulk density. When the gaseous feed fuel is fed to a pellet press to produce gaseous pellets, the material must be cleanly separated from the press die if it is to produce a consistently acceptable tablet. Some compositions will not readily separate from the die, so a flow agent may be added to the mixture to facilitate bulk flow characteristics of the feed fuel. The inclusion of a lubricating additive according to this method of the invention will facilitate the removal of pellets from the pellet press while lubricating.

이 방법에 따라 사용되는 흐름제 및 처리 윤활제는 특정하게 조성된 기체 생성 조성물에 따른 대량 마찰(bulk friction) 특성이 허용가능하게 감소하도록 선택할 수 있다. 이러한 첨가제는 이 첨가제 및 이의 연소 생성물이 비독성이도록 선택해야 한다.The flow agents and treatment lubricants used in accordance with this method can be selected such that the bulk friction properties with the specifically formulated gas generating composition are acceptable. Such additives should be chosen such that these additives and their combustion products are non-toxic.

흐름제는 연료, 산화제 또는 불활성 특성을 갖도록 선택하여야 하고, 기체 생성 조성물의 균형이 맞도록 질산염 및/또는 산소를 포함하도록 선택하여야 한다. 또한, 흐름제는 결합제와 함께 사용할 때 무수 상태로 건조됨으로써 기체 생성 물질의 연소 비율에 미치는 어떤 효과를 최소화할 수 있다. 본 발명의 이러한 방법에 따라 사용할 수 있는 적당한 흐름제에는 Cabot Industries에 의해 상업적으로 제조된 톨로녹스(Tolonox, 400 종) 등의 규산 무수물 및 흐름제인 이들의 Cab-o-Sil 류가 포함된다. 또한, 기체 생성 물질을 아세트산염, 규산염 및 적당한 산화물로 미세 도핑하면 이들의 유동성이 증가할 것이다. 이와 달리, 알루미나 및 실리카겔과 같은 건조제 또는 초건조제도 허용 가능한 흐름제로 작용할 것이다.The flow agent should be chosen to have fuel, oxidant, or inert properties, and selected to include nitrate and / or oxygen to balance the gaseous composition. In addition, the flow agent may be dried in anhydrous state when used with the binder to minimize any effect on the combustion rate of the gas generating material. Suitable flow agents that can be used according to this method of the invention include silicic anhydrides such as Tolonox (400 species) commercially produced by Cabot Industries and their Cab-o-Sils, which are flow agents. In addition, fine doping of the gas generating materials with acetates, silicates and suitable oxides will increase their fluidity. Alternatively, desiccants or superdryers such as alumina and silica gel will also act as acceptable flow agents.

또한, 연소 비율 촉매로 작용할 수 있는 흐름제를 결합제와 함께 사용할 때 다양하게 적용할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 흐름제의 예로는 규산염, 탄산염 및 훈증 실리카(fumed silica)가 포함된다.In addition, there is an advantage that the flow agent that can act as a combustion ratio catalyst can be applied in various ways when used with the binder. Examples of such flow agents include silicates, carbonates and fumed silicas.

이같은 방법에 따라, 흐름제는 총 조성물의 약 0.5 중량%를 초과하지 말아야 하며, 총 조성물의 약 0.001 중량%를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 흐름제의 사용량을 최소화함으로써 조성물의 연소 비율 또는 다른 탄도 특성에 미치는 어떤 영향을 최소화한다.According to this method, the flow agent should not exceed about 0.5% by weight of the total composition and preferably do not exceed about 0.001% by weight of the total composition. Minimizing the amount of flow agent minimizes any effect on the burn rate or other ballistic properties of the composition.

흐름제는 가스 생성 구성 성분을 혼합할 때 가스 생성 구성 성분에 단순히 도입해 줌으로써 혼합물 내에 포함시킬 수 있다. 이와 달리, 구성 성분을 모두 함께 혼합하기 전에 흐름제를 하나 이상의 구성 성분과 혼합할 수 있다. 그러나, 공급-원료의 부피 밀도를 증가시키기 위하여 흐름제를 응집 후 구성 성분에 가하는 것이 바람직하다. 또한, 응집 후에 흐름제를 가하면 필요한 흐름제량이 최소화된다.The flow agent may be included in the mixture by simply introducing it into the gas generating component when mixing the gas generating component. Alternatively, the flow agent may be mixed with one or more components prior to mixing all of the components together. However, in order to increase the bulk density of the feedstock, it is desirable to add the flow agent to the component after aggregation. In addition, adding a flow agent after flocculation minimizes the amount of flow agent required.

다른 첨가제Other additives

본 발명의 교시에 따라 기체 생성 물질을 처리하는 동안, 결합제 및 흐름제에 부가적으로 다른 첨가제를 포함시킬 수도 있다. 연소 비율 촉매로 작용할 수 있도록 결합제 및 흐름제를 선택할 수도 있으나, 결합제 또는 흐름제로 작용하지 않는 연소 비율 촉매를 사용할 수도 있다.During the treatment of the gas generating material in accordance with the teachings of the present invention, other additives may be included in addition to the binder and flow agent. Binders and flow agents may be selected to act as burn rate catalysts, but burn rate catalysts that do not act as binders or flow agents may be used.

현재, 연소 비율 촉매로 사용하기 위하여, 기체 생성 물질의 연소 동안 완전히 소모되거나, 연소동안 고체화되어 생성기 내에서 연소시 생성되는 슬래그와 함께 잔류하는 비독성 물질을 선택하는 것이 바람직하다. 이와 달리, 기체 생성기의 여과 체계 내에 포획될 수 있는 물질을 또한 사용하여, 에어 백 속으로 미립자 파편이 들어가는 것을 피할 수 있다. 이와 달리, 생성되는 미립자 파편량이 10 미크론(PM10) 방출에 대한 산업 기준의 한계 제한 값(Threshold Limit Values, TLV) 이내가 된다면 약 PM10보다 작은 미립자를 생성하는 연소 비율 촉매를 사용할 수 있다.Currently, for use as combustion rate catalysts, it is desirable to select non-toxic materials that are either completely consumed during the combustion of the gas generating material or solidified during combustion and remain with the slag produced during combustion in the generator. Alternatively, materials that can be trapped within the filtration system of the gas generator can also be used to avoid entry of particulate debris into the air bag. Alternatively, combustion rate catalysts can be used that produce particulates less than about PM10 provided that the amount of particulate debris produced is within the industry standard Threshold Limit Values (TLV) for 10 micron (PM10) emissions.

본 발명의 교시에 따라 사용할 수 있는 연소 비율 촉매의 예로는 산화철, 산화 알루미늄, 산화 티타늄 및 산화 실리콘과 같은 산화 금속이 있다. 성공적으로 사용 가능한 다른 연소 비율 촉매에는 옥사미드와 같은 연소 비율 억제제가 포함된다.Examples of combustion rate catalysts that may be used in accordance with the teachings of the present invention include metal oxides such as iron oxide, aluminum oxide, titanium oxide and silicon oxide. Other burn rate catalysts that have been successfully used include burn rate inhibitors such as oxamides.

부가적인 사용 첨가제에는 추적제(tracing agent)가 포함된다. 추적제는 기체 생성 물질을 착색하거나 도핑하는 작용을 하여, 새는 경우에 쉽게 검출되도록 한다. 추적제에는 열적으로 안정한 무기 및 유기 염료가 포함될 수 있다. 연소 후 생겨나는 미립자 응축물이 PM10 기준으로 유지된다면 휘발성 유기 염료도 사용 가능하다.Additional use additives include tracing agents. The tracer acts to color or dope the gas generating material so that it is easily detected in the event of a leak. Tracers may include thermally stable inorganic and organic dyes. Volatile organic dyes can also be used if the particulate condensate produced after combustion is maintained on a PM10 basis.

본 발명의 공정에 따라 혼합되는 구성 성분의 성질에 따라, 혼합 영역 내에서 정전기가 증대될 가능성이 있다. 정전기적 방전으로 인하여 발화되는 경우에 위험할 것이 명백하므로, 현재, 불활성의 산소가 없는 환경에서 혼합하여 제조하는 것이 바람직하다. 이는 아르곤 또는 질소와 같은 불활성 기체를 믹서 내에서 사용함으로써 쉽게 해결할 수 있다. 산소가 없는 환경을 만들기 위하여 불활성 기체를 사용하면 여기에 개시된 어떤 방법과 유리하게 연계하여 사용할 수 있다.Depending on the nature of the constituents to be mixed in accordance with the process of the present invention, there is a possibility that static electricity is increased in the mixing zone. Since it is obvious that it will be dangerous in the case of ignition due to electrostatic discharge, it is presently desirable to prepare a mixture in an inert oxygen-free environment. This can be easily solved by using an inert gas such as argon or nitrogen in the mixer. The use of an inert gas to create an oxygen free environment can be advantageously used in conjunction with any of the methods disclosed herein.

롤 코팅Roll coating

본 발명의 교시에 따라 기체 생성 공급-원료를 제조하기 위한 한 방법에는, 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하는 것이 포함된다. 이어서, 구성 성분이 도 1의 회전 가능한 믹서(10) 내에 도입된다. 기체 생성 물질의 구성 성분을 습윤 또는 건조 상태에서 믹서 내에 도입할 수 있다. 현재 수화된 상태에서 연료를 가하고, 건조 상태에서 산화제를 가하는 것이 바람직하며, 이때 습윤 안개 또는 스프레이가 응집을 도울 것이다. 또한, 진공을 사용하면 형성되는 응집물의 크기를 조절하는데 도움이 될 것이다.One method for producing a gas generating feed-stock in accordance with the teachings of the present invention includes preparing the required amount of components metered in a predetermined proportion, depending on the composition of the gas generating material. The components are then introduced into the rotatable mixer 10 of FIG. 1. The constituents of the gaseous product may be introduced into the mixer in the wet or dry state. It is now desirable to add fuel in the hydrated state and add the oxidant in the dry state, in which wet fog or spray will assist the flocculation. In addition, the use of a vacuum will help to control the size of aggregates formed.

믹서(10)에는 상업적으로 이용가능한 펠레타이저와 같은 혼합할 구성 성분을 수용하기 위한 회전 가능한 캐비티를 갖는 어떤 통상적인 믹서가 포함된다. 믹서(10)를 회전하도록 하는 수단(나타내지 않음)이 제공된다. 구성 성분에는 연료(12), 산화제(14) 및 첨가제(16)가 포함될 수 있다. 첨가제(16)에는 결합제 또는 흐름제의 조합과 같이 본 명세서에서 제시된 어떤 첨가제들이 포함될 수 있고, 아토마이저 또는 액체 공급과 같은 다른 도입 메카니즘을 통하여 혼합물 내에 도입될 수 있다.Mixer 10 includes any conventional mixer having a rotatable cavity for receiving components to mix, such as a commercially available pelletizer. Means (not shown) are provided for rotating the mixer 10. Components may include fuel 12, oxidant 14 and additives 16. The additive 16 may include any of the additives set forth herein, such as a combination of binders or flow agents, and may be introduced into the mixture through other introduction mechanisms such as atomizers or liquid feeds.

이어서, 믹서(10)를 충분한 각속도로 회전시켜 믹서 내의 구성 성분이 응집하여 과립 또는 응집물을 형성하도록 한다. 믹서(10)을 회전시킬 때, 구성 성분을 완만한 텀블링 작용시켜, 다시 말하면 구성 성분을 서로 접촉시켜 실질적인 입자-입자 접촉이 일어나도록 함으로써, 구성 성분이 응집하는 기회를 제공한다.The mixer 10 is then rotated at a sufficient angular velocity so that the components in the mixer aggregate to form granules or aggregates. When rotating the mixer 10, the tumbling action of the constituents is gentle, that is to say that the constituents are brought into contact with each other, resulting in substantial particle-particle contact, thereby providing an opportunity for the constituents to aggregate.

믹서(10)을 회전시킬 때, 중력이 구성 성분을 믹서의 바닥으로 떨어뜨릴 때까지 구성 성분은 믹서면 위로 운반되고, 떨어진 바닥에서 믹서 면을 따라 다시 위쪽으로 구성 성분이 운반된다. 그러나, 회전 믹서(10)에 의하여 구성 성분에 미치는 작용은 반복되는 혼합 주기 후, 연장된 접촉 주기로 구성된다. 구성 성분이 믹서의 바닥에 떨어질 때 구성 성분이 혼합된다. 구성 성분이 믹서의 면을 따라 위쪽으로 운반될 때 장애 없이 실질적으로 서로 접촉하게 된다. 회전 믹서를 사용함으로써 접촉 시간이 제공되어, 응집을 통한 과립 형성이 촉진되는 것이 사실이다. 회전 용기의 각 또는 피치를 다양화하여 입자의 접촉 시간을 조절할 수 있다. 믹서가 회전하는 속도는 구성 성분에 가해지는 원심력으로 인하여 구성 성분이 회전 범위 전체에 걸쳐 믹서(10) 벽에 고착되지 않을 정도로 빨라야 한다.When rotating the mixer 10, the components are carried over the mixer side until gravity causes the components to drop to the bottom of the mixer, and the components are carried upwards again along the mixer side from the bottom away. However, the action on the components by the rotary mixer 10 consists of an extended contact period after repeated mixing cycles. The components are mixed when the components fall to the bottom of the mixer. When the components are conveyed upwards along the face of the mixer, they are brought into contact with each other substantially without obstacles. It is true that the use of a rotary mixer provides a contact time, which promotes granulation formation through flocculation. The contact time of the particles can be adjusted by varying the angle or pitch of the rotating vessel. The speed at which the mixer rotates should be fast enough that the components do not stick to the mixer 10 wall throughout the range of rotation due to the centrifugal force applied to the components.

진공 내에서 구성 성분을 혼합함으로써, 감압 비등을 통해 어떤 물 또는 다른 담체 용매를 제거할 수 있다. 또한 일반적으로 비-아지드 기체 생성 조성물을 제조할 때 바람직한 것처럼 감압 비등을 사용하여 생성 물질을 무수 상태로 할 수 있다.By mixing the components in vacuo, any water or other carrier solvent can be removed via reduced pressure boiling. It is also possible to use the reduced pressure boiling to make the product anhydrous, as is generally desirable when preparing non-azide gas generating compositions.

믹서(10)는 응집물이 믹서에서 빠져나갈 수 있는 중심선 방전 포트(20)를 갖는 구조인 것이 바람직하다. 스크린(22)은 방전 포트(20)에 위치하며 믹서를 빠져나가려는 과립이 넘어야 한다. 스크린(22)의 메쉬 크기는 제조되는 특정 조성물의 응집 요건에 따라 다양할 것이다. 그러나, 일반적으로 스크린 크기는 약 10 메쉬 내지 약 200 메쉬가 허용 가능할 것으로 생각된다. 예를 들면, 공급-원료를 직경 1/4 인치인 정제로 가압하려는 경우, 약 20 내지 약 60 메쉬의 스크린을 사용하는 것이 바람직하다.The mixer 10 is preferably of a structure having a centerline discharge port 20 through which aggregates can exit the mixer. The screen 22 is located in the discharge port 20 and the granules to exit the mixer must be crossed. The mesh size of the screen 22 will vary depending on the flocculation requirements of the particular composition made. In general, however, it is contemplated that screen sizes of about 10 mesh to about 200 mesh will be acceptable. For example, if the feed-stock is to be pressurized with tablets 1/4 inch in diameter, it is preferred to use a screen of about 20 to about 60 mesh.

스크린(22)은 방전 포트(20)에 대하여 스크린(22)를 통과하는 입자가 믹서(10) 안으로 다시 떨어지도록 위치하여, 입자가 부가적인 텀블링 작용에 노출되고 더욱 응집되도록 한다. 따라서, 200 메쉬 스크린을 사용하면 약 100 미크론보다 작은 응집이 통과됨으로써 믹서(10)를 빠져나가는 응집물 모두가 약 100미크론-기체 생성 공급-원료 제조시 일반적으로 바람직한 크기를 초과하는 것이 확실하다.The screen 22 is positioned so that the particles passing through the screen 22 fall back into the mixer 10 with respect to the discharge port 20, so that the particles are exposed to additional tumbling action and are further aggregated. Thus, the use of a 200 mesh screen ensures that agglomerations less than about 100 microns are passed so that all agglomerates exiting the mixer 10 will generally exceed the desired size in the production of about 100 microns-gas generated feed-raw material.

혼합물 내에 사용되는 결합 물질의 양 및 종류와 처리 압력을 조절함으로써,최대 응집물 크기를 허용 가능한 크기 내로 제한할 수 있다. 그러나, 이 바람직한 실시형태에서, 너무 크게 만든 응집물이 믹서(10)를 빠져나가는 것을 방지하기 위하여 스크린을 제공하지 않는다. 그러나, 믹서(10)를 빠져나가도록 허용되는 최대 크기 입자를 조절하기 위하여 부가적인 스크린을 제공할 수 있음을 고려해야 한다.By controlling the amount and type of binding material used in the mixture and the processing pressure, the maximum aggregate size can be limited to an acceptable size. However, in this preferred embodiment, no screen is provided to prevent aggregates made too large from leaving the mixer 10. However, it should be taken into account that additional screens may be provided to control the maximum size particles allowed to exit the mixer 10.

스크린(22)을 넘기에 충분히 큰 응집물은 방전 포트(20)를 통하여 믹서(10)를 빠져나간다. 전환기(diverter, 24)는 공급-원료를 두 컨테이너(26) 중 하나로 전환할 수 있도록 방전 포트(20)를 지나 방전 통로를 따라 제공되는 것이 바람직하다. 한 컨테이너가 채워지면 전환기(24)를 작동시켜 다른 컨테이너로 흐름을 전환함으로써 감압 환경 하에 공정이 진행되도록 할 수 있다.Agglomerates large enough to cross the screen 22 exit the mixer 10 through the discharge port 20. A diverter 24 is preferably provided along the discharge passageway through the discharge port 20 so as to convert the feed-raw material into one of the two containers 26. Once one container is filled, the diverter 24 can be operated to divert the flow to another container, allowing the process to proceed under reduced pressure.

이 방법은 배치 공정 또는 반-배치 공정으로서 쉽게 효과적으로 사용할 수 있음을 고려해야 한다. 반-배치 공정에서 본 발명의 상기 방법에 따라 기체 생성 물질을 제조하는 경우, 소정량의 응집물이 컨테이너(26)에 수집될 때까지 상기 구성 성분을 처리하고, 이어서 부가적인 구성 성분을 믹서(10)에 가한다. 도 1에서와 같이 중심선 방전을 갖는 믹서는 반-배치 공정에 사용하기에 특히 적당하다.It should be considered that this method can be easily used effectively as a batch process or a semi-batch process. In the case of producing a gas generating material according to the method of the present invention in a semi-batch process, the components are processed until a predetermined amount of aggregates are collected in the container 26, and then the additional components are added to the mixer 10. ) Mixers with centerline discharges as in FIG. 1 are particularly suitable for use in semi-batch processes.

연속적인 롤 피복 공정도 본 발명의 이 방법에 따라 실시할 수 있다. 연속 공정을 실시하기 위하여, 회전 건조기 또는 드럼을 사용함을 통해서와 같이 연장된 벽면을 갖는 믹서를 사용한다. 믹서는 구성 성분이 믹서의 한쪽 말단으로부터 다른쪽으로 흘러가기 쉬운 각도로 위치시키는 것이 바람직하다. 이와 달리, 물질을 입구로부터 방전 포트로 밀어내기 위하여 믹서 내에서 플라이트(flight)를 사용할 수 있다.Continuous roll coating processes can also be carried out according to this method of the invention. In order to carry out the continuous process, a mixer with an extended wall is used, such as through the use of a rotary dryer or drum. The mixer is preferably positioned at an angle where components are likely to flow from one end of the mixer to the other. Alternatively, a flight can be used in the mixer to push the material from the inlet to the discharge port.

연속 혼합Continuous mixing

본 발명에 따라 기체 생성 공급-원료를 제조하기 위한 부가적인 방법은, 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하고, 이 구성 성분을 연속식 믹서 내에 도입하는 것을 포함한다. 연속식 믹서는 내부에 혼합 블레이드가 회전 가능하도록 배치되어 있는 정적 하우징을 포함한다. 이러한 믹서의 예로는 도 2의 쌍축 압출기(40)가 있다.An additional method for producing a gas generating feedstock according to the present invention comprises preparing a required amount of components metered in a proportion according to the composition of the gas generating material and introducing the components into a continuous mixer. . The continuous mixer includes a static housing in which the mixing blade is rotatably disposed. An example of such a mixer is the twin screw extruder 40 of FIG. 2.

본 발명의 상기 방법에 따라 성공적으로 사용할 수 있는 다른 믹서로는 J.H.Day가 제조한 이중 리본 블렌더, Babcock-Gardner가 제조한 리본 블렌더, Patterson이 제조한 리본 믹서, Marion이 제조한 패들 블렌더 및 미시건 Sagninaw의 APV가 제조한 모델 1000 공-반죽기(co-kneader)와 같은 공-반죽기가 포함된다.Other mixers that can be used successfully according to the method of the present invention include dual ribbon blenders manufactured by JHDay, ribbon blenders manufactured by Babcock-Gardner, ribbon mixers manufactured by Patterson, paddle blenders manufactured by Marion and Michigan Sagninaw. Co-dough such as a model 1000 co-kneader manufactured by APV.

쌍축 혼합기(40)에는 두 개의 혼합 축(44)이 회전을 위하여 배치되어 있는 하우징(42)이 포함되어 있다. 축이 회전할 때 블레이드(44)을 닦는 와이퍼 블레이드(46)이 하우징에 부착되어 있어, 구성 성분이 믹서 내에서 혼합되도록 유도한다. 축(44)이 회전할 때, 믹서 안의 구성 성분은 축(44)에 의하여 믹서의 길이를 따라 움직인다.The twin screw mixer 40 includes a housing 42 in which two mixing shafts 44 are arranged for rotation. A wiper blade 46 is attached to the housing that wipes the blade 44 as the shaft rotates, inducing the components to mix in the mixer. As the shaft 44 rotates, the components in the mixer are moved along the length of the mixer by the shaft 44.

이 방법에 따라, 기체 생성 공급-원료를 조성하는 경우 사용되는 구성 성분은 단계적으로 믹서 내에 도입될 수 있다. 따라서, 도 2에서와 같이 연료(48)를 초기에 가할 수 있다. 믹서(40) 길이 훨씬 아래에서 상기와 같은 결합제(50)를 가하고 연료(48)와 함께 안에서 혼합할 수 있다. 최종적으로 산화제(52)를 연료(48) 및 결합제(50) 혼합물에 가하고 혼합하여 최종 공급 연료를 형성할 수 있다. 혼합 축(44)을 회전시킬 때, 구성 성분을 혼합하고 응집시켜 과립이 되도록 한다. 조성물의 중량 %를 주의깊게 조절하기 위하여 감량 공급기(loss-in-weight feeders)를 사용할 수 있다. 부피를 기초한 조성을 위해 용량 공급기를 사용할 수 있다.According to this method, the constituents used in forming the gas generating feedstock can be introduced into the mixer step by step. Thus, fuel 48 can be initially added as in FIG. 2. Much such mixer 50 can be added far below mixer 40 and mixed in with fuel 48. Finally, oxidant 52 may be added to the fuel 48 and binder 50 mixture and mixed to form the final feed fuel. When rotating the mixing shaft 44, the components are mixed and coagulated to form granules. Loss-in-weight feeders can be used to carefully control the weight percent of the composition. Dosage feeders can be used for volume based compositions.

구성 성분 공급기의 상대적 위치는 특정 적용에 따라 조절할 수 있다. 제시된 실시 형태에서는 다양한 구성 성분이 단계적으로 믹서 내에 도입되고 있으나, 본 발명의 이러한 방법을 모든 구성 성분이 믹서 내 동일한 위치에서 도입되도록 고려할 수도 있다. 그러나, 단계적으로 구성 성분을 혼합함으로써 혼합 공정을 더욱 잘 조절하여, 더욱 일관되게 조성된 최종 산물을 제조할 수 있다.The relative position of the component feeders can be adjusted according to the particular application. Although various components are introduced into the mixer step by step in the embodiments shown, this method of the present invention may be considered such that all components are introduced at the same location in the mixer. However, by mixing the components in stages, the mixing process can be better controlled to produce a more consistently formulated final product.

건조 단계를 본 발명의 이러한 방법에 포함시킬 수 있다. 이러한 한 실시형태에 따라, 혼합물을 진공(54)에 도입하여 약 1mmHg로 감압하고 섭씨 약 75도로 가열하여 혼합물로부터 물을 제거한다.Drying steps can be included in this method of the invention. According to one such embodiment, the mixture is introduced into a vacuum 54 to depressurize to about 1 mm Hg and heated to about 75 degrees Celsius to remove water from the mixture.

정적 혼합Static mixing

본 발명의 다른 방법에서는 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하여, 구성 성분을 정적 믹서에 도입하는 것을 포함한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 발명의 이러한 방법에 따라 사용하기 위하여 배열되는 정적 믹서(60)은 연료 빈(62) 및 산화제 빈(64)을 포함한다. 연료 공급튜브(66)는 연료 빈(62)에 연결되고, 이에 상당하는 산화제 공급 튜브(68)는 산화제 빈(64)에 연결된다.Another method of the present invention includes preparing a required amount of components weighed at a predetermined ratio according to the composition of the gas generating substance, and introducing the components into the static mixer. As shown in FIG. 3, a static mixer 60 arranged for use in accordance with this method of the invention includes a fuel bin 62 and an oxidant bin 64. The fuel supply tube 66 is connected to the fuel bin 62, and the oxidant supply tube 68 corresponding thereto is connected to the oxidant bin 64.

이러한 바람직한 실시형태에 있어서, 공급 튜브(66 및 68)는 중력 공급된다. 그러므로, 튜브(66 및 68)는 정적 혼합 막대(72)가 유로(flow path)를 가로질러 무작위로 이어진 아래쪽의 공동혼합영역(70)으로 이어진다. 혼합영역(70) 아래에는, 혼합물이 결합제에 가해질 수 있는 안개 지역(74)이 제공된다. 이러한 바람직한 실시형태에 있어서는, 한 쌍의 소정 각도의 램프(76)가 안개 지역(74)의 아래에 배치된다. 소정 각도의 램프(76)에 뒤에는 복수의 소정 각도의 스크린(78)이 위치하며, 이들은 유로에 대하여 θ의 각으로 배치된다. 해당 기술 분야의 숙련자에게는 사용된 소정 각도의 램프 및 소정 각도의 스크린의 수가 제조될 특정 조성물에 따라 달라질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 또한, 각 램프 및 스크린이 유로에 대하여 배열된 각은 특정 적용을 위한 공정을 최적화하기 위하여 변형될 수 있다.In this preferred embodiment, feed tubes 66 and 68 are gravity fed. Therefore, the tubes 66 and 68 lead to the bottom mixing zone 70 where the static mixing rod 72 randomly crosses the flow path. Below the mixing zone 70 is provided a fog zone 74 in which the mixture can be applied to the binder. In this preferred embodiment, a pair of ramps 76 at a predetermined angle is disposed below the fog area 74. Behind the lamp 76 of a predetermined angle, a plurality of predetermined angles of screens 78 are located, which are arranged at an angle of θ with respect to the flow path. It will be apparent to those skilled in the art that the number of lamps of an angle and the screen of an angle used may vary depending on the particular composition to be manufactured. In addition, the angle at which each lamp and screen is arranged relative to the flow path can be modified to optimize the process for a particular application.

작동시에는, 연료 빈(62)으로 적합한 연료가 제공되며, 산화제 빈(64)으로는 적합한 산화제가 제공된다. 연료 공급 튜브(66) 및 산화제 공급 튜브(68)의 직경은 연료(62) 및 산화제(66)의 최종 속도에 따라 조절하여, 연료 및 산화제가 적당한 비로 혼합영역(70)에 공급되도록 한다.In operation, a suitable fuel is provided to fuel bin 62 and a suitable oxidant to oxidant bin 64. The diameters of the fuel supply tube 66 and the oxidant supply tube 68 are adjusted in accordance with the final speeds of the fuel 62 and the oxidant 66 such that the fuel and the oxidant are supplied to the mixing region 70 at an appropriate ratio.

연료 및 산화제는 혼합영역(70)에 도달할 때, 유로 내에 있는 혼합막대(72)와 충돌한다. 그 결과로, 연료와 산화제가 상당히 혼합된다.When the fuel and oxidant reach the mixing zone 70, they collide with the mixing rod 72 in the flow path. As a result, the fuel and oxidant are mixed considerably.

정적 믹서 내에서 혼합되는 구성 성분의 특성에 따라, 혼합영역(70)에서의 정전기적 증강(buildup)의 가능성이 있다. 정전기적 전하의 경우 본래 위험성이 분명하기 때문에, 이런 경우에는 불활성 환경에서 정적 혼합을 실시하는 것이 바람직하다. 이는 정적 믹서 내에서 질소와 같은 불활성 기체를 사용함으로써 쉽게 달성된다.Depending on the nature of the components that are mixed in the static mixer, there is a possibility of electrostatic buildup in the mixing zone 70. In the case of electrostatic charges, since the risks are obvious inherently, it is preferable to carry out static mixing in an inert environment. This is easily accomplished by using an inert gas such as nitrogen in a static mixer.

혼합영역(70)을 통과한 후, 혼합된 연료 및 산화제는 안개 지역(74)으로 이동한다. 안개는 본 명세서에 기재된 것과 같은 아토마이즈된 결합제를 포함할 수 있다. 안개 지역(74)에서는, 결합제(74)가 연료 및 산화제 입자와 접촉하게 된다. 그러므로, 안개 지역(74)의 밀도는 얼마나 많은 결합제(74)가 구성 성분 혼합물에 가해질 것인가에 따라 조절된다.After passing through mixing zone 70, the mixed fuel and oxidant move to fog zone 74. The fog may include atomized binders as described herein. In the fog zone 74, the binder 74 is in contact with the fuel and oxidant particles. Therefore, the density of the fog zone 74 is adjusted depending on how much binder 74 will be applied to the constituent mixture.

그리고 나서, 입자는 연료와 산화제 사이의 입자-입자 접촉을 유도하는 소정 각도의 램프(76)과 접촉하게 된다. 혼합물은 이제 결합제를 포함하기 때문에, 소정 각도의 램프(76)를 따라 이동될 때, 구성 성분이 쉽게 과립으로 응집한다. 과립화된 혼합물이 소정 각도의 스크린(78)에 도달하면, 공급-원료로 사용하기 위한 소정 크기 이상의 과립이 쉽게 분리될 수 있다.The particles then come into contact with the lamp 76 at an angle that induces particle-particle contact between the fuel and the oxidant. Since the mixture now contains a binder, the components easily aggregate into granules when moved along the ramp 76 at an angle. When the granulated mixture reaches the screen 78 at an angle, granules of a predetermined size or more for use as feedstock can be easily separated.

이러한 바람직한 실시형태에 있어서, 램프(76) 및 스크린(78)과 유로 사이의 배열각 θ는 45도가 바람직하다. 그러나, 해당 기술분야의 숙련자에게는 최적 배열각 θ가 혼합되는 특정 구성 성분 및 얻고자하는 과립의 바람직한 크기에 따라 변화될 수 있다는 것이 명백할 것이다.In this preferred embodiment, the array angle θ between the lamp 76 and the screen 78 and the flow path is preferably 45 degrees. However, it will be apparent to those skilled in the art that the optimum configuration angle θ may vary depending on the particular component to be mixed and the desired size of the granules to be obtained.

스크린(78)을 통과하여 떨어진 과립을 안개 지역(74)의 믹서로 재도입할 수 있다. 이와 달리, 아직 최소 크기가 되지 못한 과립 입자는 도 3에 나타낸 바와 같이, 추가 안개 지역(80), 소정 각도의 램프(82) 및 소정 각도의 스크린(84)를 포함하여 이루어지는 분리 공정으로 도입될 수 있다.Granules that have fallen through the screen 78 may be reintroduced into the mixer of the fog zone 74. Alternatively, granulated particles that have not yet reached their minimum size may be introduced into a separation process comprising an additional fog zone 80, a predetermined angle ramp 82 and a predetermined angle screen 84, as shown in FIG. Can be.

혼합되는 특정 조성물에 따라, 결합제를 사용할 필요가 없을 수도 있다. 물론, 결합제가 사용될 필요가 없는 경우에는 안개 지역(74)이 제거될 수 있다. 그리고 나서, 혼합영역(70)에서 응집작용이 일어난다. 혼합영역(70)에서 응집이 충분히 일어난 경우에는, 소정 각도의 램프(76)를 제거할 수 있다. 그러나, 혼합영역(70)에서는 입자-입자 접촉시간이 매우 짧기 때문에, 혼합물이 소정 각도의 스크린(78)을 지나기 전에 충분한 입자 크기를 얻기 위해서는, 대부분의 적용에서 소정 각도의 램프(76)를 사용하여 응집을 증진시킬 필요가 있다.Depending on the specific composition to be mixed, it may not be necessary to use a binder. Of course, the fog area 74 can be removed if the binder does not need to be used. Then, agglomeration takes place in the mixing region 70. When agglomeration sufficiently occurs in the mixed region 70, the lamp 76 at a predetermined angle can be removed. However, since the particle-particle contact time is very short in the mixing zone 70, in order to obtain sufficient particle size before the mixture passes through the screen 78 at a predetermined angle, the lamp 76 at a predetermined angle is used in most applications. To increase coagulation.

동결 건조Freeze drying

기체 생성 공급-원료를 제조하기 위한 본 발명의 다른 방법은 초기에 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하여 기체 생성 공급-원료를 얻는 것을 포함한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 구성 성분에는 BTA 등의 연료(90)와 산화동 등의 산화제(92)가 포함될 수 있다. 결합제 등의 첨가제(94)가 또한 포함될 수 있다.Another method of the present invention for producing a gaseous feed-stock comprises initially preparing the required amount of components metered in a predetermined proportion, depending on the composition of the gaseous product, to obtain a gaseous feed-stock. As shown in FIG. 4, the component may include a fuel 90 such as BTA and an oxidant 92 such as copper oxide. Additives 94 such as binders may also be included.

믹서(96)에 구성 성분을 넣고, 물(98) 등의 용매와 함께 혼합하여 기체 생성 물질의 1 종 이상의 성분이 적어도 부분적으로 용해되도록 한다. 혼합되는 구성 성분의 용해도에 따라, 혼합물에 약간의 열(100)을 가하여, 1종 이상의 구성 성분의 용해도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, BTA 및 산화동을 혼합할 때는 혼합물을 약 100℃로 가열하여 물 중에서의 BTA의 용해도를 향상시키는 것이 바람직하다.The constituents are placed in the mixer 96 and mixed with a solvent such as water 98 such that at least one component of the gaseous product is at least partially dissolved. Depending on the solubility of the constituents being mixed, some heat 100 may be added to the mixture to improve the solubility of one or more constituents. For example, when mixing BTA and copper oxide, it is desirable to heat the mixture to about 100 ° C. to improve the solubility of BTA in water.

그리고 나서, 혼합물을 비접촉성 열교환기(102)를 통과시켜, 미리 냉각한다. 이러한 방법에 사용되는 형태의 비접촉성 열교환기로는 열교환기의 냉매와 물리적인 접촉없이 구성 성분 혼합물을 냉각시킬 수 있는 것이라면 어떤 것이든 사용할 수 있다. 이러한 열교환기의 예로는 쉘 및 튜브, 플레이트 및 프레임 및 나선형 튜브등 이 있다.The mixture is then passed through a non-contact heat exchanger 102 and cooled beforehand. Non-contact heat exchangers of the type used in this method may be used as long as the component mixture can be cooled without physical contact with the refrigerant of the heat exchanger. Examples of such heat exchangers include shells and tubes, plates and frames, and spiral tubes.

유체 흐름이 믹서(96)로부터 열교환기(102)를 통과하도록 하는 데는 펌프(104) 또는 다른 수단을 사용할 수 있다. 이어, 과냉된 혼합물은 냉각 탱크(106)로 유입되어, 실질적으로 0℃ 이하(또는 물이 아닌 경우, 실질적으로 담체 용매의 어는 점 이하)의 액상 온도를 가지는 이산화탄소, 암모니아 또는 질소와 같은 액체 냉매와 혼합된다. 현재 바람직한 방법에서는, 작업하기에 안전하고, 저가로 이용할 수 있기 때문에, 액체 이산화탄소를 사용한다.Pump 104 or other means may be used to allow fluid flow to pass through the heat exchanger 102 from the mixer 96. The supercooled mixture then enters cooling tank 106 and has a liquid refrigerant, such as carbon dioxide, ammonia or nitrogen, having a liquidus temperature substantially below 0 ° C. (or below freezing point of the carrier solvent, if not water). Mixed with In the presently preferred method, liquid carbon dioxide is used because it is safe to work and available at low cost.

혼합물이 냉각 탱크(106)로 유입될 때, 물은 사실상 즉시 얼게 되므로, 구성 성분은 물의 냉동 결정 내에 갖히게 된다. 냉각 탱크(106)에는 상대적으로 따뜻한 구성 성분 혼합물이 냉각 탱크(106)으로 도입될 때, 액체 냉매에서 끓어 오른 기체를 방출하기 위한 통기 구멍(108)을 가진다. 열교환기(102)에서 미리 냉각되는 양을 최대화함으로써, 이러한 액체 냉매의 손실을 최소화할 수 있다. 이어, 동결된 혼합물을 승화 탱크(112)에 도입하고, 감압에서 유지시켰다. 승화 탱크(112)에서는 혼합물이 감압 비등(reduced pressure boiling)에 의해서 건조될 수 있다.As the mixture enters the cooling tank 106, the water freezes substantially immediately, so that the constituents are contained in the freezing crystals of the water. The cooling tank 106 has vent holes 108 for releasing gas boiled in the liquid refrigerant when a relatively warm constituent mixture is introduced into the cooling tank 106. By maximizing the amount of pre-cooling in the heat exchanger 102, this loss of liquid refrigerant can be minimized. The frozen mixture was then introduced into sublimation tank 112 and maintained at reduced pressure. In the sublimation tank 112, the mixture may be dried by reduced pressure boiling.

냉각 탱크(106)로 유입되기 전에 물을 과냉각할 때, 실질적으로 용해된 연료 (또는 다른 구성 성분) 모두가 녹지않고, 용액에서 분리된다. 이러한 방법을 사용함으로써 얻어지는 에너지 절약 효과를 연료로 BTA를, 산화제로 산화동을, 용매로는 물을 사용한 기체 생성제에 적용한 방법을 시험하여 나타내었다. -23℃에서 과냉각된 물의 열전도도는 5.222cal/℃-cm-hr이고, 0℃에서 과냉각된 물의 열전도도는 5.439cal/℃-cm-hr이다. -23℃에서 산화동의 열전도도는 약 2.853cal/℃-cm-hr이고, 0℃에서 산화동의 열전도도는 약 2.730cal/℃-cm-hr이다. 이러한 차이 때문에, 선택적으로 BTA 연료의 결정이 산화동 표면쪽으로 이동하게 된다. 상변이가 빠르게 일어나기 때문에, 용해된 연료로부터 형성된 미립자의 양이 제한되도록 과냉각 단계가 수행되어야만 한다.When water is subcooled before entering the cooling tank 106, substantially all of the dissolved fuel (or other components) is not dissolved and is separated from the solution. The energy-saving effect obtained by using such a method was tested by showing a method of applying a gas generating agent using BTA as a fuel, copper oxide as an oxidant, and water as a solvent. The thermal conductivity of water supercooled at -23 ° C is 5.222cal / ° C-cm-hr, and the thermal conductivity of water supercooled at 0 ° C is 5.439cal / ° C-cm-hr. The thermal conductivity of copper oxide at -23 ° C is about 2.853cal / ° C-cm-hr, and the thermal conductivity of copper oxide at 0 ° C is about 2.730cal / ° C-cm-hr. Because of this difference, the crystals of the BTA fuel are selectively moved towards the copper oxide surface. Since phase transitions occur rapidly, the supercooling step must be performed to limit the amount of particulates formed from the dissolved fuel.

승화 탱크(112)에서 처리하어 물 또는 다른 용매를 제거한 후, 이어 얻어진 공급-원료를 최종 가스 생성 생성물을 제조하는 데 사용할 수 있다.After treatment in the sublimation tank 112 to remove water or other solvents, the obtained feed-stock can then be used to produce the final gas product.

용매 추출Solvent extraction

기체 생성 공급-원료를 제조하기 위한 본 발명의 다른 방법은 초기에 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하여 기체 생성 공급-원료를 얻는 것을 포함한다. 도 5에 나타낸 바와 같이 구성 성분을 믹서(130)에 도입한다. 구성 성분으로는 BAT 등의 연료(132), 산화동 등의 산화제(134)가 포함될 수 있다. 결합제 등의 첨가제(136)가 또한 포함될 수 있다.Another method of the present invention for producing a gaseous feed-stock comprises initially preparing the required amount of components metered in a predetermined proportion, depending on the composition of the gaseous product, to obtain a gaseous feed-stock. As shown in FIG. 5, the component is introduced into the mixer 130. The component may include a fuel 132 such as BAT and an oxidizer 134 such as copper oxide. Additives 136 such as binders may also be included.

구성 성분을 믹서(130)에 넣고, 물 또는 염화 메틸렌 등의 담체 용매와 함께 혼합한다. 이러한 바람직한 방법에서는, 물(138)이 사용된다. 구성 성분을 물(138) 중에서 혼합하여, 기체 생성 물질의 1종 이상의 구성 성분 적어도 부분적으로를 물 중에 용해시키면, 기체 생성 물질 1종 이상이 용해되고, 나머지 구성 성분은 현탁된 제 1 용액(140)이 형성된다. 혼합된 구성 성분의 용해도에 따라, 혼합물에 약간의 열(142)을 가하여 구성 성분 1종 이상의 용해도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, BAT와 산화동을 혼합할 때는 혼합물을 약 100℃로 가열하여 물 중의 BAT의 용해도를 향상시키는 것이 바람직하다.The components are placed in the mixer 130 and mixed with a carrier solvent such as water or methylene chloride. In this preferred method, water 138 is used. When the components are mixed in water 138 and at least part of one or more components of the gas generating material are dissolved in water, one or more of the gas generating materials are dissolved, and the remaining components are suspended first solution (140). ) Is formed. Depending on the solubility of the mixed constituents, some heat 142 may be added to the mixture to improve the solubility of one or more of the constituents. For example, when mixing BAT and copper oxide, it is desirable to heat the mixture to about 100 ° C. to improve the solubility of BAT in water.

그리고 나서, 제 1 용액(140)과 섞일 수 있으며, 기체 생성 물질의 구성 성분이 실질적으로 용해되지 않는 제 2 용액(144)을 제 1 용액(140)에 가한다. 예를 들어, 물 중에 BAT 및 산화동이 용해된 기체 생성 조성물을 제조할 때, 적당한 제 2 용액(144)은 부탄올 등의 알코올을 포함한다. 암모니아 및 다른 극성 용매가 또한 제 2 용매로서 성공적으로 사용될 수 있다.Then, a second solution 144 may be added to the first solution 140, which may be mixed with the first solution 140 and in which the constituents of the gaseous product are not substantially dissolved. For example, when preparing a gas generating composition in which BAT and copper oxide are dissolved in water, a suitable second solution 144 includes an alcohol such as butanol. Ammonia and other polar solvents can also be used successfully as the second solvent.

연속 분리하기 위해서는, 제 2 용액(144)으로 채워진 적하탑(146)를 사용하여 제 1 용액(140)을 제 2 용액(144)에 도입하는 것이 바람직하다. 제 1 용액(140)을 작은 소적(droplet)으로 분산시키는 침수 노즐(148)을 통하여 제 2 용액으로 주입하여, 제 1 용액을 제 2 용액(144)으로 도입하는 것이 바람직하다.For continuous separation, it is preferable to introduce the first solution 140 into the second solution 144 using the dropping tower 146 filled with the second solution 144. It is preferable to introduce the first solution into the second solution 144 by injecting the first solution 140 into the second solution through an immersion nozzle 148 which disperses the small solution into small droplets.

적하탑(146) 내에서 제 1 용액(140)의 소적이 제 2 용액(144)과 혼합되기 시작할 때, 제 1 용액(140) 중의 물이 제 2 용액과 혼합된다. 기체 생성 용액의 구성 성분이 제 2 용액(144)에는 용해되지 않기 때문에, 제 2 용액(144)이 제 1 용액(140)과 혼합될 때, 용해된 구성 성분이 용액으로부터 분리되는 경향이 있다.When droplets of the first solution 140 begin to mix with the second solution 144 in the dropping tower 146, the water in the first solution 140 is mixed with the second solution. Since the constituents of the gaseous product solution are not dissolved in the second solution 144, when the second solution 144 is mixed with the first solution 140, the dissolved constituents tend to separate from the solution.

용액 중에 현탁되어 있는 녹지 않은 구성 성분이 시드(seed)로 작용하여, 용해된 구성 성분이 용액으로부터 침전하기 쉽게 한다. 예를 들어, 물 중의 BTA/산화동 조성물을 처리할 때, 비용해성 산화동이 시드로 작용하여, BTA 결정이 자라고, 피복으로 산화동이 결합되어, BTA가 용액에서 분리된다.Undissolved constituents suspended in solution act as seeds, making dissolved constituents easy to precipitate from solution. For example, when treating the BTA / copper oxide composition in water, insoluble copper oxide acts as a seed, BTA crystals grow, copper oxide bonds to the coating, and the BTA is separated from the solution.

본 명세서에 기재된 바와 같은, 택티파이어(tactifier) 또는 다른 결합제를 사용하여 BTA 결정을 기계적 결합을 통하여 서로 응집시킬 수 있다. 그러므로, 용액에서 침전한 새로운 BTA 결정이라면 어떤 것이든 결합제를 사용하여 다른 과립과 결합될 수 있다.As described herein, tactifiers or other binders may be used to aggregate the BTA crystals with each other through mechanical bonding. Therefore, any new BTA crystal precipitated in solution can be combined with other granules using a binder.

그리고 나서, 기체 생성 물질의 응집체를 적하탑(146)로부터 제거한다. 과량의 물은 통상의 건조 공정(150)으로 제거할 수 있다. 얻어진 공급-원료는 최종 기체 생성 생성물을 형성하는 분말 사출성형이나 펠렛 공정에 사용가능한 형태이다.Then, the aggregate of the gas generating material is removed from the dropping tower 146. Excess water may be removed by conventional drying process 150. The feed-stock obtained is in a form usable for powder injection molding or pellet processing to form the final gas product.

적하탑(146) 내의 용액은 용액 제거 공정(152)를 통하여 연속적으로 순환하여, 공지의 용액 분리 기술로 제 2 용액(144)으로부터 물을 분리한다. 이어, 제 2 용액(144)을 적하탑(146)로 역순환시켜, 제적하탑(146) 내의 제 2 용액 (144)을 충분한 양으로 유지시킬 수 있다.The solution in the dropping tower 146 is circulated continuously through the solution removal process 152 to separate water from the second solution 144 using known solution separation techniques. Subsequently, the second solution 144 may be reversely circulated to the dropping tower 146 to maintain the second solution 144 in the dropping tower 146 in a sufficient amount.

이러한 용액 추출법은 구성 성분이 제 1 용액(140) 중에서 혼합된 후에 소정량의 제 2 용액(144)을 믹서(130)에 가함으로써, 쉽게 배치 공정으로서 사용될 수 있다. 이어, 용해된 구성 성분이 용액으로부터 나와 시드로 작용하는 다른 입자상에 피복을 형성한다. 그리고 나서, 얻어진 공급-원료를 최종 형태로 처리할 수 있다.This solution extraction method can be easily used as a batch process by adding a predetermined amount of the second solution 144 to the mixer 130 after the components have been mixed in the first solution 140. The dissolved constituent then leaves the solution and forms a coating on the other particles that act as seeds. The obtained feed-stock can then be processed into the final form.

유화oil paint

본 발명의 다른 방법에서는, 초기에 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하여 기체 생성 공급-원료가 제조된다.In another method of the present invention, a gas production feedstock is prepared by initially preparing the required amount of components metered in a predetermined proportion, depending on the composition of the gas generating material.

도 6에 나타낸 바와 같이, 구성 성분을 믹서(160)로 도입하였다. 구성 성분으로는 BAT 등의 연료(162), 산화동 등의 산화제(164)가 포함될 수 있다. 결합제 등의 첨가제(166)가 또한 포함될 수 있다.As shown in FIG. 6, the components were introduced into mixer 160. The component may include a fuel 162 such as BAT and an oxidizing agent 164 such as copper oxide. Additives 166 such as binders may also be included.

믹서(160)에서, 구성 성분은 물(168) 등의 담체 용매와 혼합되어, 기체 생성 물질의 구성 성분 1종 이상을 물 중에 용해시킴으로써 1종 이상의 기체 생성 구성 성분이 용해되고, 나머지 구성 성분이 현탁된 제 1 용액(170)을 형성한다. 혼합된 구성 성분의 용해도에 따라, 혼합물에 약간의 열(172)을 가하여 구성 성분 1종 이상의 용해도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, BAT와 산화동을 혼합할 때는 혼합물을 약 100℃로 가열하여 물 중의 BAT의 용해도를 향상시키는 것이 바람직하다.In the mixer 160, the constituents are mixed with a carrier solvent such as water 168, so that one or more gas generating constituents are dissolved by dissolving one or more constituents of the gas generating substance in water, and the remaining constituents Suspended first solution 170 is formed. Depending on the solubility of the mixed constituents, some heat 172 may be added to the mixture to improve the solubility of one or more of the constituents. For example, when mixing BAT and copper oxide, it is desirable to heat the mixture to about 100 ° C. to improve the solubility of BAT in water.

그리고 나서, 제 1 용액(170)과 섞이지 않으며, 기체 생성 물질의 구성 성분이 실질적으로 용해되지 않는 제 2 용액(174)을 제 1 용액(170)에 가한다. 예를 들어, 물 중에 BAT 및 산화동이 용해된 기체 생성 조성물을 제조할 때, 적당한 제 2 용액(174)은 트리클로로에탄, 테트라클로로에탄 및 노난 등을 포함한다.A second solution 174 is then added to the first solution 170 that does not mix with the first solution 170 and in which the constituents of the gaseous product are substantially insoluble. For example, when preparing a gas generating composition in which BAT and copper oxide are dissolved in water, a suitable second solution 174 includes trichloroethane, tetrachloroethane, nonane, and the like.

그리고 나서, 제 1 용액(170) 및 제 2 용액(174)을 물리적으로 유화시킨다. 혼합물을 해당 기술분야에서 공지된 방법으로 용이하게 유화시킬 수 있다. 연속 공정용 인-라이 믹서(in-line mixer) 및 배치 믹서가 모두 상업적으로 사용가능하다. 이러한 믹서는 일반적으로 약 3.30 내지 약 3.56m/s의 주변속도를 가지는 터어빈 교반기로 분류된다.Then, the first solution 170 and the second solution 174 are physically emulsified. The mixture can be easily emulsified by methods known in the art. Both in-line mixers and batch mixers for continuous processing are commercially available. Such mixers are generally classified as turbine stirrers having an ambient speed of about 3.30 to about 3.56 m / s.

그리고 나서, 기체 생성 물질의 구성 성분을 분리 공정(176)을 통하여 수집할 수 있다. 구성 성분은 원심분리로 분리하는 것이 바람직하다. 이와 달리, 인-라인 유착기와 연결된 침전 탱크 또는 유착 탱크(coalescing tank)가 사용될 수 있다. 기체 생성 물질의 구성 성분은 제 2 용액(174)에 용해되지 않기 때문에, 물이 제 2 용액과 유화될 때, 분리된다. 분리될 때, 다양한 구성 성분 사이에 상당한 입자-입자 접촉이 일어나, 그 결과로 입자가 응집된다. 유화시 액체의 온도 및 상대농도를 조절함으로써, 입자의 크기를 조절할 수 있다.The constituents of the gaseous product may then be collected via separation process 176. The components are preferably separated by centrifugation. Alternatively, a sedimentation tank or coalescing tank connected to the in-line coalescer may be used. Since the constituents of the gaseous product are not dissolved in the second solution 174, when the water is emulsified with the second solution, it is separated. When separated, significant particle-particle contact occurs between the various components, resulting in particle agglomeration. By controlling the temperature and relative concentration of the liquid during emulsification, the size of the particles can be controlled.

과량의 물은 통상의 건조 공정(178)으로 제거할 수 있다. 얻어진 공급-원료는 최종 기체 생성 생성물을 형성하는 분말 사출성형이나 펠렛 공정에 사용가능한 형태이다.Excess water may be removed by conventional drying process 178. The feed-stock obtained is in a form usable for powder injection molding or pellet processing to form the final gas product.

공비 증류Azeotropic distillation

본 발명의 이러한 방법은 기체 생성 구성 성분을 건조하기 위한 경제적인 공정으로서 다른 방법과 조합하여 유리하게 사용할 수 있다. 또한, 이러한 방법을 독립적으로 사용하여 공급-원료를 제조할 수도 있다. 이러한 방법에 따르면, 초기에 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하여 기체 생성 공급-원료가 제조된다.This method of the present invention can advantageously be used in combination with other methods as an economical process for drying the gas generating components. It is also possible to prepare feed-stocks independently of these methods. According to this method, a gas production feedstock is prepared by initially preparing the required amount of constituent components weighed in a predetermined proportion according to the composition of the gas generating material.

구성 성분은 제 1 용매(일반적으로 물)를 사용하는 통상의 방법으로 혼합하며, 기체 생성 물질 1종 이상의 구성 성분 적어도 부분적으로가 용해된다. 이러한 혼합물, 예를 들어, 연료, 산화제, 물 및 본 명세서에 기재된 것과 같이 기체 생성 조성물에 사용되는 다른 첨가제가 슬러리의 형태로 되어 있다.The components are mixed in a conventional manner using a first solvent (generally water) and at least part of the components of at least one gas generating material are dissolved. Such mixtures, for example fuels, oxidants, water and other additives used in the gas generating composition as described herein are in the form of slurries.

그리고 나서, 소량의 제 2 용매를 혼합물에 첨가하고, 혼합물과 섞는다. 제22 용매는 제 1 용매와 섞이며, 제 1 용매와 공비 혼합물을 형성할 수 있는 것을 선택한다. 혼합물과 혼합되는 제 2 용매의 양을 제한하여, 제 1 용매에 용해될 수 있는 어떤 구성 성분도 용액으로부터 분리되지 않는다는 것을 확실히하여야만 한다. 용해된 구성 성분이 모두 제 2 용매에도 용해되도록 제 2 용매가 선택된 경우에는 이러한 문제를 피할 수 있다. 제 1 용매로 물을 사용한 시스템에서는, 성공적으로 사용될 수 있는 벤젠, 톨루엔, 에탄올, 프로판올 등의 몇가지 허용가능한 용매가 제 2 용매로서 사용될 수 있다.A small amount of the second solvent is then added to the mixture and mixed with the mixture. The twenty-second solvent is selected to mix with the first solvent and form an azeotrope with the first solvent. By limiting the amount of the second solvent mixed with the mixture, it should be ensured that no constituents that can be dissolved in the first solvent are separated from the solution. This problem can be avoided when the second solvent is selected such that all the dissolved constituents are also dissolved in the second solvent. In a system using water as the first solvent, some acceptable solvents such as benzene, toluene, ethanol, propanol and the like that can be used successfully can be used as the second solvent.

용매가 혼합물로부터 공비적으로 제거될 때, 용해될 수 있는 연료 및/또는 다른 구성 성분의 농도는 과포화 상태로 된다. 그러므로, 용해된 물질이 용액으로부터 빠르게 결정화되며, 용해되지 않은 구성 성분의 표면 상에 피복이 형성될 수 있다.When the solvent is azeotropically removed from the mixture, the concentration of fuel and / or other constituents that can be dissolved becomes supersaturated. Therefore, the dissolved material quickly crystallizes out of solution, and a coating can be formed on the surface of the insoluble component.

그리고 나서, 조합된 구성 성분을 감압 증류 또는 열증류하여, 두가지 용매를 모두 제거하여, 무수 공급-원료를 제조하였다. 대부분의 공지된 방법에 비하여, 무수 공급-원료를 완전히 형성하는 데 드는 에너지의 양이 적다는 것이 중요하다. 그러나, 이러한 방법은 수화된 기체 생성 조성물을 건조하는 방법으로서 유리하게 사용될 수 있다.The combined constituents were then distilled under reduced pressure or thermal distillation to remove both solvents to prepare anhydrous feedstock. Compared to most known methods, it is important that the amount of energy required to completely form the anhydrous feedstock is small. However, this method can be advantageously used as a method of drying the hydrated gas generating composition.

얻어진 공급-원료는 최종 기체 생성 생성물을 형성하는 분말 사출성형이나 펠렛 공정에 사용가능한 형태이다.The feed-stock obtained is in a form usable for powder injection molding or pellet processing to form the final gas product.

분무 건조Spray drying

본 발명의 지시에 따른 다른 기체 생성 공급-원료를 제조하기 위한 방법은 초기에 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하는 것을 포함한다. 구성 성분은 물 등의 담체 용매와 혼합되어, 기체 생성 물질의 구성 성분 1종 이상을 물 중에 용해시킴으로써 1종 이상의 기체 생성 구성 성분이 용해되고, 나머지 구성 성분이 용액 중에 현탁된다. 혼합된 구성 성분의 용해도에 따라, 혼합물에 약간의 열을 가하여 구성 성분 1종 이상의 용해도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, BAT와 산화동을 혼합할 때는 혼합물을 약 100℃로 가열하여 물 중의 BAT의 용해도를 향상시키는 것이 바람직하다.Another method for producing other gas generating feed-stocks according to the teachings of the present invention comprises initially preparing the required amounts of components metered in proportions according to the composition of the gas generating material. The constituents are mixed with a carrier solvent such as water to dissolve one or more constituents of the gas generating substance in water to dissolve one or more gas generating constituents, and the remaining constituents are suspended in solution. Depending on the solubility of the mixed constituents, some heat can be added to the mixture to improve the solubility of one or more of the constituents. For example, when mixing BAT and copper oxide, it is desirable to heat the mixture to about 100 ° C. to improve the solubility of BAT in water.

물 이외의 용매를 사용함으로서 몇가지 장점을 얻을 수 있다. 예를 들어, 용매로서 액화 암모니아를 사용함으로써, 열민감도 문제가 감소될 수 있다. 또한, 물 중에 용해된 혼합물보다는 액화 암모니아 중에 용해된 혼합물에 대하여, 물질을 공급-원료로 처리하는 데 필요한 에너지가 감소될 수 있다.Some advantages can be obtained by using solvents other than water. For example, by using liquefied ammonia as a solvent, thermal sensitivity problems can be reduced. In addition, for mixtures dissolved in liquefied ammonia, rather than mixtures dissolved in water, the energy required to treat the material as feedstock can be reduced.

결합제 등의 첨가제도 단독으로 또는 본 명세서에 기제된 다른 첨가제와 조합하여, 혼합물 중에 포함될 수 있다. 그리고 나서, 혼합물을 아토마이저 또는 다른 노즐을 통하여 공기류 또는 진공으로 분무하여, 건조시킨다.Additives such as binders may also be included in the mixture, alone or in combination with other additives based herein. The mixture is then sprayed with airflow or vacuum through an atomizer or other nozzle and dried.

공기류 또는 진공에서, 소적(droplet)의 표면이 먼저 건조되어, 소적의 나머지를 둘러싸는 결정 쉘(crystalline shell)을 형성한다. 분무 건조하기 전에 구성 성분 혼합물을 철저히 혼합함으로써, 대부분의 소적이 용해되지 않은 구성 성분을 가진다. 결과적으로, 용해되지 않은 구성 성분은 소적 내의 물이 건조될 때 형성된 결정 쉘로 둘러싸이게 된다. 용해되지 않은 구성 성분은 시드로 작용하여 물이 건조될 때, 시드 상에 결정이 형성되도록 촉진한다. 소적을 더욱 건조하는 동안, 용해된 구성 성분의 나머지가 결정화되고, 궁극적으로 연료와 산화제를 모두 포함하는 매우 미세한 결정 구조를 형성한다.In the airflow or vacuum, the surface of the droplets first dry to form a crystalline shell surrounding the rest of the droplets. By thoroughly mixing the component mixture prior to spray drying, most droplets have components that are not dissolved. As a result, undissolved constituents are surrounded by crystal shells formed when the water in the droplets dries. Undissolved constituents act as seeds to promote the formation of crystals on the seeds as the water dries. During further drying of the droplets, the remainder of the dissolved constituents crystallizes, ultimately forming a very fine crystal structure containing both fuel and oxidant.

결합제를 포함시키면, 건조하는 동안 어떤 비용해 구성 성분도 포함하지 않는 소적이 분리되지 않는다. 또한, 결합제를 사용하는 경우, 건조 공정 동안에 공기류 중 입자 사이의 입자-입자 접촉으로, 입자가 약간 응집된다.By including the binder, during drying the droplets containing no harmful components are not separated. In addition, when a binder is used, the particles are slightly aggregated due to particle-particle contact between the particles in the air stream during the drying process.

그리고 나서, 응집체를 수집하여, 공급-원료로 사용하며, 펠렛으로 압축하고, 펠렛으로 사출성형 및 절단하거나, 이와 다른 바람직한 모양으로 성형한다.Aggregates are then collected, used as feedstock, compressed into pellets, injection molded and cut into pellets, or molded into other preferred shapes.

유동상Fluidized bed

기체 생성 물질의 공급-원료를 제조하기 위한 본 발명의 다른 방법은 비-아지드계 연료를 가지는 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하여 달성한다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 구성 성분은 유동상(190)에 도입된다.Another method of the present invention for preparing a feed-stock of a gas generating material is achieved by preparing a required amount of constituent components weighed in a predetermined proportion depending on the composition of the gas generating material having a non-azide fuel. As shown in FIG. 7, the components are introduced into the fluidized bed 190.

상업적으로 사용가능한 어떤 유동상이든 본 발명의 방법의 기술에 따른 유동상(190)으로 사용할 수 있다. 이러한 유동상은 연속 공정으로서 이상적으로 작동한다. 배치 공정으로서 작동할 수 있는 반면에, 이러한 공정에서는 허용가능한 생산률을 얻기 위해서 다량의 물질을 처리하는 것이 요구된다. 본 발명의 기술에 따른 기체 생성 물질과 같이 강력한 물질을 처리하는 경우, 다량의 물질을 한 번에 처리하면 안전상에 위험성이 제기될 수 있다. 그러나, 현재는 연속 공정으로는 유동상을 작동시키는 것이 바람직하다. 연속 공정에서 유동상을 작동시키는 경우, 시간당 200 파운드를 생산하는 공정에는 처리중인 물질의 구성 성분 약 500 파운드 미만이 사용되는 것으로 추정된다.Any fluidized bed commercially available can be used as the fluidized bed 190 according to the techniques of the present invention. This fluidized bed works ideally as a continuous process. While capable of operating as a batch process, such processes require the processing of large amounts of material in order to obtain acceptable production rates. In the case of treating a strong substance such as a gas generating substance according to the technique of the present invention, a large amount of the substance at once can pose a safety risk. However, it is now desirable to operate the fluidized bed in a continuous process. If the fluidized bed is operated in a continuous process, it is estimated that less than about 500 pounds of constituents of the material being processed are used in the process producing 200 pounds per hour.

도 7에 나타낸 바와 같이, 전형적인 유동상은 유체, 전형적으로 주변 공기가 약 3 내지 4 psi의 압력으로 펌프되어 통과할 수 있는 많은 작은 구멍(194)이 배열된 긴 평면 표면(192)으로 구성된다. 평면 표면(192)은 통상 수평에 대하여 각도 Ø, 약 4도로 기울어져 탑재되므로, 중력에 의해서 물질이 유동상의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 이동될 수 있다. 이와 다른 유동상의 배열에서는 수평 추진력을 제공하는 차동 압력에서 공기를 주입하여 물질이 유동상을 따라 움직이도록 한다. 이러한 배열도 본 발명의 이 방법에 사용될 수 있다.As shown in FIG. 7, a typical fluidized bed consists of an elongated planar surface 192 arranged with many small holes 194 through which fluid, typically ambient air, can be pumped through at a pressure of about 3-4 psi. The planar surface 192 is typically mounted at an angle Ø about 4 degrees with respect to the horizontal, so that gravity can move the material from one end of the fluidized bed to the other. In other fluidized bed arrangements, air is injected at a differential pressure that provides horizontal propulsion to cause the material to move along the fluidized bed. Such an arrangement can also be used in this method of the invention.

작동 중에, 구성 성분을 유동상(190)의 유입구(196)에서 제 1 지역(198)으로 도입하여, 구성 성분을 함께 혼합한다. 구성 성분은 감량 공급기(loss-in-weight feeder)를 통하여 건조상태로 유동상에 도입하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 연료(200)용 공급기와 산화제(202)용 공급기가 사용될 수 있다. 해당 기술분야의 숙련자는 다양한 형태의 공급기가 이러한 목적으로 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그리고, 어떤 형태의 조성물을 위해서는, 구성 성분을 유동상에 도입하기 전에, 미리 혼합하여, 다중 공급기를 사용할 필요가 없도록 하는 것이 바람직하다. 이와 달리, 구성 성분 1종 이상이 용매에 용해되어, 액체 형태로 유동상에 도입될 수 있다.In operation, the components are introduced into the first zone 198 at the inlet 196 of the fluidized bed 190 to mix the components together. The components are preferably introduced into the fluidized bed in a dry state via a loss-in-weight feeder. For example, a feeder for fuel 200 and a feeder for oxidant 202 may be used. Those skilled in the art will appreciate that various types of feeders may be used for this purpose. And for some types of compositions, it is desirable to mix the components before introducing them into the fluidized bed so that there is no need to use multiple feeders. Alternatively, one or more constituents may be dissolved in a solvent and introduced into the fluid phase in liquid form.

구성 성분이 일단 제 1 지역(198)을 통과하면, 함께 혼합되어 제 2 지역(204)으로 유입되고, 혼합물에 용매(206)가 도입되어, 응집을 촉진한다. 이때, 결합제도 첨가될 수 있으며, 결합제는 용매에 용해시키는 것이 바람직하다. 저가이기 때문에 일반적으로 물이 용매로 선택된다. 물은 약 60 내지 약 100℃의 온도로 첨가되며, 약 85℃를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 제 2 지역(204)에서 유동상을 계속 작동하면서, 혼합물을 더욱 혼합하여 구성 성분이 응집되도록 한다.Once the constituents have passed through the first zone 198, they are mixed together into the second zone 204, and a solvent 206 is introduced into the mixture to promote coagulation. At this time, a binder may also be added, and the binder is preferably dissolved in a solvent. Water is generally the solvent of choice because of its low cost. Water is added at a temperature of about 60 to about 100 ° C, preferably not exceeding about 85 ° C. While continuing to operate the fluidized bed in the second zone 204, the mixture is further mixed to cause the components to aggregate.

최종적으로, 구성 성분을 제 3 지역(208)으로 유입하여, 흐름제(flow agent,210)를 다른 첨가제와 함께 혼합물에 첨가할 수 있다. 제 3 지역(208)에서 혼합물로부터 물을 제거한다. 이는 유동상의 제 3 지역(208)에 있는 평면 표면(192)의 구멍(194)을 통해 예열된 공기를 주입하여 실시할 수 있다. 이와 달리, 비접촉성 열교환 표면을 사용하여 추가로 열을 제공함으로써 과량의 물을 증발시킬 수 있다. 유동상의 구멍을 통하여 기체 매질이 주입될 때의 압력은 제 3 지역(208)에서 감소되어, 형성된 응집체가 제 3 지역에서의 지나친 혼합으로 깨지지 않도록 해야 한다.Finally, the constituents can be introduced into the third zone 208 so that a flow agent 210 can be added to the mixture along with other additives. Water is removed from the mixture in the third zone 208. This can be done by injecting preheated air through the aperture 194 of the planar surface 192 in the third zone 208 of the fluidized bed. Alternatively, excess water can be evaporated by providing additional heat using a non-contact heat exchange surface. The pressure when gaseous medium is injected through the holes in the fluidized bed must be reduced in the third zone 208 so that the aggregates formed are not broken by excessive mixing in the third zone.

그리고 나서, 유동상의 배출구(212)를 통해 건조된 응집체를 제거하여, 최종 기체 생성 생성물로 처리한다.The dried agglomerates are then removed through the fluid bed outlet 212 and treated with the final gaseous product.

입자 그라인딩Particle grinding

기체 생성 물질, 특히, 비-아지드계 연료를 가지는 기체 생성 물질의 공급-원료를 제조하기 위한 본 발명의 다른 방법은 초기에 기체 생성 물질의 조성에 따라 소정 비율로 계량된 구성 성분을 필요량 준비하여 달성한다. 구성 성분에는 연료, 산화제 및 어떤 적당한 첨가제가 포함될 수 있다. 첨가제는 결합제 또는 흐름제와 조합된 것 등 본 명세서에 기재된 어떤 종류의 첨가제든 포함될 수 있다. 이러한 방법은 특히 원료 물질로부터 응집된 형태로 기체 생성 물질을 제조하는 데 사용하기에 적합하다.Another method of the present invention for preparing a feed-stock of a gas generating material, in particular a gas generating material having a non-azide fuel, is to prepare a required amount of components initially weighed in a proportion according to the composition of the gas generating material. To achieve. The components may include fuels, oxidants and any suitable additives. The additive may include any kind of additive described herein, such as in combination with a binder or flow agent. This method is particularly suitable for use in the production of gas generating materials in agglomerated form from raw materials.

구성 성분을 입자 크기 저감 장치에 도입한다. 본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 장치 중에는 볼 밀, 핀 밀, 햄머 밀, 유체 에너지 밀, 스태터 밀(stator mill) 및 초음파 그라인더 등이 있다. 구성 성분은 그라인드되면서, 또한 혼합된다.The component is introduced into the particle size reduction device. Among the devices suitable for use in the method of the present invention are ball mills, pin mills, hammer mills, fluid energy mills, stator mills and ultrasonic grinders. The components are also ground while being mixed.

이러한 방법은 또한, 기체 생성 물질의 연소 비율을 향상시키는 데 유리하게 사용될 수 있다. 기체 생성 물질의 크기를 줄임으로서, 더욱 높은 연소 비율이 얻어진다. 이러한 방법은 기체 생성 공급-원료를 제조하는 본 명세서에 기재된 다른 공정돠 조합하여 사용할 수 있다.This method can also be advantageously used to improve the combustion rate of the gas generating material. By reducing the size of the gas generating material, higher combustion rates are obtained. This method can be used in combination with other processes described herein for producing a gas generating feedstock.

상기한 바와 같이, 본 발명은 주형으로부터 쉽게 분리되며, 산업 기준을 만족시키기에 충분한 파쇄 강도를 가지는 기체 생성 태블릿으로 압축할 수 있는 공급-원료를 경제적이고, 효과적으로 생산하기 위한 기체 생성 조성물의 처리방법을 제공한다는 것을 알 수 있다.As described above, the present invention provides a method for treating a gas generating composition for economically and efficiently producing a feed-raw material that is easily separated from a mold and that can be compressed into a gas producing tablet having a fracture strength sufficient to meet industry standards. It can be seen that it provides.

본 발명의 방법은 기체 생성 물질, 특히 새로운 비-아지드계 조성물을 대량으로 처리하여, 거대 분자 레벨에서 정미의 조성물을 얻도록 한다.The process of the present invention allows for mass treatment of gas generating materials, especially new non-azide based compositions, to obtain a net composition at the macromolecular level.

본 발명의 방법은 다양한 실시형태 중에 병합될 수 있으며, 이중 몇가지만을 상기에 기재하였다. 본 발명은 이의 정신이나 필수 요소로부터 벗어나지 않는 다면 다른 형태로 실시될 수 있다. 기재된 실시예는 모든 면에서 단지 설명을 위한 것으로, 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니며, 그러므로, 본 발명의 범위는 상기의 설명보다는 첨부된 청구범위에 의해 나타난다. 청구항과 동일한 의미 및 범위 내에서의 모든 변화는 이 범위에 포함되어야 한다.The method of the present invention can be incorporated in various embodiments, several of which have been described above. The invention can be embodied in other forms without departing from its spirit or essential elements. The described embodiments are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive, and therefore the scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the foregoing description. All changes that come within the meaning and range of equivalency of the claims are to be embraced within this scope.

특허에 의해 보호받고자 청구하는 것은 다음과 같다.Claims to be protected by a patent include:

Claims (74)

비-아지드계 연료를 함유한 기체 생성 물질의 조성에 따라, 소정 비율로 계량된 구성 성분들을 필요량 준비하는 단계;According to the composition of the gas generating material containing the non-azide fuel, preparing a required amount of components weighed in a predetermined ratio; 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들을 함께 혼합하여 표면에서 서로 접촉되도록 하는 단계;Mixing the components of the gas generating material together so that they contact each other on a surface; 상기 혼합물 중에 충분량의 결합제를 포함시켜 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들이 서로 혼합되면서 응집하여 과립을 형성하도록 하는 단계를 포함하여 구성되는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.And including a sufficient amount of binder in the mixture to cause the components of the gas generating material to mix and agglomerate to form granules. 제 1항에 있어서, 상기 기체 생성 물질이 비테트라졸아민으로 구성되는 연료 및 산화동으로 구성되는 산화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the gas generating material comprises a fuel composed of bitetrazolamine and an oxidizing agent composed of copper oxide. 제 1항에 있어서, 상기 결합제가, 상기 혼합 공정 조건하에서 수용성을 나타내는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조 방법.The method of producing a feed-stock for gas production according to claim 1, wherein the binder is water soluble under the mixing process conditions. 제 1항에 있어서, 담체 용매를 상기 구성 성분들에 가하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조 방법.The method of claim 1, further comprising adding a carrier solvent to the constituents. 제 4항에 있어서, 상기 담체 용매가 물로 구성되는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조 방법.5. A process according to claim 4, wherein said carrier solvent consists of water. 제 5항에 있어서, 상기 담체 용매의 첨가 단계가 물을 아토마이즈하는 단계 및 아토마이즈된 물을 상기 구성 성분들에 도입하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조 방법.6. The method of claim 5, wherein the step of adding the carrier solvent comprises atomizing water and introducing atomized water into the components. 제 4항에 있어서, 상기 구성 성분들이 충분히 응집한 후, 구성 성분들을 건조하여 담체 용매를 제거하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조 방법.5. The method of producing a feed-stock for gas production according to claim 4, further comprising, after the components have been sufficiently aggregated, drying the components to remove the carrier solvent. 제 1항에 있어서, 상기 결합제가 약 200℃ 내지 500℃의 융점을 갖는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the binder has a melting point of about 200 ° C to 500 ° C. 제 1항에 있어서, 상기 결합제가 질산염, 질소 및 산소로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 충분량 포함하여 상기 기체 생성 구성 성분들과 균형을 이루는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the binder comprises a sufficient amount of one or more selected from the group consisting of nitrates, nitrogen, and oxygen to balance the gas generating constituents. 제 1항에 있어서, 상기 결합제가 무수 상태로 건조될 수 있는 것임을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조 방법.The method of claim 1, wherein the binder can be dried in anhydrous state. 제 1항에 있어서, 상기 결합제가 (a) 질산염, (b) 당, (c) 아가, (d) 검, (e) 커플링제, (f) 담체 용매중에서의 용해도가 2% 이상인 모노머 및 폴리머, (g) 비누화된 왁스 및 오일, (h) 실옥산, (i) 탄산염, (j) 수지산 염, (k) 안정한 산화물 및 (l) 규산염으로 이루어진 그룹에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조 방법.The monomer and polymer according to claim 1, wherein the binder is at least 2% solubility in (a) nitrate, (b) sugar, (c) agar, (d) gum, (e) coupling agent, (f) carrier solvent. , (g) saponified wax and oil, (h) siloxane, (i) carbonate, (j) resinate, (k) stable oxide, and (l) silicate. Process for preparing feedstock raw materials. 제 1항에 있어서, 상기 결합제가 제조된 공급 스톡의 약 0.01 내지 2.5 중량%인 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조 방법.2. The process of claim 1 wherein said binder is about 0.01 to 2.5 weight percent of the prepared feed stock. 제 12항에 있어서, 상기 결합제가 제조된 공급-원료의 약 0.01 내지 1.5 중량%인 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조 방법.13. The process of claim 12, wherein said binder is about 0.01 to 1.5 weight percent of the feed-stock prepared. 비-아지드계 연료를 함유한 기체 생성 물질의 조성에 따라, 소정 비율로 계량된 구성 성분들을 필요량 준비하는 단계;According to the composition of the gas generating material containing the non-azide fuel, preparing a required amount of components weighed in a predetermined ratio; 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들을 회전 믹서에 도입하는 단계;Introducing constituents of said gas generating material into a rotary mixer; 상기 믹서를 회전시켜 믹서 내에서 상기 구성 성분들이 응집되어 과립을 형성하도록 하는 단계를 포함하여 구성되는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.Rotating the mixer to cause the components to aggregate in the mixer to form granules. 제 14항에 있어서, 상기 과립들을 바람직한 과립 크기에 상응하는 메쉬 크기를 가진 스크린을 통하여 통과시켜, 상기 스크린을 통과하지 못하는 응집과립을 제거하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.15. The gas production feed of claim 14, further comprising passing the granules through a screen having a mesh size corresponding to the desired granule size to remove coagulated granules that do not pass through the screen. Method of manufacturing raw materials. 제 14항에 있어서, 상기 믹서의 회전 단계에 이어 혼합물을 무수 상태로 건조시키는 단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.15. The method of claim 14, wherein the step of rotating the mixer is followed by drying the mixture in anhydrous state. 제 14항에 있어서, 상기 믹서의 회전 단계는, 아르곤 및 질소로 이루어진 그룹에서 선택되는 불활성 가스를 믹서에 충전하여 불활성 환경 조건하에서 실시하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.15. The method of claim 14, wherein the rotating of the mixer is performed under inert environmental conditions by charging the mixer with an inert gas selected from the group consisting of argon and nitrogen. 비-아지드계 연료를 함유한 기체 생성 물질의 조성에 따라, 소정 비율로 계량된 구성 성분들을 필요량 준비하는 단계;According to the composition of the gas generating material containing the non-azide fuel, preparing a required amount of components weighed in a predetermined ratio; 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들을, 내부에 혼합 블레이드가 회전할 수 있도록 배치되어 있는 정적 하우징을 포함하는 연속식 회전 믹서에 도입하는 단계;Introducing constituents of said gas generating material into a continuous rotary mixer comprising a static housing disposed therein for rotation of said mixing blades; 상기 혼합 블레이드를 회전시켜 믹서 내에서 상기 구성 성분들이 응집되어 과립을 형성하도록 하는 단계를 포함하여 구성되는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.Rotating the mixing blades to cause the components to agglomerate in a mixer to form granules. 제 18항에 있어서, 상기 혼합물 중에 충분량의 결합제를 포함시켜 상기 혼합 블레이드가 회전하는 동안 기체 생성 물질의 구성 성분이 응집하여 과립을 형성하도록 하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.19. The supply of gas of claim 18, further comprising the step of including a sufficient amount of binder in the mixture to cause components of the gas generating material to agglomerate to form granules while the mixing blade rotates. Method of manufacturing raw materials. 제 18항에 있어서, 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들을 연속식 혼합물에 도입하는 단계가, 연속식 믹서를 따라 서로 다른 위치에 구성 성분들을 도입하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.19. The supply of claim 18, wherein introducing the constituents of the gaseous product material into the continuous mixture comprises introducing the constituents at different locations along the continuous mixer. -Preparation of raw materials. 제 18항에 있어서, 상기 기체 생성 구성 성분들에 물을 가하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.19. The method of claim 18, further comprising adding water to the gas generating components. 제 21항에 있어서, 상기 응집된 구성 성분들을 진공하에서 무수 상태로 건조시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.22. The method of claim 21, further comprising the step of drying the aggregated constituents in anhydrous state under vacuum. 산화제 및 비-아지드계 연료를 함유한 기체 생성 물질의 조성에 따라, 소정 비율로 계량된 구성 성분들을 필요량 준비하는 단계;Preparing a required amount of components metered in a predetermined proportion, according to the composition of the gas generating material containing the oxidant and the non-azide fuel; 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들을, 정적 믹서에 도입하여 믹서 내에서 상기 구성 성분들이 응집되어 과립을 형성하도록 하는 단계를 포함하여 구성되는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.Introducing the constituents of the gas generating material into a static mixer to agglomerate the constituents in the mixer to form granules. 제 23항에 있어서,The method of claim 23, wherein 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들을 정적 믹서에 도입하는 단계가 불활성 환경 조건하에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.Introducing the constituents of the gas generating material into a static mixer under inert environmental conditions. 제 24항에 있어서, 상기 불활성 환경 조건이 상기 정적 믹서를 아르곤 및 질소로 이루어진 그룹에서 선택된 불활성 가스로 충전하여 제공되는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.25. The method of claim 24, wherein said inert environmental conditions are provided by charging said static mixer with an inert gas selected from the group consisting of argon and nitrogen. 제 23항에 있어서, 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들을 정적 믹서에 도입한 후, 상기 구성 성분들이 소정 각도의 램프(ramp)를 하나 이상 가로지르게 하여 연료와 산화제 입자간의 접촉을 유도하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.24. The method of claim 23, wherein after introducing the constituents of the gas generating material into the static mixer, the constituents cross one or more ramps of a predetermined angle to induce contact between the fuel and the oxidant particles. Method of producing a feed-raw material for generating gas. 제 23항에 있어서, 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들을 정적 믹서에 도입한 후, 상기 구성 성분들이 일정한 메쉬 크기를 갖는 소정 각도의 스크린을 하나 이상 통과하도록 하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.24. The feed-stock for gas production according to claim 23, wherein after introducing the constituents of the gas generating material into the static mixer, the constituents are passed through at least one angled screen having a constant mesh size. Manufacturing method. 기체 생성 물질의 조성에 따라, 소정 비율로 계량된 구성 성분들을 필요량 준비하는 단계;According to the composition of the gas generating substance, preparing a required amount of components weighed in a predetermined ratio; 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들 중 하나 이상이 용해되는 담체 용매중에서 상기 구성 성분들을 혼합하는 단계;Mixing the components in a carrier solvent in which one or more of the components of the gas generating material are dissolved; 상기 담체 용매를 동결시키는 단계; 및Freezing the carrier solvent; And 압력을 조절하면서 충분량의 열을 가하여 동결된 용매가 승화되도록 함으로써 구성 성분들이 용액으로부터 분리되도록 유도하는 단계를 포함하여 구성되는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.A method of making a feed-stock for producing a gas, comprising the step of applying a sufficient amount of heat while adjusting the pressure to cause the frozen solvent to sublimate to separate the components from the solution. 제 28항에 있어서, 상기 기체 생성 물질이 비-아지드계 연료를 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.29. The method of claim 28 wherein the gas generating material comprises a non-azide fuel. 제 28항에 있어서, 상기 담체 용매가 물로 구성되는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.29. The method of claim 28, wherein the carrier solvent consists of water. 제 28항에 있어서, 상기 혼합물중에 충분량의 결합제를 포함시켜 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들이 혼합되면서 응집하여 과립을 형성하도록 하는 단계를 더욱 포함하여 구성되는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.29. The method of claim 28, further comprising the step of including a sufficient amount of binder in the mixture to cause the components of the gas generating material to mix and agglomerate to form granules. 제 28항에 있어서, 상기 동결 단계가 냉매에서 혼합물을 동결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.29. The method of claim 28, wherein said freezing step comprises freezing the mixture in a refrigerant. 제 32항에 있어서, 상기 냉매가 질소, 암모니아 및 이산화탄소로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.33. The method of claim 32, wherein the refrigerant is selected from the group consisting of nitrogen, ammonia, and carbon dioxide. 제 32항에 있어서, 상기 냉매 중에서 혼합물을 동결시키기 전에 비접촉성 열교환기내에서 압력을 가하여 과냉각(supercooling)하는 단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.33. The method of claim 32, wherein the step of supercooling is performed in a non-contact heat exchanger prior to freezing the mixture in the refrigerant. 제 28항에 있어서, 상기 혼합물을 감압, 비등 조건하에서 무수 상태로 건조하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.29. The method of claim 28, further comprising drying the mixture in anhydrous state under reduced pressure, boiling conditions. 기체 생성 물질의 조성에 따라, 소정 비율로 계량된 구성 성분들을 필요량 준비하는 단계;According to the composition of the gas generating substance, preparing a required amount of components weighed in a predetermined ratio; 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들 중 하나 이상의 구성 성분이 적어도 부분적으로 용해되는 제 1 용액에서 상기 구성 성분들을 혼합하는 단계;Mixing the components in a first solution in which at least one of the components of the gas generating material is at least partially dissolved; 상기 제 1 용액과 혼화하고, 제 1 용액에 용해되는 구성 성분은 실질적으로 용해시키지 않는 특성을 가진 용액 중에서 선택된 제 2 용액과 상기 제 1 용액을 혼합하는 단계;및Mixing the first solution with a second solution selected from a solution that is compatible with the first solution and that does not substantially dissolve the components dissolved in the first solution; and 상기 제 1 용액 및 제 2 용액의 혼합물로부터 침전되는 기체 생성 물질의 응집체를 제거하는 단계를 포함하여 구성되는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.Removing the aggregates of gaseous material precipitated from the mixture of the first solution and the second solution. 제 36항에 있어서, 상기 제 1 용액이 물을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.37. The method of claim 36 wherein the first solution comprises water. 제 37항에 있어서, 상기 제 2 용액이 극성 용매를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.38. The method of producing a feed-stock for gas production according to claim 37, wherein the second solution comprises a polar solvent. 제 36항에 있어서, 상기 기체 생성 물질이 비-아지드계 연료를 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.37. The method of claim 36 wherein the gas generating material comprises a non-azide fuel. 제 36항에 있어서, 상기 혼합물중에 충분량의 결합제를 포함시켜 상기 응집체가 상기 제 1 및 제 2 용액으로부터 침전되면서 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들이 응집하여 과립을 형성하도록 하는 단계를 더욱 포함하여 구성되는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.37. The method of claim 36, further comprising the step of including a sufficient amount of binder in the mixture to cause the agglomerates to precipitate from the first and second solutions so that the components of the gas generating material aggregate to form granules. Process for producing feed-raw material for gas production. 제 36항에 있어서, 상기 제 1 용매와 제 2 용매를 혼합하는 단계가, 실질적으로 상기 제 2 용매로 충전된 적하탑의 상부로 제 1 용매를 도입하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.37. The gas of claim 36, wherein mixing the first solvent and the second solvent comprises introducing a first solvent substantially to the top of the dropping tower filled with the second solvent. Process for producing feed-raw material for production. 제 41항에 있어서, 상기 적하탑으로부터 제 1 용액과 제 2 용액의 혼합물의 흐름을 제거하고, 상기 혼합물을 가공 처리하여 제 2 용액으로부터 제 1용액을 제거한 후, 상기 가공 처리된 제 2 용액을 적하탑으로 재도입하는 단계를 더욱 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.42. The method according to claim 41, wherein the flow of the mixture of the first solution and the second solution is removed from the dropping tower, and the mixture is processed to remove the first solution from the second solution. Method for producing a feed-raw material for producing a gas, characterized in that further comprising the step of re-introduction into the dropping tower. 제 36항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 용액의 혼합물로부터 침전되는 기체 생성 물질의 응집체를 제거하는 단계에 이어, 응집체를 무수 상태로 건조하는 단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.37. The supply of gas of claim 36, further comprising the step of removing the aggregate of the gaseous product precipitated from the mixture of the first and second solutions, followed by drying the aggregate to anhydrous state. Method of manufacturing raw materials. 기체 생성 물질의 조성에 따라, 소정 비율로 계량된 구성 성분들을 필요량 준비하는 단계;According to the composition of the gas generating substance, preparing a required amount of components weighed in a predetermined ratio; 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들 중 하나 이상의 구성 성분이 적어도 부분적으로 용해되는 제 1 용액에서 상기 구성 성분들을 혼합하는 단계;Mixing the components in a first solution in which at least one of the components of the gas generating material is at least partially dissolved; 상기 제 1 용액과 혼화되지 않고, 또한 제 1 용액에 용해되는 구성 성분을 실질적으로 용해시키지 않는 특성을 가진 용액 중에서 선택된 제 2 용액을 상기 혼합물에 도입하는 단계;Introducing into said mixture a second solution selected from a solution that is not miscible with said first solution and that does not substantially dissolve the constituents dissolved in said first solution; 상기 혼합물을 물리적으로 유화하는 단계; 및Physically emulsifying the mixture; And 상기 혼합물로부터 침전되는 기체 생성 물질의 응집체를 제거하는 단계를 포함하여 구성되는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.Removing the aggregates of gaseous material precipitated from the mixture. 제 44항에 있어서, 상기 제 1 용액이 물을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.45. The method of claim 44, wherein the first solution comprises water. 제 45항에 있어서, 상기 2 용액이 트리클로로에탄, 테트라클로로에탄 및 노난으로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.46. The process of claim 45, wherein said two solutions are selected from the group consisting of trichloroethane, tetrachloroethane and nonane. 제 44항에 있어서, 상기 혼합물중에 충분량의 결합제를 포함시켜 상기 혼합물이 유화되면서 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들이 응집하여 과립을 형성하도록 하는 단계를 더욱 포함하여 구성되는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.45. The process of Claim 44, further comprising the step of including a sufficient amount of binder in the mixture to cause components of the gas generating material to agglomerate to form granules as the mixture is emulsified. Way. 제 44항에 있어서, 상기 기체 생성 물질이 비-아지드계 연료를 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.45. The method of claim 44, wherein the gas generating material comprises a non-azide fuel. 제 44항에 있어서, 응집체를 제거하는 단계가 상기 혼합물을 원심 분리기로 처리하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.45. The method of claim 44, wherein removing the aggregates comprises treating the mixture with a centrifuge. 제 44항에 있어서, 응집체의 제거 단계가 상기 혼합물을 침전 탱크에 도입하여 상기 용액 혼합물로부터 응집체가 침전되도록 하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.45. The method of claim 44, wherein the step of removing the aggregates comprises introducing the mixture into a precipitation tank to cause the aggregates to precipitate from the solution mixture. 기체 생성 물질의 조성에 따라, 소정 비율로 계량된 구성 성분들을 필요량 준비하는 단계;According to the composition of the gas generating substance, preparing a required amount of components weighed in a predetermined ratio; 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들 중 하나 이상의 구성 성분이 적어도 부분적으로 용해되는 제 1 용매에서 상기 구성 성분들을 혼합하는 단계;Mixing the components in a first solvent in which at least one of the components of the gas generating material is at least partially dissolved; 상기 제 1 용매와 혼화되며, 또한 제 1 용매와 공비 혼합물을 이루는 용매 중에서 선택된 제 2 용매를 상기 혼합물에 도입하는 단계;Introducing into said mixture a second solvent selected from a solvent that is miscible with said first solvent and also forms an azeotropic mixture with said first solvent; 상기 기체 생성 물질, 제 1 용매, 제 2 용매를 함께 혼합하는 단계; 및Mixing the gas generating material, the first solvent, and the second solvent together; And 상기 용매들을 공비 증류하는 단계를 포함하여 구성되는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.Azeotropically distilling the solvents. 제 51항에 있어서, 상기 기체 생성 물질이 비-아지드계 연료를 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.53. The method of claim 51 wherein the gas generating material comprises a non-azide fuel. 제 51항에 있어서, 상기 제 1 용매가 물을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.53. The method of claim 51, wherein the first solvent comprises water. 제 53항에 있어서, 상기 제 2 용매가 벤젠, 톨루엔, 에탄올 및 프로판올로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.54. The process of claim 53 wherein the second solvent is selected from the group consisting of benzene, toluene, ethanol and propanol. 제 51항에 있어서, 상기 혼합물중에 충분량의 결합제를 포함시켜 상기 구성 성분이 혼합되면서 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들이 응집하여 과립을 형성하도록 하는 단계를 더욱 포함하여 구성되는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.54. The feed-stock for gas production of Claim 51, further comprising the step of including a sufficient amount of binder in the mixture to cause the components of the gas generating material to agglomerate to form granules while the components are mixed. Manufacturing method. 수화 상태의 기체 생성 조성물 일정량을 준비하는 단계;Preparing a predetermined amount of a gas generating composition in a hydrated state; 상기 기체 생성 조성물에, 물과 혼화하고 물과 공비 혼합물을 형성하는 것으로부터 선택된 용매를 가하는 단계;Adding to said gaseous composition a solvent selected from miscible with water and forming an azeotropic mixture with water; 상기 기체 생성 조성물이 무수형으로 될 때까지 상기 용매를 공비 증류하는 단계를 포함하여 이루어지는 수화된 기체 생성 조성물의 건조 방법.And azeotropically distilling the solvent until the gas generating composition becomes anhydrous. 제 56항에 있어서, 상기 제 2 용매가 벤젠, 톨루엔, 에탄올 및 프로판올로 이루어진 그룹에서 선택되는 것을 특징으로 하는 건조 방법.59. The method of claim 56, wherein said second solvent is selected from the group consisting of benzene, toluene, ethanol and propanol. 비-아지드계 연료를 함유한 기체 생성 물질의 조성에 따라, 소정 비율로 계량된 구성 성분들을 필요량 준비하는 단계;According to the composition of the gas generating material containing the non-azide fuel, preparing a required amount of components weighed in a predetermined ratio; 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들 중 하나 이상의 구성 성분이 적어도 부분적으로 용해되어 혼합물을 형성하는 제 1 용액에서 상기 구성 성분들을 혼합하는 단계;Mixing the components in a first solution in which at least one of the components of the gas generating material is at least partially dissolved to form a mixture; 공기류(air stream)을 통하여 이동함에 따라 건조되어 응집체를 형성하게 될 액적으로 상기 혼합물을 분리시키는 구성의 노즐을 통하여, 상기 혼합물을 분무하는 단계; 및Spraying the mixture through a nozzle configured to separate the mixture into droplets that will dry as they move through an air stream to form aggregates; And 응집체를 수거하는 단계를 포함하여 구성되는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.A method for producing a feed-stock for gas production, comprising collecting the aggregates. 제 58항에 있어서, 상기 혼합물의 분무 단계가 상기 혼합물을 공기류로 스프레이하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.59. The method of claim 58, wherein spraying the mixture comprises spraying the mixture with an air stream. 제 58항에 있어서, 상기 혼합물의 스프레이 단계가 상기 혼합물을 진공중으로 스프레이하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.59. The method of claim 58, wherein spraying the mixture comprises spraying the mixture in vacuo. 제 58항에 있어서, 상기 제 1 용매가 물을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.59. The method of producing a feed-stock for producing gas according to claim 58, wherein the first solvent comprises water. 제 58항에 있어서, 상기 제 1 용액이 물을 전혀 포함하지 않고, 이에 의하여 상기 혼합물을 온도 민감성을 감소시키는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.59. The method of claim 58, wherein the first solution contains no water, thereby reducing the temperature sensitivity of the mixture. 제 58항에 있어서, 상기 혼합물중에 충분량의 결합제를 포함시켜 상기 혼합물이 공기류 중으로 분무되면서 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들이 응집하여 과립을 형성하도록 하는 단계를 더욱 포함하여 구성되는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.59. The gas production feed of claim 58, further comprising the step of including a sufficient amount of binder in the mixture to cause components of the gas generating material to agglomerate to form granules while the mixture is sprayed into the air stream. Method of manufacturing raw materials. 비-아지드계 연료를 함유한 기체 생성 물질의 조성에 따라, 소정 비율로 계량된 구성 성분들을 필요량 준비하는 단계;According to the composition of the gas generating material containing the non-azide fuel, preparing a required amount of components weighed in a predetermined ratio; 상기 구성 성분들을 유동층의 유입구 말단으로 도입하는 단계;Introducing the components to the inlet end of the fluidized bed; 상기 유동층을 통하여 일정량의 유동 매질을 주입하여 상기 구성 성분들을 혼합하는 단계;Injecting an amount of fluid medium through the fluidized bed to mix the components; 상기 구성 성분들을 계속 혼합하면서 용매를 도입하여 상기 구성 성분들이 응집되도록 하는 단계;Introducing a solvent while continuing to mix the components to cause the components to aggregate; 상기 구성 성분들을 건조지역으로 진전시키는 단계; 및Advancing the components to a dry zone; And 충분히 응집이 이루어진 후에 구성 성분들로부터 상기 용매를 제거하는 단계를 포함하여 구성되는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.Removing the solvent from the constituents after sufficient agglomeration has occurred. 제 64항에 있어서, 상기 구성 성분들을 유동층의 유입구 말단으로 도입하는 단계가 건조 상태의 구성 성분을 도입하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.65. The method of claim 64, wherein introducing the constituents to the inlet end of the fluidized bed comprises introducing the constituents in a dry state. 제 64항에 있어서, 상기 용매가 물을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.65. The method of claim 64, wherein the solvent comprises water. 제 66항에 있어서, 상기 물이 약 60℃ 내지 100℃의 온도에서 도입되는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.67. The method of claim 66, wherein the water is introduced at a temperature of about 60 ° C to 100 ° C. 제 67항에 있어서, 상기 물이 약 60℃ 내지 85℃의 온도에서 도입되는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.68. The method of claim 67, wherein the water is introduced at a temperature of about 60 ° C to 85 ° C. 제 66항에 있어서, 상기 구성 성분으로부터 용매를 제거하는 단계가 상기 유동 매질을 미리 가열한 후 건조지역에서 유동층으로 주입하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.67. The method of claim 66, wherein removing the solvent from the constituents comprises pre-heating the fluid medium and injecting it into a fluidized bed in a dry zone. 제 64항에 있어서, 상기 유동 매질이 상기 건조지역으로 주입되는 압력으로 압력을 낮추는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.65. The method of claim 64, further comprising lowering the pressure to the pressure at which the flow medium is injected into the drying zone. 제 64항에 있어서, 상기 혼합물중에 충분량의 결합제를 포함시켜 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들이 혼합되면서 응집하여 과립을 형성하도록 하는 단계를 더욱 포함하여 구성되는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.65. The method of claim 64, further comprising the step of including a sufficient amount of binder in the mixture to cause components of the gas generating material to mix and aggregate to form granules. 제 64항에 있어서,The method of claim 64, wherein 상기 혼합물 중에 흐름제를 포함시키는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.The method of producing a feed-stock for producing a gas further comprising the step of including a flow agent in the mixture. 기체 생성 물질의 조성에 따라, 소정 비율로 계량된 구성 성분들을 필요량 준비하는 단계;According to the composition of the gas generating substance, preparing a required amount of components weighed in a predetermined ratio; 상기 구성 성분들을 입자 크기 저감 장치에 의하여, 동시에 분쇄 및 혼합하는 단계를 포함하여 구성되는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.And simultaneously grinding and mixing the components by means of a particle size reducing device. 제 73항에 있어서, 상기 혼합물 중에 충분량의 결합제를 포함시켜 상기 기체 생성 물질의 구성 성분들이 입자 크기 저감 장치내에서 혼합되면서 응집하여 과립을 형성하도록 하는 단계를 더욱 포함하여 구성되는 기체 생성용 공급-원료의 제조방법.74. The gas production feed of Claim 73, further comprising the step of including a sufficient amount of binder in the mixture to cause components of the gas generating material to mix and agglomerate to form granules in a particle size reduction apparatus. Method of manufacturing raw materials.
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