KR19990037956A - Selective Non-catalytic Reduction of Toxic Gas Releases in Airbag Inflators - Google Patents

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KR19990037956A
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ammonium
gas generator
gas
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catalytic reducing
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KR1019997001228A
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Inventor
숀 피 번스
래리 에이 모퀸
파레쉬 에스 칸다디아
Original Assignee
진 에이. 테넌트
오토모티브 시스템즈 라보라토리, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 개스 발생체 조성물과 관계없이 NH2라디칼-발생 화합물이 차량 탑승자 안전 시스템을 팽창시키기 위해 사용된 비아지드 개스 발생 조성물의 연소에 의해 생성된 유출 개스의 독성을 감소시키는 것에 관한 것이다. 연소개스에서 NO와 NH2라디칼의 선택적인 반응에 의해 N2는 형성되어 여기에서 독성 질소 산화물의 농도를 감소시킨다. 개스 발생체 상과 인접한 환원 화합물의 배치는 연소개스와 관련있고 여전히 독성개스 감소의 비파괴적인 방법을 제공한다.The present invention relates to reducing the toxicity of effluent gases produced by combustion of non-azide gas generating compositions in which NH 2 radical-generating compounds are used to inflate vehicle occupant safety systems regardless of the gas generator composition. N 2 is formed by the selective reaction of NO and NH 2 radicals in the combustion gas, which reduces the concentration of toxic nitrogen oxides. The placement of reducing compounds adjacent to the gas generator phase is associated with combustion gases and still provides a non-destructive method of reducing toxic gases.

Description

에어백 팽창기에 독성 개스 방출물의 선택적인 비-촉매 환원Selective Non-catalytic Reduction of Toxic Gas Releases in Airbag Inflators

본 발명은 일반적으로 차량에서 팽창가능한 탑승자 안전장치, 보다 상세하게는 비아지드(nonazide) 개스 발생 조성물에 의해 생성된 방출 개스의 독성을 감소시키는 것에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention generally relates to reducing the toxicity of inflatable occupant safeguards in vehicles, and more particularly the release gases produced by nonazide gas generating compositions.

차량용 팽창가능한 탑승자 안전장치는 이러한 탑승자 안전장치를 팽창시키기 위한 개스발생 조성물의 발전을 포함하여 오랫동안 전세계적으로 발전해왔다. 개스 발생체에 의해 생성된 팽창개스가 제한된 독성요건을 충족시켜야하기 때문에 현재 사용중인 많은 개스 발생체는 알칼리 또는 알칼리 토금속 아지드, 특히 소듐 아지드에 기초한다. 산화제와 반응할때 소듐아지드는 1차 질소로 이루어진 상대적으로 비독성 개스를 형성한다.Inflatable occupant safety for vehicles has long been developed worldwide, including the development of gas generating compositions for inflating such occupant safety. Many gas generators currently in use are based on alkali or alkaline earth metal azides, especially sodium azide, because the expanded gas produced by the gas generator must meet limited toxicity requirements. When reacted with an oxidant, sodium azide forms a relatively nontoxic gas of primary nitrogen.

그러나, 아지드계 개스발생체는 본질적으로 제조와 처리에 있어 취급하기에 휘발성이고 상대적으로 높은 위험을 수반한다. 보다 상세하게는 아지드계 개스 발생체에 의해 생성된 팽창개스가 상대적으로 비독성인 반면에, 금속 아지드 그 자체는 역으로 매우 독성이므로 이에의해 개스 발생체 제조, 저장 및 처리에 여분의 비용과 위험을 가져온다. 직접적인 환경오염에 추가로 금속 아지드는 또한 자발적으로 점화 또는 폭발할 수 있는 매우 민감한 화합물을 형성하기 위해 산 및 중금속과 쉽게 반응한다.However, azide-based gas generators are inherently volatile and relatively high in risk for handling in manufacturing and processing. More specifically, the expanded gas produced by the azide-based gas generators is relatively non-toxic, whereas the metal azide itself is very toxic inversely, thereby providing extra costs for the production, storage and processing of the gas generators. Bringing danger. In addition to direct pollution, metal azides also readily react with acids and heavy metals to form highly sensitive compounds that can spontaneously ignite or explode.

대조적으로 폴(Poole)의 미국특허 제 5,139,588호에 기술된 것들과 같은 비아지드 개스 발생체는 테트라졸 화합물과 이의 금속염의 그룹으로부터 선택된 전형적인 비아지드 연료를 포함하고 제조와 처리동안 독성과 관련된 위험에 대해 아지드계 개스 발생체에 중요한 잇점을 제공한다. 더욱이, 대부분의 비아지드 개스 발생체 조성물은 전형적으로 통상적인 아지드계 탑승자 안전 개스 발생체보다 높은 수율의 개스(개스 발생체 그램 당 개스의 몰)를 제공한다.In contrast, non-azide gas generators, such as those described in US Pat. No. 5,139,588 to Poole, include typical non-azide fuels selected from the group of tetrazole compounds and metal salts thereof and are at risk associated with toxicity during manufacturing and processing. This provides an important advantage for azide gas generators. Moreover, most non-azide gas generator compositions typically provide higher yields of gas (moles of gas per gram of gas generator) than conventional azide-based occupant safety gas generators.

그러나, 지금까지 알려지고 사용된 많은 비아지드 개스 발생체는 연소시 높은 수준의 독성물질을 생성한다. 조절하기에 가장 어려운 독성개스는 다양한 질소 산화물(NOX)과 일산화 탄소(CO)이다. 탑승자쪽 에어백의 개스 발생체가 일반적으로 운전자쪽보다 4배 높기때문에 관심이 차량뿐만 아니라 다른 에어백 시스템에 있을지라도 탑승자쪽 에어백을 설계할때 NOx와 CO감소요구는 가장 민감한 것으로 생각된다.However, many non-azide gas generators known and used so far produce high levels of toxic substances upon combustion. The most difficult toxic gases to control are various nitrogen oxides (NO X ) and carbon monoxide (CO). Since the gas generator of the occupant's airbag is generally four times higher than the driver's side, NO x and CO reduction requirements are considered to be the most sensitive when designing the occupant's airbag, even if interest is in the vehicle as well as other airbag systems.

비아지드 개스 발생체의 연소시 독성 NOx와 CO수준의 감소는 어려운 문제로 입증된다. 예를들면 산화제/연료의 처리는 단지 NOx또는 CO를 감소시킨다. 보다 상세하게 산화제 대 연료의 비율 증가는 여분의 산소가 CO를 이산화탄소로 산화시키기 때문에 연소시 CO함량을 최소화한다. 그러나, 불행하게도 이 접근은 NOx의 증가된 양을 가져온다. 또 다른 한편으로, 산화제/연료 비율이 과량의 산소를 제거하고 생성된 NOx양을 감소시키기 위해 낮아진다면 CO의 증가된 양이 생성된다.Reduction of toxic NO x and CO levels in the combustion of non-azide gas generators proves to be a difficult problem. For example, treatment of oxidants / fuels only reduces NO x or CO. More specifically, increasing the ratio of oxidant to fuel minimizes CO content during combustion because excess oxygen oxidizes CO into carbon dioxide. Unfortunately, this approach results in an increased amount of NO x . On the other hand, an increased amount of CO is produced if the oxidant / fuel ratio is lowered to remove excess oxygen and reduce the amount of NO x produced.

연소개스의 독성을 개선시키는 한 가지 방법은 CO와 NOx의 초기 농도를 감소시키는 연소온도를 감소시키는 것이다. 이론적으로 간단할지라도 사실상 연소 온도를 감소시키고 팽창가능한 차량 탑승자 안전장치에서 실제적인 적용을 위해 충분히 높은 개스 발생체 연소 속도를 유지하기 어렵다. 개스발생체의 연소속도는 팽창기가 쉽고 적당하게 작동한다고 입증하는 것이 중요하다. 일반적인 규칙으로서 개스 발생체의 연소속도는 연소 온도가 감소함에 따라 감소한다. 덜 강력한 연료, 특히 연소시 열을 덜 생성하는 연료를 사용하므로서 연소 온도는 감소되고 아울러 개스 발생체 연소 속도도 감소된다.One way to improve the toxicity of the combustion gas is to reduce the combustion temperature which reduces the initial concentrations of CO and NO x . Although theoretically simple, it is virtually difficult to reduce combustion temperatures and maintain a sufficiently high gas generator combustion rate for practical applications in inflatable vehicle occupant safety devices. It is important to demonstrate that the rate of combustion of the gas generators is that the inflator is easy to operate properly. As a general rule, the combustion rate of the gas generator decreases as the combustion temperature decreases. By using less powerful fuels, especially those that generate less heat during combustion, the combustion temperature is reduced and the gas generator combustion rate is also reduced.

따라서, 개스 발생체 성질을 손상시키지 않고 비아지드 개스 발생체에 의해 생성된 방출 개스의 독성을 감소시킬 필요성이 여전히 존재한다.Thus, there is still a need to reduce the toxicity of the release gas produced by the non-azide gas generator without compromising the gas generator properties.

발명의 요약Summary of the Invention

상기 언급된 문제는 본래 비독성이고 연소시 개스상(phase)에서 NH2라디칼을 생성하는 화합물의 사용때문에 NOx와 CO 수준이 감소하는 팽창개스를 또한 생성하는 비아지드 개스 발생 조성물에 의해 본 발명에 따라 해결된다. 선택적인 비 촉매 환원(SNCR)은 비독성 질소 개스(N2)를 형성하기 위해 개스상에서 질소 산화물(NO)과 선택적으로 반응하는 NH2라디칼을 사용한다. SNCR 시스템에서, SNCR 화합물질에 의해 NO환원을 위한 기본적인 요구는 NH2라디칼 대 NO의 잘 혼합된 최소 1:1 비율을 포함하므로서, NH2라디칼은 SNCR 화학물질에 의해 생성되고 NO는 개스 발생체 연소로부터 생성된다. 더욱이, NH2라디칼은 850-1150℃ 범위의 온도에서 충분한 체류시간동안 반응해야 한다. NOx와 CO와 같은 독성 개스의 감소된 양은 지금까지 비아지드 개스 발생체에 의해 생성된 독성 개스 노출로부터 차량 탑승자를 보호하는 동안 차량 탑승자 안전 시스템에서 비아지드 개스 발생체 사용을 가능하게 한다.The above-mentioned problem is solved by a non-azide gas generating composition which is inherently nontoxic and also produces an expanded gas with reduced NO x and CO levels due to the use of compounds which produce NH 2 radicals in the gas phase upon combustion. Is solved accordingly. Selective non-catalytic reduction (SNCR) uses NH 2 radicals that selectively react with nitrogen oxides (NO) on the gas to form non-toxic nitrogen gas (N 2 ). In the SNCR system, the basic requirements for NO reduction by the SNCR compound include a well mixed minimum 1: 1 ratio of NH 2 radicals to NO, such that NH 2 radicals are produced by SNCR chemicals and NO is a gas generator. From combustion. Moreover, the NH 2 radicals must react for a sufficient residence time at temperatures in the range of 850-1150 ° C. Reduced amounts of toxic gases, such as NO x and CO, have enabled the use of non-azide gas generators in vehicle occupant safety systems to date while protecting vehicle occupants from toxic gas exposure generated by non-azide gas generators.

보다 상세하게, 본 발명은 비아지드 개스 발생체 조성물, 열 분해 및/또는 O2와 반응시 NH2라디칼을 유리시키는 개별적인 NOx환원제(SNCR) 화학물질을 포함한다. NO 및 NO2와 같은, 개스 발생체의 연소로부터 발생된 NOx개스는 선택적으로 NH2라디칼 또는 NH3및 O2와 반응하므로서 무해한 N2개스를 생성한다. CO에서 해당하는 환원은 (NH4)2SO4와 같은 약간의 환원제 사용으로 부수적인 잇점이 있다. 또한, SNCR 화학물질의 화학적 성질은 비파괴적이고 개스 발생체 연소의 기대되는 성능 또는 안정성을 방해하지 않는다.More specifically, the present invention includes a non-azide gas generator composition, a separate NO x reducing agent (SNCR) chemical that liberates NH 2 radicals upon thermal decomposition and / or reaction with O 2 . NO x gas generated from the combustion of the gas generator, such as NO and NO 2 , selectively reacts with NH 2 radicals or NH 3 and O 2 to produce a harmless N 2 gas. The corresponding reduction in CO has the side benefit of using some reducing agent such as (NH 4 ) 2 SO 4 . In addition, the chemical properties of SNCR chemicals are nondestructive and do not interfere with the expected performance or stability of gas generator combustion.

바람직한 실시예의 상세한 설명Detailed description of the preferred embodiment

본 발명에 따라 SNCR 시스템을 사용하는 차량 탑승자 안전 장치는 개스 발생체와 탈 NOx제를 포함한다. 탈 NOx제는 개스 발생체 상(bed)에 있는 개스 발생체의 말단 주위에서 처리되고 아미드와 이미드, 암모늄 화합물, 아민 화합물 또는 개스상에서 NH2라디칼을 생성하는 화합물을 포함하는 그룹으로부터 선택된다. 암모늄 화합물의 예는 암모늄 하이드록사이드(NH4OH), 암모늄 카보네이트((NH4)2CO3), 암모늄 설페이트((NH4)2SO4), 암모늄 클로라이드(NH4Cl), 암모늄 카바메이트(H2NCO2NH4) 및 암모늄 플루오라이드(NH4F)를 포함한다. 아미드 및 이미드 화합물의 각각의 예는 우레아(H2NCONH2)와 사이아누릭산((HNCO3)이다. 상기 언급된 잇점에서, 아지드계 조성물과 같은 다른 개스 발생체가 SNCR과 결합하여 사용될지라도 개스 발생체는 바람직하게 비아지드이다. SNCR 화학물질은 바람직하게 하기 실시예 3에 주어진 최적 및 예기치 않은 결과에 기초한 암모늄 설페이트((NH4)2SO4)이다. (NH4)2SO4은 독성 NO2의 생성을 억제할 뿐만아니라 시간에 따라 NO2도 실질적으로 환원시킨다. 일반적으로, 암모늄 화합물은 가장 높은 수율의 NH2라디칼을 생성한다.Vehicle occupant safety device using the SNCR system according to the invention comprises a gas generation body and the first de-NO x. The de-NO x agent is selected from the group comprising around the ends of the gas generators on the gas generator bed and comprising compounds that generate NH 2 radicals on amides and imides, ammonium compounds, amine compounds or gas phases. . Examples of ammonium compounds include ammonium hydroxide (NH 4 OH), ammonium carbonate ((NH 4 ) 2 CO 3 ), ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ), ammonium chloride (NH 4 Cl), ammonium carbamate (H 2 NCO 2 NH 4 ) and ammonium fluoride (NH 4 F). Examples of each of the amide and imide compounds are urea (H 2 NCONH 2 ) and cyanuric acid ((HNCO 3 ). In the above-mentioned advantages, other gas generators such as azide-based compositions may be used in combination with SNCR. The gas generator is preferably biazide The SNCR chemical is preferably ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ) based on the optimal and unexpected results given in Example 3. The (NH 4 ) 2 SO 4 is It not only inhibits the production of toxic NO 2 but also substantially reduces NO 2 over time In general, ammonium compounds produce the highest yields of NH 2 radicals.

SNCR은 잘 알려져 있고 독성 질소 산화물의 수준을 감소시키기 위해 산업적으로 보일러에 보통 사용된다. 지금까지 SNCR 기술은 자동 에어백 시스템에 성공적으로 실행되지 않고 있다. NO는 NH2라디칼과 하기 개스상 반응에 의해 N2로 환원된다 :SNCR is well known and is commonly used in boilers industrially to reduce levels of toxic nitrogen oxides. To date, SNCR technology has not been successfully implemented in automatic airbag systems. NO is reduced to N 2 by NH 2 radicals and the following gas phase reaction:

NH2+ NO → N2+ H2O (1)NH2+ NO → N2+ H2O (One)

NO2가 NO에 의해 생성되기 때문에 NO에서의 환원은 필연적으로 팽창기 개스내에서 전체 NOx환원을 가져온다. 어떤 시스템에서 SNCR의 성공적인 실행을 위한 중요한 변수는 반응온도, NH2라디칼/NO 비율, 혼합, 체류시간 및 초기 NO 수준이다. 또한, 산소 (O2)의 존재는 SNCR 화학물질이 암모니아 또는 암노늄 화합물일때 중요한다.Since NO 2 is produced by NO, reduction in NO inevitably results in total NO x reduction in the expander gas. Important parameters for the successful implementation of SNCR in some systems are reaction temperature, NH 2 radical / NO ratio, mixing, residence time and initial NO level. In addition, the presence of oxygen (O 2 ) is important when the SNCR chemical is an ammonia or ammonium compound.

정확한 수준에서 개스상에서 NH2라디칼을 얻기 위해 SNCR 화학물질은 NH2라디칼 또는 NH3(NH2라디칼을 형성하기 위해 이어서 O2와 반응해야 한다)을 생성하기 위한 열 분해를 해야 한다. 분해 생성물은 얼마나 많은 NH2라디칼이 개스상에서 발생되었는지를 SNCR 화학물질로부터 무엇이 유리되었는지와 대비하여 결정짓는다. 개스상 반응에서 최소 NH2라디칼/NO비율은 각각의 NO몰에 대해 1몰의 NH2라디칼 이어야 한다. 일반적으로 약간 과량의 NH2라디칼은 간단하게 소량의 NH3형성을 가져오고 최소한의 추가적인 NO환원을 제공한다. SNCR 기술은 NO의 높은 초기 수준일때 가장 효과적이다. 암모늄 화합물이 사용될때 산소는 NH2라디칼을 형성하는데 필요하고 0.1-11부피 퍼센트 수준으로 존재해야 한다.In order to obtain NH 2 radicals on the gas at the correct level, the SNCR chemicals must undergo thermal decomposition to produce NH 2 radicals or NH 3 (which must then react with O 2 to form NH 2 radicals). The degradation product determines how much NH 2 radicals are generated on the gas phase versus what is liberated from the SNCR chemicals. The minimum NH 2 radical / NO ratio in the gas phase reaction should be 1 mole NH 2 radical for each NO mole. In general, some excess NH 2 radicals simply result in the formation of small amounts of NH 3 and provide minimal additional NO reduction. SNCR technology is most effective at high initial levels of NO. When an ammonium compound is used, oxygen is required to form NH 2 radicals and must be present at levels of 0.1-11 volume percent.

NH2라디칼이 개스상에서 발생될때 분해온도는 NH2라디칼이 정확한 온도에서 개스상으로 주입되어 NOx의 선택적인 환원 반응을 가능하게 하기 때문에 중요하다. 예를들면, (NH4)2CO3가 실온에서 분해하기 시작하는 동안 (NH4)2SO4는 235℃에서 분해한다. 팽창기 전개동안 보다 낮은 온도에서 분해하는 SNCR 화학물질은 실시예 4에 설명된 바와같이 보다 빨리 시스템내로 "주입"되고 질소 산화물의 감소된 환원을 제공한다 :When NH 2 radicals are generated in the gas phase, the decomposition temperature is important because NH 2 radicals are injected into the gas phase at the correct temperature to enable selective reduction of NO x . For example, (NH 4) 2 CO 3 is for starting to break at room temperature (NH 4) 2 SO 4 is decomposed at 235 ℃. SNCR chemicals that decompose at lower temperatures during inflator deployment “inject” into the system more quickly as described in Example 4 and provide reduced reduction of nitrogen oxides:

NO + NH3+ 1/4 O2→ N2+ 3/2 H2O (2)NO + NH 3 + 1/4 O 2 → N 2 + 3/2 H 2 O (2)

NH3+ 5/4 O2→ NO + 3/2 H2O (3)NH 3 + 5/4 O 2 → NO + 3/2 H 2 O (3)

소정의 반응(2)은 단지 850-950℃ 이상의 온도에서 중요한 속도로 발생한다. 그러나, 1050-1150℃ 이상의 온도에서 반응(3)은 현저해지며 바람직하지 않은 NO가 형성된다. 온도에 덧붙여, 우수한 혼합과 충분한 체류시간의 중요성은 어떤 개스상 반응의 완료를 위하여 명백하다. 개스온도, 혼합정도, 주어진 팽창기의 체류시간은 개스 발생체 성질, 팽창기 배치 및 작동 조건에 의해 우선적으로 결정된다.The desired reaction (2) occurs at an important rate only at temperatures above 850-950 ° C. However, at temperatures above 1050-1150 ° C., reaction (3) becomes significant and undesirable NO is formed. In addition to temperature, the importance of good mixing and sufficient residence time is evident for the completion of any gas phase reaction. The gas temperature, degree of mixing, and residence time of a given inflator are primarily determined by the gas generator properties, inflator placement and operating conditions.

팽창기에서 개스의 온도는 일반적으로 발생체 연소표면에서 가장 높고 팽창기 출구 부분에서 가장 낮게 다양하다. 온도가 측정하기 매우 어려울지라도 발생체의 열역학 성질, 발생체의 연소 속도, 팽창기내에서 냉각 장치 및 팽창기의 작동 압력과 같은 변수는 SNCR 시스템의 전체 작동 온도에 한 원인이 된다. 팽창기에서 개스의 체류시간은 초크화된(choked) 흐름과 작동압력의 존재에 좌우된다. 본 기술분야에 통상의 지식을 가진자는 개스발생체 선택이 SNCR 시스템과 결합하여 개스 발생체 조성물의 광범위한 사용을 가능하게 할 때 이들 변수의 인식 및 조절을 쉽게 알 수 있다.The gas temperature in the inflator is generally the highest at the generator combustion surface and the lowest at the inlet outlet. Although the temperature is very difficult to measure, variables such as the thermodynamic properties of the generator, the combustion speed of the generator, and the operating pressure of the cooling device and the expander in the expander contribute to the overall operating temperature of the SNCR system. The residence time of the gas in the inflator depends on the choked flow and the presence of operating pressure. One of ordinary skill in the art will readily recognize the recognition and control of these variables when gasoline selection allows for widespread use of the gaseous composition in combination with SNCR systems.

본 발명에 따라 SNCR 화학물질은 비파괴적인 조성물이고 이에 의해 개스발생체의 정상적인 연소 반응은 방해되거나 중대하게 바뀌지 않는다. 본 발명은 하기 실시예에 의해 설명된다.According to the present invention, the SNCR chemical is a nondestructive composition, whereby the normal combustion reaction of the gas generator is not disturbed or significantly altered. The invention is illustrated by the following examples.

실시예 1Example 1

같은 개스 발생체와 하드웨어을 갖는 2개의 비아지드 탑승자 팽창기(NAPIs)팽창기 중 하나의 발생체 상에 발생체질량의 1.4wt%의 분말로서 암모늄 카보네이트((NH4)2CO3))를 직접적으로 첨가했다. 팽창기를 100ft3탱크에서 전개시키고 개스 방출물을 30분 이상 측정했다. 일산화탄소(CO)와 암모니아(NH3)를 질소(Ⅱ) 산화물(NO) 질소(Ⅳ), 산화물(NO2) 및 총 질소 산화물(NOx)를 화학발광에 의해 측정하는 동안 FTIR에 의해 측정했다. 시간에 대한 가중 평균치는 ppm으로 하기에 기록하였다.Ammonium carbonate ((NH 4 ) 2 CO 3 )) was added directly to the generator of one of two NAPIs inflators with the same gas generator and hardware as a 1.4 wt% powder of the mass of the generator. . The inflator was deployed in a 100 ft 3 tank and gas emissions were measured for at least 30 minutes. Carbon monoxide (CO) and ammonia (NH 3 ) were measured by FTIR while nitrogen (II) oxides (NO) nitrogen (IV), oxides (NO 2 ) and total nitrogen oxides (NO x ) were measured by chemiluminescence. . Weighted averages over time are reported below in ppm.

팽창기Inflator COCO NONO NO2 NO 2 NOx NO x NH3 NH 3 콘트롤(대조)Control (Control) 665665 85.785.7 29.629.6 117.6117.6 1414 1.4% (NH4)2CO3 1.4% (NH 4 ) 2 CO 3 705705 52.852.8 0.90.9 53.653.6 9696 대조 퍼센트Control percent 106%106% 62%62% 3%3% 46%46% 686%686%

이 실시예는 본질적으로 CO가 변하지 않고 남아 있는 동안 SNCR 암모늄염의 첨가는 현저하게 독성 질소 산화물의 수준을 감소시킨다고 설명하고 있다.This example illustrates that the addition of SNCR ammonium salts significantly reduces the levels of toxic nitrogen oxides while essentially CO remains unchanged.

실시예 2Example 2

같은 개스 발생체와 하드웨어을 갖는 NAPIs를 만들고 실시예 1에 기술된 바와같이 시험했다. 그러나, 발생체로드와 냉각 조립체는 실시예 1에 사용된 것과 달랐다. ((NH4)2CO3)는 발생체 질량의 2.6wt%의 분말로서 팽창기 중 하나의 발생체 상에 직접적으로 첨가했다. 시간에 대한 가중평균치는 ppm으로 하기에 기록된다.NAPIs with the same gas generator and hardware were made and tested as described in Example 1. However, the generator rod and cooling assembly were different from those used in Example 1. ((NH 4 ) 2 CO 3 ) was added directly onto the generator of one of the expanders as a 2.6 wt% powder of the generator mass. The weighted average over time is reported below in ppm.

팽창기Inflator COCO NONO NO2 NO 2 NOx NO x NH3 NH 3 콘트롤(대조)Control (Control) 822822 106.1106.1 50.550.5 162162 1616 2.6% (NH4)2CO3 2.6% (NH 4 ) 2 CO 3 798798 82.082.0 30.730.7 116116 147147 대조 퍼센트Control percent 97%97% 77%77% 61%61% 72%72% 919%919%

이 실시예는 에어백 팽창기에서 SNCR 기술의 성공적인 실행을 위한 정확한 팽창기 컨피규레이션(configuration) 선택의 중요성을 설명하고 있다. 또한, 이 실시예는 과량의 SNCR 화학물질이 NOx환원뿐만 아니라 높은 수준의 NH3생성을 가져오는 것을 보여준다.This embodiment illustrates the importance of selecting the correct inflator configuration for successful implementation of SNCR technology in an airbag inflator. In addition, this example shows that excess SNCR chemistry results in high levels of NH 3 production as well as NO x reduction.

실시예 3Example 3

같은 개스 발생체와 하드웨어을 갖는 2개의 NAPI를 만들고 실시예 1에 기술된 바와같이 시험했다. 그러나 발생체 로드와 냉각 조립체는 실시예 1 및 2의 것과 달랐다. (NH4)2SO4를 발생체 질량의 1.2wt%의 분말로서 팽창기 중 하나의 발생체 상에 직접적으로 첨가했다. 시간에 대한 가중평균치는 ppm으로 하기에 기록하였다.Two NAPIs with the same gas generator and hardware were made and tested as described in Example 1. However, the generator rod and cooling assembly were different from those of Examples 1 and 2. (NH 4 ) 2 SO 4 was added directly onto the generator of one of the expanders as a 1.2 wt% powder of the generator mass. The weighted average over time is reported below in ppm.

팽창기Inflator COCO NONO NO2 NO 2 NOx NO x NH3 NH 3 콘트롤(대조)Control (Control) 437437 59.659.6 12.512.5 73.373.3 88 1.2% (NH4)2SO4 1.2% (NH 4 ) 2 SO 4 406406 62.262.2 5.25.2 67.767.7 5757 대조 퍼센트Control percent 93%93% 104%104% 42%42% 92%92% 712712

2개의 예기치 않은 이로운 결과들이 이들 시험에서 관찰되었다. 첫째로, 플에서 NO2발생의 비교는 SNCR 샘플에서 NO2종(species)의 시간에 대한 감소와 대조 샘플에서 NO2종의 증가를 나타낸다. 대조 팽창기의 경우, NO2는 3분에서 9.4ppm이고 30분에서는 16.4ppm이었다. 이것은 팽창기에 의해 천천히 생성된 초기의 NO가 천천히 O2존재하에서 NO2로 전환하기 때문에 정상적으로 보여지는 것이다. SNCR 화학물질을 갖는 팽창기의 경우 NO2는 3분에서 7.8ppm이고 30분에서는 5.0ppm으로 꾸준히 감소했다. 이 실시예는 상대적으로 비독성 NO와 O2의 증가된 양의 존재에도 불구하고 독성 NO2의 생성 지연에서 이 실시예의 효과를 설명하고 있다.Two unexpected beneficial results were observed in these tests. First, a comparison of NO 2 incidence in plaques shows a decrease over time of NO 2 species in SNCR samples and an increase of NO 2 species in control samples. For the control inflator, NO 2 was 9.4 ppm at 3 minutes and 16.4 ppm at 30 minutes. This is normally seen because the initial NO produced slowly by the expander slowly converts to NO 2 in the presence of O 2 . For inflators with SNCR chemicals, NO 2 was steadily decreased to 7.8 ppm in 3 minutes and 5.0 ppm in 30 minutes. This example illustrates the effect of this example in delaying the production of toxic NO 2 despite the presence of increased amounts of relatively non-toxic NO and O 2 .

실시예 4Example 4

같은 개스 발생체와 하드웨어을 갖는 4개의 NAPIs를 만들고 실시예 1에 기술된 바와같이 시험했다. 그러나, 발생체 로드와 냉각 조립체는 실시예 1,2 또는 3에 사용된 것과 달랐다. (NH4)2SO4(235℃에서 분해)와 H2NCO2NH4(60℃에서 승화)를 발생체 질량의 2.7wt%의 분말로서 팽창기 중 하나의 발생체 상에 각각 직접적으로 첨가했다. 시간에 대한 가중평균치는 ppm으로 하기에 기록하였다.Four NAPIs with the same gas generator and hardware were made and tested as described in Example 1. However, the generator rod and cooling assembly were different from those used in Examples 1,2 or 3. (NH 4 ) 2 SO 4 (decomposed at 235 ° C.) and H 2 NCO 2 NH 4 (sublimed at 60 ° C.) were added directly onto the generator in one of the expanders, respectively, as a powder of 2.7 wt% of the mass of the generator. . The weighted average over time is reported below in ppm.

팽창기Inflator COCO NONO NO2 NO 2 NOx NO x NH3 NH 3 콘트롤(대조)Control (Control) 552552 82.282.2 30.230.2 115.2115.2 1010 2.7% (NH4)2SO3 2.7% (NH 4 ) 2 SO 3 453453 81.581.5 6.26.2 66.266.2 105105 2.7% H2NCO2NH4 2.7% H 2 NCO 2 NH 4 715715 7979 3131 112.9112.9 196196

다시, (NH4)2SO4의 첨가는 NOx와 CO의 환원을 가져왔다. 또한, NO2수준은 3분에서 9.4ppm으로부터 30분에서 5.6ppm으로 되었고 실시예 3에 제시된 데이타가 이를 증명한다. 다른 화합물의 분해와 승화점은 분해 온도가 SNCR 화학물질의 성공에 대한 중요한 요인으로서 간주되어야 한다고 설명하는 것을 규정하고 있다.Again, addition of (NH 4 ) 2 SO 4 resulted in reduction of NO x and CO. In addition, the NO 2 level ranged from 9.4 ppm at 3 minutes to 5.6 ppm at 30 minutes and the data presented in Example 3 demonstrate this. The decomposition and sublimation points of other compounds specify that the decomposition temperature should be considered as an important factor for the success of SNCR chemicals.

본 발명의 바람직한 실시예가 기술되지만 하기 청구범위의 범위에서 벗어나지 않는 한 본 발명은 변형을 할 수 있다는 것으로 이해되어야 한다.While preferred embodiments of the invention have been described, it is to be understood that the invention may be modified without departing from the scope of the following claims.

Claims (14)

팽창 가능한 에어백 ;Inflatable airbags; 개스 발생체 ;Gas generator; 상기 개스 발생체에 위치된 개스 발생체 화합물 ; 및A gas generator compound located in the gas generator; And 상기 개스 발생체 화합물 근처에 산재해 있으며, 암모늄 염, 암모늄 하이드록사이드 (NH4OH), 아민 화합물 및 아미드와 이미드 화합물을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 선택적인 비-촉매 환원 화합물을 포함하는 차량 탑승자 안전 시스템.Vehicles interspersed near the gas generator compound and comprising an optional non-catalytic reducing compound selected from the group comprising ammonium salts, ammonium hydroxide (NH 4 OH), amine compounds and amide and imide compounds Occupant safety system. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 개스 발생체가 비지드 조성물을 포함하고 ;The gas generator comprises a beaded composition; 상기 암모늄 염이 암모늄 하이드록사이드(NH4OH), 암모늄 카보네이트 ((NH4)2CO3), 암모늄 설페이트((NH4)2SO4), 암모늄 클로라이드(NH4Cl), 암모늄 카바메이트(H2NCO2NH4) 및 암모늄 플루오라이드(NH4F)로 부터 선택되고 ;The ammonium salt is ammonium hydroxide (NH 4 OH), ammonium carbonate ((NH 4 ) 2 CO 3 ), ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ), ammonium chloride (NH 4 Cl), ammonium carbamate ( H 2 NCO 2 NH 4 ) and ammonium fluoride (NH 4 F); 상기 아미드 화합물이 우레아(H2NCONH2)로 이루어진 그룹으로부터 선택되고 ; 및The amide compound is selected from the group consisting of urea (H 2 NCONH 2 ); And 상기 이미드 화합물이 시아누릭 산 ((HNCO)3)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 차량 탑승자 안전 시스템.And said imide compound is selected from the group consisting of cyanuric acid ((HNCO) 3 ). 개스 발생체내에서 개스 발생체 조성물에 대해 선택적인 비-촉매 환원화합물을 산재시키고 ;Interspersing a non-catalytic reducing compound selective to the gas generator composition in the gas generator; 개스 발생체 조성물의 개스 연소 생성물로 화합물을 환원시키는 선택적인 비-촉매의 개스 생성물과 반응시키는 단계를 포함하는, 차량 탑승자 안전 시스템의 에어백을 팽창시키는데 사용되는, 개스 발생체의 방출 개스의 독성을 감소시키는 방법.Reacting the toxicity of the release gas of the gas generator, which is used to inflate the airbag of the vehicle occupant safety system, comprising reacting with an optional non-catalyst gas product that reduces the compound to the gas combustion product of the gas generator composition. How to reduce. (없음)(none) 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 개스 발생체 화합물이 비아지드 조성물로 이루어지고 ;The gas generator compound consists of a non-azide composition; 상기 선택적인 비-촉매 환원 화합물이 암모늄 카보네이트((NH4)2CO3), 암모늄 설페이트((NH4)2SO4), 암모늄 클로라이드(NH4Cl), 암모늄 카바메이트(H2NCO2NH4) 및 암모늄 플루오라이드(NH4F)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 암모늄염으로 이루어지는 차량 탑승자 안전 시스템.The optional non-catalytic reducing compound is ammonium carbonate ((NH 4 ) 2 CO 3 ), ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ), ammonium chloride (NH 4 Cl), ammonium carbamate (H 2 NCO 2 NH 4 ) and a vehicle occupant safety system consisting of an ammonium salt selected from the group consisting of ammonium fluoride (NH 4 F). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 개스 발생체 화합물이 비아지드 조성물로 이루어지고 ;The gas generator compound consists of a non-azide composition; 상기 선택적인 비-촉매 환원 화합물이 우레아(H2NCONH2)로 이루어진 차량 탑승자 안전 시스템.The vehicle occupant safety system, wherein the optional non-catalytic reducing compound consists of urea (H 2 NCONH 2 ). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 개스 발생체 화합물이 비아지드 조성물로 이루어지고 ;The gas generator compound consists of a non-azide composition; 상기 선택적인 비-촉매 환원 화합물 시아누릭산((HNCO)3)로 이루어진 차량 탑승자 안전 시스템.A vehicle occupant safety system consisting of the optional non-catalytic reducing compound cyanuric acid ((HNCO) 3 ). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 개스 발생체 화합물이 비아지드 조성물로 이루어지고 ;The gas generator compound consists of a non-azide composition; 상기 선택적인 비-촉매 환원 화합물이 암모늄 하이드록사이드(NH4OH)로 이루어진 차량 탑승자 안전 시스템.The vehicle occupant safety system, wherein the optional non-catalytic reducing compound consists of ammonium hydroxide (NH 4 OH). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 개스 발생체 화합물이 비아지드 조성물로 이루어지고;The gas generator compound consists of a non-azide composition; 상기 선택적인 비-촉매 환원 화합물이 아민 화합물로 이루어진 차량 탑승자 안정 시스템.A vehicle occupant stabilization system wherein said optional non-catalytic reducing compound consists of an amine compound. 제 4항에 있어서, 상기 선택적인 비-촉매 환원 화합물이 암모늄 카보네이트 ((NH4)2CO3), 암모늄 설페이트((NH4)2SO4), 암모늄 클로라이드(NH4Cl4), 암모늄 카바메이트(H2NCO2NH4) 및 암모늄 플루오라이드(NH4F)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 암모늄염으로 이루어지는 차량 탑승자 안전 시스템.The method of claim 4, wherein the optional non-catalytic reducing compound is ammonium carbonate ((NH 4 ) 2 CO 3 ), ammonium sulfate ((NH 4 ) 2 SO 4 ), ammonium chloride (NH 4 Cl 4 ), ammonium carba A vehicle occupant safety system consisting of an ammonium salt selected from the group consisting of mate (H 2 NCO 2 NH 4 ) and ammonium fluoride (NH 4 F). 제 4항에 있어서, 상기 선택적인 비-촉매 환원 화합물이 우레아(H2NCONH2)로 이루어진 방법.The method of claim 4, wherein said optional non-catalytic reducing compound consists of urea (H 2 NCONH 2 ). 제 4항에 있어서, 상기 선택적인 비-촉매 환원 화합물이 시아누릭산 ((HNCO)3)으로 이루어진 방법.The method of claim 4, wherein said optional non-catalytic reducing compound consists of cyanuric acid ((HNCO) 3 ). 제 4항에 있어서, 상기 선택적인 비-촉매 환원 화합물이 암모늄 하이드록사이드(NH4OH)로 이루어진 방법.The method of claim 4, wherein said optional non-catalytic reducing compound consists of ammonium hydroxide (NH 4 OH). 제 1항에 있어서, 상기 선택적인 비-촉매 환원 화합물이 아민 화합물로 이루어진 차량탑승자 안전 시스템.2. The vehicle occupant safety system of claim 1, wherein the optional non-catalytic reducing compound consists of an amine compound.
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