KR20000015965A - 가스발생제 조성물 및 그것의 성형체_ - Google Patents

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지안조우 우
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고지마 아끼로, 오가와 다이스께
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Abstract

저독성인 동시에 위험성이 적고 취급이 용이하고, 연소효율 및 가스발생효율이 우수하고, 연소시에 찌꺼기 생성량이 적고, 제조시에 안전하고, 성형시에, 성형강도가 강한, 자동차에 있어서 승객보호장치로서의 에어백용 가스발생제 조성물 및 그것의 성형체를 제공한다. (a)폴리아크릴계 고분자 화합물, 폴리아세탈, 요소수지, 멜라민수지, 케톤수지 또는 셀룰로오스계 고분자 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 고분자 화합물로 이루어지는 연료, (b) 질산암모늄 또는 상안정화 질산암모늄으로부터 선택되는 산화제 및 (c) 금속질산염, 금속아질산염, 과염소산염, 염소산염 등의 산소산염으로부터 선택되는 적어도 1종의 연소촉진제를 함유하는 가스발생제 조성물 및 그것의 성형체 및 이들을 사용하는 에어백용 인플레이터이다.

Description

가스발생제 조성물 및 그것의 성형체
자동차에 있어서 승객보호장치에 사용되는 에어백용 가스발생제 조성물로서는, 종래부터 아지드화나트륨을 사용한 조성물이 다용되어 왔었다. 그러나, 근년에는, 아지드화나트륨의 인체에 대한 독성이나 취급시의 위험성이 문제시되어 왔다. 그래서 이에 교체되는, 보다 안전한 소위 비아지드계 가스발생제 조성물로서 각종의 질소함유 유기화합물을 포함하는 가스발생제 조성물이 개발되어 있다. 예를들면, 미국특허 제4,909,549호 명세서에는 수소를 함유하는 테트라졸, 트리아졸화합물과 산소함유 산화제와의 조성물이, 미국특허 제4,369,079호 명세서에는 수소를 함유하지 않는 비테트라졸의 금속염과 산소함유 산화제와의 조성물이, 또 일본 특개평 6-239683호 공보에는 카르보히드라지드와 산소함유 산화제와의 조성물이 개시되어 있다.
이들 비아지드계 가스발생제 조성물의 대부분은 테트라졸, 비테트라졸의 금속염, 트리아졸, 카르보히드라지드 등의 질소함유 유기화합물 연료와 질산칼륨, 질산스트론튬, 과염소산칼륨 등의 산화제로 구성되는 것이다.
또, 미국특허 제5,545,272호 명세서에는 7∼20중량%의 칼륨염으로 상(相)안정화된 질산암모늄 및 니트로구아니딘으로 이루어지는 가스발생제 조성물이 개시되어 있다. 더욱이, WO 96/27574호 명세서에는 니트로구아니딘, 상안정화질산암모늄 및 고무상바인더로 이루어지는 가스발생제 조성물이 개시되어 있다.
그 외에, 일본 특개평 7-330477호 공보에는, 아크릴레이트 말단 폴리부타디엔, 폴리부타디엔 폴리카르복시산, 에폭시변성폴리부타디엔과 경화제와 산화제로 이루어지는, 가스발생제 조성물이 개시되어 있다. 일본 특개평 6-92770호 공보에는, 아지드기를 발생하는 유기결합제, 활성가소제 및 산화충전제를 특히 포함하여 이루어지는 결합제가 히드록시기를 포함하는 폴리글리시딜아지드와 적어도 1종의 폴리이소시아네이트와의 반응생성물로 이루어지고, 산화충전제의 적어도 85중량%가 질산암모늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스발생제 조성물이 개시되어 있다.
그러나, 상기 아지드계, 또는 질산암모늄을 사용하지 않는 비아지드계 가스발생제는 가스발생효율이 낮고, 아지드계 가스발생제의 100g당의 가스발생량은 1.5몰 이하, 질산암모늄을 사용하지 않는 비아지드계 가스발생제의 100g당의 가스발생량은 2.5몰 이하이다. 더욱이, 연소시에 대량의 찌꺼기를 생성하고, 연소시에 생성된 찌꺼기가 그대로 인플레이터로부터 방출되면, 고온의 액체 또는 고체 찌꺼기는 백에 손상을 주어, 백이 에어백 장치로부터 튀어나오거나, 연소할 뿐아니라, 승객의 호흡에 위해를 준다.
그래서, 연소 찌꺼기를 인플레이터로부터 될 수 있는 대로 방출하지 않게 하기 위하여, 대량의 필터를 인플레이터에 채울 필요가 있다. 이 대량의 필터는 인플레이터의 소형화, 경량화를 방해하고, 인플레이터의 제조비용을 높인다.
또, 상기 미국특허 제5,545,272호 명세서와 WO 96/27574호 명세서에 개시되어 있는 상안정화 질산암모늄 및 니트로구아니딘으로 이루어지는 가스발생제 조성물은 가스발생효율이 높아지고, 찌꺼기 생성량이 적지만, 상안정화 질산암모늄과 니트로구아니딘이 120℃이하에서 공융물을 생성하기 때문에, 인플레이터 제조시의 용접공정에서 가스발생제가 용해할 염려가 있다. 또 상안정화 질산암모늄 및 니트로구아니딘을 포함하는 조성물은 기폭감도가 높고, 가스발생제의 제조과정에서의 품질상, 안전상의 문제가 있다.
그 외에, 아지드폴리머 등의 에너지 바인더와 질산암모늄 혹은 상안정화 질산암모늄을 이용한, 찌꺼기 생성량이 적은 가스발생제가 개시되어 있지만(예를 들면 EP 705809호), 이들 가스발생제는 연소시에 대량의 유해한 일산화탄소를 생성하고, 로켓추진제에 적합하게 될 가능성이 있지만, 단순히 자동차 에어백용 가스발생제 조성물에 응용하는 것은 곤난하다.
본 발명은 자동차의 에어백 구속시스템에 적합한 가스발생제 조성물 및 그것의 성형체에 관한 것이며, 특히 특정한 고분자 화합물로 이루어지는 연료와 질산암모늄계 산화제를 베이스로 하고 기타 첨가제를 첨가하여 이루어지는 가스발생제 조성물 및 그것의 성형체에 관한 것이다.
(본 발명의 개시)
본 발명의 과제는 저독성이며, 또한 위험성이 적고, 취급이 용이하고, 연소효율 및 가스발생효율이 우수하여, 연소시에 찌꺼기 생성량이 적고, 제조시에 안정하고, 성형시에 성형강도가 강한 가스발생제 조성물을 제공하는 것에 있다.
본 발명자등은, 연소시에 찌꺼기를 생성하지 않는, 또는 찌꺼기 생성량이 실용상 문제가 되지 않는 고분자 화합물과 질산암모늄의 조성물에 착안하고, 그의 성형성, 연소성, 안전성, 실용성 등에 관하여 예의 연구를 거듭하여, 특정한 고분자화합물계 연료와 질산암모늄 산화제에 산소산염, 그 외에 필요에 따라서 탄소 등의 연소속도 조정제, 금속산화물 등의 연소조절촉매를 첨가한 가스발생제 조성물이, 상기 과제를 해결할 수가 있고, 실용적인 조성물임을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 하기 (a)성분, (b)성분 및 (c)성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스발생제 조성물을 제공하는 것이다.
(a) 폴리아크릴계 고분자화합물, 폴리아세탈, 요소수지, 멜라민수지, 케톤수지 또는 셀룰로스계 고분자화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 고분자화합물로 이루어지는 연료
(b) 질산암모늄 또는 상안정화 질산암모늄으로부터 선택되는 산화제
(c) 산소산염으로부터 선택되는 적어도 1종의 연소촉진제.
또 본 발명은 상기 (a)성분, (b)성분 및 (c)성분 외에, 하기 (d)성분 및 (e)성분으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 더 포함하는 가스발생제 조성물을 제공하는 것이다.
(d) 탄소 또는 금속분말로부터 선택되는 연소속도 조정제.
(e) 금속산화물로부터 선택되는 연소조절촉매.
또, 본 발명은, 상기 가스발생제 조성물을 압출성형하여 얻어지는, 단공원주형태 또는 다공원주형태의 가스발생제 조성물 성형체, 상기 가스발생제조성물을 압축성형하여 얻어지는 펠릿형태의 가스발생제 조성물 성형체, 상기 가스발생제 조성물을 필름형태로 성형하여 얻어지는, 필름형태의 가스발생제 조성물 성형체를 제공하는 것이다.
더욱이 본 발명은, 상기 가스발생제 조성물, 또는 가스발생제 조성물 성형체를 사용하는 에어백용 인플레이터를 제공하는 것이다.
본 발명은 자동차에 있어서 승객보호장치로서의 에어백용 가스발생제 조성물 및 그것의 성형체를 제공하는 것이고, 본 발명에 의하여 저독성이며 또한 위험성이 적고 취급이 용이하고, 연소효율 및 가스발생효율이 우수하여, 연소시에 찌꺼기 생성량이 적은 가스발생제 조성물 및 그것의 성형체가 제조가능하게 되었다.
(발명의 실시형태)
본 발명에 사용되는 (a)성분의 고분자 화합물은 가스발생제 조성물 중에서, 연료와 바인더의 역할을 완수하다. (a)성분의 고분자 화합물로서는, 고분자 화합물의 산소밸런스, 연소성, 질산암모늄과의 조성물의 열안정성 등에서 고려할 때, 일반적으로는, 가스발생제의 사용온도(-30℃∼90℃)범위에서 고체상태의 폴리아크릴계 고분자화합물, 폴리아세탈, 요소수지, 멜라민수지, 케톤수지 또는 셀룰로스계 고분자화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 고분자화합물이 사용된다. 이하 이들 고분자 화합물에 대하여 상술한다.
(1) 폴리아크릴 고분자 화합물:
폴리아크릴아미드, 폴리아크릴아미드의 아미노화물, 폴리아크릴히드라지드, 아크릴아미드·아크릴산암모늄염 공중합체, 아크릴아미드·아크릴산금속염 공중합체, 아크릴아미드·아크릴산에스테르 공중합체 등을 들 수 있다.
이들 폴리아크릴계 고분자 화합물로서는, 하기 (i)∼(v)에 표시하는 것을 들 수 있다.
(i) (CH2CHCONH2)n
(ii) (CH2CHCONHNH2)n
(iii) (CH2CHCONH2)n-(CH2CHCONHNH2)p
(iv) (CH2CHCONH2)n-(CH2CHCOOM)q
(v) (CH2CHCONH2)n-(CH2CHCOOR)s
[상기 (i)∼(v)에 있어서, M은 암모늄 또는 나트륨, 칼륨 등의 금속이온을 나타내고, R는 -C2H4N(CH3)2등의 치환기를 나타내고, n, p, q, s는 고분자의 중합정도를 나타내고 있으며, n=20,000∼400,000, p=5,000∼100,000, q=5,000∼100,000, s=5,000∼50,000의 범위가 바람직하다.]
이들 폴리아크릴계 고분자 화합물은 독성이 낮다. 예를 들면, 폴리아크릴아미드는 급성독성 LD50(경구, 마우스)가 1200mg/kg이상에서, 돌연변이 유발성이 없고, 폴리아크릴히드라지드는 급성독성 LD50(경구, 마우스)가 3800mg/kg에서 돌연변이 유발성이 없다. 이에 대하여 현재 사용되고 있는 아지드화나트륨은 급성독성 LD50이 27mg/kg이다. 분명히, 폴리아크릴계 고분자 화합물의 사용안정성은 아지드화나트륨을 훨씬 상회한다.
(2) 폴리아세탈, 요소유지, 멜라민수지, 케톤수지
폴리아세탈(별명: 폴리포름알데히드)는 내열성, 내약품성에서 우수하고, 대량의 산소(53.3중량%)를 포함하므로, 연소성이 우수하다. 또, 그의 융점이 질산암모늄의 융점과 가깝기 때문에 질산암모늄이나 다른 첨가물과 용융하여 성형할 수가 있다. 요소수지, 멜라민수지, 케톤수지는 폴리아세탈과 마찬가지로 우수한 연소성, 내열성, 내약품성을 갖는다.
(3) 셀룰로스계 고분자 화합물
아세트산셀룰로스, 카르복시메틸셀룰로스, 카르복시메틸셀룰로스암모늄염, 카르복시메틸셀룰로스나트륨염, 카르복시메틸셀룰로스칼륨염 등을 들 수 있다.
상기 (a)성분 중에서는 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴아미드의 아미노화물, 폴리아크릴히드라지드, 아크릴아미드·아크릴산암모늄염 공중합체, 아크릴아미드·아크릴산금속염 공중합체, 아크릴아미드·아크릴산에스테르 공중합체, 폴리아세탈, 요소수지, 멜라민수지, 케톤수지아세트산셀룰로스, 카르복시메틸셀룰로스, 카르복시메틸셀룰로스암모늄염, 카르복시메틸셀룰로스나트륨염 또는 카르복시메틸셀룰로스칼륨염 중에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하다.
본 발명의 가스발생제 조성물 중의 (a)성분의 함유량은 3∼40중량%가 바람직하고, 5∼30중량%가 더욱 바람직하다.
본 발명의 가스발생제 조성물에 사용되는 (b)성분의 산화제는, 질산암모늄 또는 상안정화 질산암모늄이다. 질산암모늄은 비료, 폭약 등에 많이 사용되고 질소, 산소, 수소에 의하여 구성되므로 연소시에 고형찌꺼기를 생성하지 않는다. 본 발명에 있어서는 질산암모늄을 그대로 산화제로서 사용하여도 좋지만, 사용온도의 범위에서 몇 개의 상전이점이 있으므로, 소량의 칼륨염 또는 다른 첨가물을 첨가한 소위 상안정화 질산암모늄으로서 사용하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 가스발생제 조성물 중의 (b)성분의 함유량은 30∼94중량%가 바람직하고, 50∼85중량%가 보다 바람직하다.
일반적으로 상기 (a)성분의 고분자 화합물과, 상기 (b)성분의 산화제와의 2성분 조성물은 연소속도가 낮고, 연소성이 좋지 않다. 그러나, 이 2성분 조성물에 (c)성분으로서, 산소산염, 특히 금속질산염, 금속아질산염, 과염소산염 또는 염소산염으로부터 선택되는 적어도 1종의 연소촉진제를 첨가하면, 연소속도는 상당히 높아진다.
(c)성분의 연소촉진제로서는, 질산칼륨, 질산나트륨, 질산스트론튬, 아질산칼륨, 아질산나트륨, 과염소산암모늄, 과염소산나트륨, 과염소산칼륨, 염소산나트륨, 또는 염소산칼륨 중에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, 특히, 질산칼륨, 과염소산칼륨, 아질산칼륨, 염소산칼륨이 상기 (a)성분 및 (b)성분의 2성분으로 이루어지는 조성물의 연소속도를 촉진할 뿐만 아니라, (b)성분의 질산암모늄과 상안정성암모늄을 생성하고, 사용온도범위에서 가스발생제 조성물의 체적변화를 방지할 수 있으므로 보다 바람직하다.
이들의 (c)성분의 첨가량을 늘리면 가스발생제 조성물의 연소속도가 높아지지만, 연소찌꺼기가 늘어난다. 따라서, 본 발명의 가스발생제 조성물 중의 (c)성분의 함유량은 0.5∼20중량%가 바람직하고, 3∼15중량%가 보다 바람직하다.
또, 본 발명의 가스발생제 조성물은, 상기 (a), (b) 및 (c)성분 외에, 필요에 따라서 연속속도를 조정하기 위하여, (d)성분으로서 탄소 또는 금속분말로부터 선택되는 연소속도 조정제를 함유시켜도 좋다. (d)성분의 연소속도 조정제로서 사용되는 금속분말로서는, 알루미늄분말, 보론분말, 철분말, 마그네슘분말로부터 선택되는 적어도 1종을 들 수 있다.
본 발명의 가스발생제 조성물중의 (d)성분의 함유량은 5중량% 이하가 바람직하다.
더욱이, 본 발명의 가스발생제 조성물은 필요에 따라서 연소속도를 높이기 위하여, (e)성분으로서 금속산화물로부터 선택되는 연소조절촉매를 함유시켜도 좋다. (e)성분의 연소조절촉매로서 사용되는 금속산화물로서는, 산화구리, 산화철, 산화아연, 산화코발트 또는 산화망간으로부터 선택되는 적어도 1종을 들 수 있다. 본 발명의 가스발생제 조성물 중의 (e)성분의 함유량은 5중량% 이하가 바람직하다.
본 발명의 가스발생제 조성물로서 특히 바람직한 것은, (a)성분으로서 폴리아크릴아미드 6∼16중량%, (b)성분으로서 질산암모늄 70∼85중량%, (c)성분으로서 과염소산칼륨 3∼12중량%를 함유하는 것이다.
본 발명의 가스발생제 조성물은, 아지드계 가스발생제에 비하여 단위중량당의 가스발생효율을 대폭적으로 높일 수가 있고, 또, 연소시에 연소찌꺼기의 생성량이 적고, 가스발생기(인플레이터)를 보다 소형으로 설계할 수 있다. 본 발명의 가스발생제 조성물을 사용하여 성형체를 얻는데 있어서는, 본 발명의 가스발생제조성물에, (a)성분의 고분자 화합물의 종류에 따라서 물 또는 유기용매를 첨가하고, 균일하게 혼합한 후, 압출성형하여 단공원주형태 또는 다공원주형태를 갖는 성형체를 얻든가, 또는 타정기 등을 사용하여 입축성형하여 펠릿형태의 성형체를 얻든가, 또는 필름형태로 성형하여 필름형태의 성형체를 얻는다. 이와 같은 성형체가 되도록 함으로써, 가스발생기(인플레이터)에 충전가능한 형태로 만들수가 있다.
본 발명의 가스발생제 조성물 및 그것의 성형체는 운전석의 에어백 인플레이터, 조수석의 에어백 인플레이터 및 사이드 인플레이터에 적용할 수 있고, 더욱이 하이브리드 인플레이터에도 적용할 수 있다. 운전석의 에어백 인플레이터에 대하여는, 본 발명의 가스발생제 조성물 및 그것의 성형체는, 가스발생효율이 높고, 찌꺼기의 생성량이 적으므로, 찌꺼기를 여과하는 필터를 채울필요가 없어지고, 연소화염이 외부로 빠져나가는 것을 방지할 만큼의 소량의 냉각제만 채우면 된다. 이로써 운전석의 에어백 인플레이터는 본 발명의 가스발생제 조성물 및 그것의 성형체를 사용하면, 연소실의 용적이 40cm3이하로 되고, 외경이 60mm이하로, 높이가 40mm이하로 된다. 하이브리드 인플레이터에 대하여는, 본 발명의 가스발생제 조성물 및 그것의 성형체는 산소밸런스가 제로 혹은 제로에 가까우므로 산소를 포함하지 않는 압축가스를 사용하여도 좋다.
이하 실시예에 의하면 본 발명은 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
한편, 아래의 표 1∼5 중, PAA는 폴리아크릴아미드, PAH는 폴리아크릴아미드의 아미노화물, PAANa는 아크릴아미드·아크릴산나트륨염 공중합체, CMCNa는 카르복시메틸셀룰로스나트륨염, CMCNM4는 카르복시메틸셀룰로스암모늄염, AN는 질산암모늄, KClO4는 과염소산칼륨, KNCO3는 질산칼륨, C는 탄소, CuO는 산화구리, NQ는 니트로구아니딘, PSAN는 상안정화 질산암모늄(AN/KCl4=90/10)을 나타내다.
실시예 1∼9 및 비교예 1∼2
표 1에 표시하는 조성을 갖는 가스발생제 조성물을 조제하고, 그 이론계산에 의거한 연소온도, 발생가스효율(100g조성물의 발생가스의 몰수), 찌꺼기의 생성량(1몰 가스발생시의 상온에서의 고형물 찌꺼기의 생성그램수)를 표 1에 표시한다.
가스발생조성물 조 성 비(중량비) 연소온도(K) 발생가스효율 찌꺼기생성량
실시예 1 PAA/AN/KClO4 12/83/5 2308 4.04 0.68
실시예 2 PAH/AN/KClO4 12/81/7 2300 4.02 0.93
실시예 3 아세트산셀룰로스/AN/KClO4 14/81/5 2333 4.01 0.68
실시예 4 폴리아세탈/AN/KClO4 30/63/7 2337 4.00 0.93
실시예 5 PAA/AN/KNO3 11/82/7 2240 4.02 1.24
실시예 6 PAA/AN/KClO4/C 7/83/7/3 2354 3.96 0.98
실시예 7 CMCNa/AN/KClO4 15/82/3 2281 4.09 0.45
실시예 8 PAANa/AN/KClO4 11.7/81.3/7 2333 4.04 0.94
실시예 9 PAA/AN/KC104/CuO 11/82/7/0.5 2306 4.01 1.06
비교예 1 아지화나트륨/CuO 69/31 1374 1.59 35.14
비교예 2 5-아미노테트라졸/KNO3 41/59 2115 2.40 16.33
실시예 10∼17
표 2에 표시하는 조성을 갖는 가스발생제 조성물을 조제하고, 일본공업규격(JIS) K4810∼1979의 화약류 성능시험법에 의거하여 마찰감도와 낙추감도를 측정하였다. 결과를 표 2에 표시한다.
가스발생제조성물 조 성 비(중량비) 마찰감도(kgf) 낙추감도(cm)
실시예 10 PAA/AN/KClO4 12/83/5 〉36.0 30∼40
실시예 11 아세트산셀룰로스/AN/KClO4 14/81/5 〉36.0 30∼40
실시예 12 PAA/AN/KNO3 11/82/7 〉36.0 30∼40
실시예 13 PAANa/AN/KClO4 12/5/83 〉36.0 70∼80
실시예 14 CMCNH4/AN/KClO4 15.9/79.1/5 〉36.0 30∼40
실시예 15 PAA/AN/KClO4/C 7/83/7/3 〉36.0 50∼60
실시예 16 PAA/AN/KClO4/CuO 12/83/5/0.5 〉36.0 40∼50
실시예 17 PAH/AN/KClO4/CuO 11/82/7/0.5 〉36.0 〉100
실시예 18∼22 및 비교예 3
표 3에 표시하는 조성을 갖는 가스발생제 조성물을 조제하고, 리가쿠주식회사제의 TAS-200형 시차 열분석장치에 의해, 융해온도, 발열개시온도, TG중량감소 개시온도를 측정하였다. 측정시의 승온속도는 20℃/분이고, 측정분위기는 질소가스이고, 측정시의 샘플량은 1∼3mg이다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.
가스발생제조성물 조 성 비(중량비) 용해온도(℃) 발열개시온도(℃) TG 중량감소개시온도(℃)
실시예 18 PAH/AN/KClO4 12/81/7 159 229 231
실시예 19 PAA/AN/KClO4 11.6/81.4/7 158 245 245
실시예 20 PAANa/AN/KClO4 11.6/81.4/7 160 230 246
실시예 21 CMCNa/AN/KClO4 18/79/3 161 248 200
실시예 22 PAA/AN/KClO4/C 7/83/7/3 160 210 216
비교예 3 NQ/PSAN 40/60 118 227 239
실시예 23∼33
표 4에 표시하는 조성을 갖는 가스발생제 조성물을 조제하고, 그 조성물을 스트랜드로 성형하여, 압력 70kg/cm2, 질소분위기하에서 연소속도를 측정하였다. 그 결과를 표 4에 표시한다.
가스발생제조성물 조 성 비(중량비) 연소속도(mm/초)
실시예 23 PAA/AN/KClO4 12/81/7 7.3
실시예 24 PAH/AN/KClO4 12/81/7 6.0
실시예 25 PAANa/AN/KClO4 12/81/7 7.0
실시예 26 PAA/AN/KNO3 12/79/9 6.6
실시예 27 PAANa/AN/KNO3 12/79/9 6.4
실시예 28 PAH/AN/KNO3 12/79/9 6.4
실시예 29 PAANa/AN/KClO4 12/79/9 7.3
실시예 30 CMCNa/AN/KClO4 20/72/8 7.2
실시예 31 CMCNH4/AN/KClO4 16/79/5 7.1
실시예 32 PAANa/AN/KClO4/CuO 12/81/7/0.5 6.7
실시예 33 PAA/AN/KClO4/CuO 12/81/7/0.5 7.1
실시예 34∼38 및 비교예 4
표 5에 표시하는 조성을 갖는 가스발생제 조성물을 조제하고, 그 조성물의 제조안정성을 확인하기 위한 기폭감도시험을 실시하였다. 기폭감도시험은 조성물을 외경 30mm, 내경 25mm, 길이 200mm의 염화비닐관에 채워, 염화비닐관의 한쪽끝을 고무마개로 밀폐하고, 다른쪽 끝에 6호 순발전전기뇌관을 삽입하여, 그 염화비닐관을 모래속(모래의 표면으로부터 200mm의 깊이가 되는곳)에 묻어 기폭하는 시험이다. 시험후, 형성된 갈때기 모양의 구멍의 크기, 잔존물로부터 조성물의 기폭감도가 있는지의 여부를 판정하였다. 그 결과를 표 5에 표시한다.
가스발생제조성물 조 성 비(중량비) 기폭감도
실시예 34 CMCNa/AN/KClO4 18/79/3 없음
실시예 35 PAA/AN/KClO4 12/81/7 없음
실시예 36 PAANa/AN/KClO4 12/81/7 없음
실시예 37 PAH/AN/KClO4 12/81/7 없음
실시예 38 PAA/AN/KClO4/CuO 12/81/7/0.5 없음
비교예4 NQ/AN 61/39 있음
실시예 39
120g의 폴리아크릴아미드, 810g의 질산암모늄, 70g의 과염소산칼륨의 분말에 65g의 물을 첨가하여 균일하게 혼합한 후, 압출성형법에 의하여, 외경 2.5mm, 내경 0.8mm, 길이 2mm의 압축신장성형체로 성형하였다. 이 압축신장성형체를 80℃에서 72시간 건조를 행하였다. 건조를 행한 압축신장성형체 25.4g를 가스발생기에 충전하고, 60ℓ의 탱크시험을 사용하여 연소시험을 행하였더니, 연소개시 후 51×10-3초 경과후 탱크압이 2.2kgf/cm2에 도달하였다. 연소 후의 탱크내의 가스발생제를 분석한 결과는 모든 성분에서 허용치 내의 값을 나타내었다.

Claims (12)

  1. 하기 (a)성분, (b)성분 및 (c)성분을 함유하는 것을 특징으로 하는 가스발생제 조성물.
    (a) 폴리아크릴계 고분자화합물, 폴리아세탈, 요소수지, 멜라민수지, 케톤수지 또는 셀룰로스계 고분자화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 고분자화합물로 이루어지는 연료
    (b) 질산암모늄 또는 상안정화 질산암모늄으로부터 선택되는 산화제
    (c) 산소산염으로부터 선택되는 적어도 1종의 연소촉진제
  2. 제 1 항에 있어서, 하기 (d)성분 및 (e)성분으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스발생제 조성물.
    (d) 탄소 또는 금속분말로부터 선택되는 연소속도조정제
    (e) 금속산화물로부터 선택되는 연소조절촉매
  3. 제 2 항에 있어서, (a) 성분의 함유량이 3∼40중량%, (b) 성분의 함유량이 30∼94중량%, (c) 성분의 함유량이 0.5∼20중량%, (d) 성분의 함유량이 5중량% 이하, (e) 성분의 함유량이 5중량% 이하인 것을 특징으로 하는 가스발생제 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, (a) 성분의 연료가, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴아미드의 아미노화물, 폴리아크릴히드라지드, 아크릴아미드·아크릴산암모늄염 공중합체, 아크릴아미드·아크릴산 금속염 공중합체, 아크릴아미드·아크릴산에스테르 공중합체, 아세트산셀룰로스, 카르복시메틸셀룰로스, 카르복시메틸셀룰로스 암모늄염, 카르복시메틸셀룰로스나트륨염, 또는 카르복시메틸셀룰로스칼륨염 중에서 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 가스발생제 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, (c) 성분의 연소촉진제가 금속질산염, 금속아질산염, 과염소산염 또는 염소산염으로부터 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 가스발생제 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, (c) 성분의 연소촉진제가 질산칼륨, 질산나트륨, 질산스트론튬아질산칼륨, 아질산나트륨, 과염소산암모늄, 과염소산나트륨, 과염소산칼륨, 염소산나트륨, 또는 염소산칼륨 중에서 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 가스발생제 조성물.
  7. 제 2 항에 있어서, (e) 성분의 연소조절촉매가 산화구리, 산화철, 산화아연, 산화코발트 또는 산화망간으로부터 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 가스발생제 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, (a) 성분으로서 폴리아크릴아미드 6∼16중량%, (b) 성분으로서 질산암모늄 70∼85중량%, (c) 성분으로서 과염소산칼륨 3∼12중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스발생제 조성물.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 가스발생제 조성물을 압출성형하여 얻어지고, 단공원주형태 또는 다공원주형태를 갖는 것을 특징으로 하는 가스발생제 조성물 성형체.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 가스발생제 조성물을 압축성형하여 얻어지고 펠릿 형태인 것을 특징으로 하는 가스발생제 조성물 성형체.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 가스발생제 조성물을 필름형태으로 성형하여 얻어지고, 필름형태인 것을 특징으로 하는 가스발생제 조성물 성형체.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 가스발생제 조성물을 사용하는 것을 특징으로 하는 에어백용 인플레이터.
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