JPH03150285A - ガス発生混合物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用分野〉 本発明は、ガス発生混合物、特に自動車両中で乗客保護
装置のための気のう（エアーバッグ）を膨脹させるため
のガス発生混合物に関し、それは少なくとも１個のアル
カリ−又はアルカリ土類アジド、アルカリ−又はアルカ
リ土類アジドのアルカリ−又はアルカリ土類金属の酸化
に少なくとも必要な化学量論量の酸化剤並びに場合によ
り鉱滓形成剤を含有する。

〈従来の技術〉 この様なガス発生混合物又は燃料は公知である。

その際エアーバックの膨脹に瞬時に使用される大量の燃
料は、酸化剤として著しく酸化する酸素含有塩、たとえ
ば硝酸カリウム又は遷移金属酸化物、たとえば酸化銅又
は酸化鉄を含有する。

米国特許第４２９６０８４号明細書から、酸化剤として
モリブデンスルフィドを使用することも知られている。

この場合４重量％までイオウを添加して、燃焼性質に影
響を与える。モリブデンジスルフィドの酸化作用は、４
価のモリブデンを電子受容によって〇一価の金属モリブ
デンに変え、一方モリブデンジスルフィドのスルフィド
アニオンを硫化ナトリウムとして結合し、したがってス
ルフィド（−■）の酸化数は変化されないことに基づい
ている。公知の混合物の場合、モリブデンスルフィド−
含有量が不足するので、ナトリウム−金属を形成する。

モリブデンスルフィド−含有量が増加する際に、他方で
ガス収率は思わしくない。

大量の燃料が実際上大体において有効であるにもかかわ
らず、これは更に改良を必要とする。したがって高い燃
焼温度が、エアーバンクの膨脹に必要なガス容量をでき
る限り少ない燃料量で得るために、望まれる。しかし燃
焼温度は時々極めて高いので、−Ｍにアルミニウムから
成るガス発生容器のあまりにも強い熱的破壊の阻止のた
めに、付加的な操作を行わなければならない。発生した
ガスの温度は、使用されるバッグ材料に損害を与える程
高くあってはならない。

〈発明が解決しようとする課題〉 更に混合物の重量に対するガス収量を、より一層高める
ことが望まれる。公知の燃料に於てアルカリ金属一酸化
物がエアーバッグから生じるのを阻止するために、一部
不可欠な操作を行わねばならない。この酸化物は一方で
所望されない発煙を生じ、他方で著しく腐食する毒性作
用を有する。

く課題を解決するための手段〉 したがって本発明の課題は、ガス発生混合物、特にエア
ーバッグ−ガス発生器のためのガス発生混合物を調製す
ることである。この混合物は、比較的少量でガス発生器
又はバッグ材料のあまりにも強い熱的破壊なしに、エア
ーバッグの申し分のない膨脹を保証し、この際アルカリ
酸化物の発生を阻止するための費用のかかる操作を除く
ことができる。

これは、本発明によれば請求項１で特徴づけられた混合
物によって達成される。その他の請求項に、本発明の有
利な実施態様を記載した。

本発明による混合物を用いて、十分に低い燃焼温度が達
成できる。というのは生じる硫化ナトリウムの発生熱及
び鉱滓形成剤との反応による付加的なエネルギー獲得が
、酸化ナトリウムに於けるよりも小さいからである。こ
の酸化ナトリウムは、１　　大量の燃料中でそこで得ら
れる酸素含有塩、たとえば硝酸カリウム又はまた遷移金
属酸化物、たとえば酸化鉄又は−銅によって形成される
。

更に混合物の重量に対するガス収量は、本発明による混
合物の場合公知燃料に於けるよりも大きい、というのは
酸化剤（イオウ）は不活性材料を形成するからである。

それはたとえば硝酸カリウムのカリウムカチオンから形
成される酸化カリウム又は公知の大量の燃料の遷移金属
酸化物から鉄又は銅又は米国特許第４２９６０８４号明
細書による混合す＋のモリブデンジスルフィドから金属
モリブデンを形成する。

また本発明による混合物は、発生器からのフルカリー又
はアルカリ土類金属酸化物の発生を阻止するのに著しく
少ない揉作費用で十分である。

アルカリアジドとしてナトリウムアジドを使用する場合
実験上認められる様に、本発明による混合物を用いた場
合酸化ナトリウムの形成を酸化剤として硝酸カリウム用
いる大量の混合物に比してファクター５ないし１０だけ
下げ、したがってほとんど完全に阻止する。

したがってこのことは、公知の燃料の場合酸化ナトリウ
ムは形成された液状鉱滓中で高い燃焼温度によって少量
で金属ナトリウムに変わり、これは蒸発し、ガス相中で
空中酸素との反応によって微細な酸化ナトリウム一粒子
が生じることと関係がある。

本発明による混合物の場合、燃焼温度が比較的低いので
、金属ナトリウムの形成を対応して抑制する。更に本発
明による混合物の場合、イオウは比較的僅かであるが、
一般に明らかに１０００℃以上にある燃焼温度でほとん
ど部分的にガス状状態で反応するので、万一、蒸発した
金属ナトリウムを直ちにナトリウムジスルフィドとして
結合する。

本発明によるガス発生混合物は、アルカリ−又はアルカ
リ土類アジド並びに酸化剤としてイオウからのみ成るこ
とができる。しかしすべての固形燃焼生成物を結合し、
同時にエアーバッグから粒子が発生するのを阻止するた
めに、この混合物に付加的に鉱滓形成剤を加えるのが好
ましい。

その際鉱滓形成剤は、ガラス質形成酸化物であってよく
、たとえば酸化ケイ素（ＳｉＯ□）、酸化アルミニウム
（ａｔｚＯｉ）又は酸化ホウ素（Ｂｉａ３）である。

アジドとして、ナトリウムアジドを使用するのが好まし
い。

ナトリウムアジド及び酸化ケイ素を鉱滓形成剤を使用し
た場合、本発明による混合物は、次の反応式に従って反
応する： （１）　　　　　１０　ＮａＮ：＋　＋ｘ　Ｓｉｎｇ　
＋５　Ｓ→　　　５　ＮａｉＳ　＋　ｘ　ＳｉＯｚ　＋
　Ｎｚその際酸化ケイ素の量を、一方で鉱滓の量及び同
時に固体の燃焼生成物を結合するその能力が十分にあり
、他方で酸化ケイ素−割合の減少が混合物の重量に対し
てガス収率の増加を生じさせるように選択する。したが
って一般に酸化ケイ素のモル数は、すなわち式（１）に
於けるＸは３−５、好ましくは４−５である。

更にイオウを少過剰で使用するのが好ましく、すなわち
イオウ５モル（ダラム一原子）の代りに式（１）に従っ
てイオウ５−６モル（ダラム一原子）を使用するのが好
ましい。というのは過剰のイオウによって金属ナトリウ
ムの形成を、鉱滓（ＮａｚＳ、ｘ　Ｓｉｆｔ）のＮａ、
Ｓ−部分の分解によって抑制するからである。

同時に重量％で次の好ましい重量割合がナトリウムアジ
ド、酸化ケイ素及びイオウから成る本発明による混合物
に関して明らかである＝５６〜６６％ナトリウムアジド
、１８〜２７、好ましくは２２〜２７％酸化ケイ素及び
１４〜１７％イオウ。

酸化ケイ素（ＳｉＯ□）の代りにたとえば酸化アルミニ
ウム（Ａｌ□０３）を鉱滓形成剤として使用した場合、
その割合はナトリウムアジド１０モルにつき好ましくは
３／２〜５ノ２モルである。すなわち１０モルアルカリ
−又は５モルアルカリ土類アジドに対するガラス形成剤
の割合は、分子牛の金属−又はケイ素原子の数によって
割られた３〜５モルが好ましい（Ｓｉ（ｈ＝１で又はＡ
ｈ０３＝２で）。

ガラス形成酸化物の代りに、本発明による混合物の場合
鉱滓形成剤として窒化物も有利に使用することができる
。それは特に窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（
ＡＩＮ）　、窒化ケイ素（ＳｉＪａ）並びに窒化遷移元
素又は他の金属の窒化物である。

この窒化物から固体の焼結物質が生じ、これは同様にエ
アーバックからの粒子の発生を阻止する。

更に特に窒化ホウ素、窒化アルミニウム及び窒化ケイ素
は、比較的低い分子量を有するので、混合物の重量に対
するガス収率は高い。

ナトリウムアジドの使用下かつ鉱滓形成剤として窒化ホ
ウ素を用いて、本発明による混合物を次の反応式に従っ
て反応させる： （１１）　　　　１０　Ｎａｐｓ　＋　ｘ　ＢＮ　＋　
５　Ｓ→　５　ＮａｚＳ−ｘ　ＢＮ　＋　Ｎｚその際Ｂ
Ｎは激しい反応条件下一部ガス状窒素を離脱する。すな
わちこれはＢＮと共に他の窒化物、たとえばＢ、Ｎも鉱
滓中に含有することを示す。これは窒化物使用の他の利
点として、ガス収率を付加的に増加する結果を有する。

反応式（１）に関連して上述した様に、ＢＮを使用した
場合モル−数、すなわちＸは、式（ＩＩ）中で１０モル
アルカリアジド又は５モルアルカリ土類アジドに対して
好ましくは３〜５、特に４〜５である。更に式（ＩＩ）
に従って反応する混合物でもイオウを少過剰で、すなわ
ち５モル（グラム一原子）イオウの代りに式（ＩＩ）に
記載した様に５〜６モル（グラム一原子）イオウを使用
するのが有利である。

従って重量％で次の好ましい重量割合がナトリウムアジ
ド、窒化ホウ素及びイオウから成る本発明による混合物
に関して明らかである＝６７〜７４％ナトリウムアジド
、８〜１４％窒化ホウ素及び１８〜２０％イオウ。

窒化ホウ素（８％）の代りに、たとえば窒化ケイ素（Ｓ
ｉＪａ）を鉱滓形成剤として使用した場合、その割合は
１０モルナトリウムアジドにつきその割合■〜５／３モ
ルであり、分子牛の金属−又はケキ素原子の数によって
割られた３〜５モルである（ＢＮ＝　１で又はＳｉ３Ｎ
ｇ＝３で）。

次の例は、本発明を詳細に説明するものである。

次の混合物を製造する： 混合物Ａ： ６１．９重量％ナトリウムアジド １５．２重量％元素イオウ ２２．９重量％酸化ケイ素 混合物Ｂ： ６９．６重量％ナトリウムアジド １７．１重置％元素イオウ １３．３重量％窒化ホウ素 混合物Ｃ： ５６．４重量％ナトリウムアジド １８．６重量％消散カリウム ２６．０重量％酸化ケイ素 その際混合物Ａ及びＢは本発明に相当し、一方混合物Ｃ
は大量の燃料に関する混合物の比較として記載する。

混合物Ａ、　Ｂ及びＣから夫々錠剤をプレス加工する。

この錠剤は大きいガス発生器中で分離される。夫々ガス
発生器の表面温度を燃焼後に測定し、粒子噴出を測定す
る。結果を下記表に示す。

表から、混合物Ａ、　Ｂから製造された錠剤は燃焼後、
混合物Ｃから製造された錠剤に比して明らかに低いガス
発生器表面温度を生じることが認められる。更に混合物
Ａ及びＢから製造された錠剤の場合、混合物Ｃから製造
された錠剤に比して少ない粒子噴出が認められ、特に混
合物Ｂに於ては、より一層高いガス収量が得られる。

混合物　燃焼温度　ガス発生器の　粒子−ガス収量表面
温度　　　噴出 （Ｃ）　　　　　　　（Ｃ）　　　　　　　　　（ｍ）
　　　　（ＭＬ／）Ａ　　　　１３６３　　　２８９　
　　　　９５　　　　（１３２８１６１１３００４７５
０，３６ Ｃ１９３０３４０６７Ｇ　　　　０．３１〈発明の効果
〉 以上の様に、本発明のガス発生混合物は、比較的低い燃
焼温度で酸化剤として元素イオウを使用することによっ
て、酸化ナトリウムを形成することなく、良好なガス収
量が得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）少なくとも１個のアルカリ−又はアルカリ土類アジ
   ド、アルカリ−又はアルカリ土類アジドのアルカリ−又
   はアルカリ土類金属の酸化に少なくとも必要な化学量論
   量の酸化剤、並びに場合により鉱滓形成剤を含有する、
   特に自動車両中で乗客保護装置のための気のうを膨脹さ
   せるためのガス発生混合物に於て、酸化剤は元素イオウ
   であることを特徴とする、上記混合物。 ２）アルカリ−又はアルカリ土類アジド：イオウの割合
   は、１０モルアルカリ−又は５モルアルカリ土類：５〜
   ６モルイオウである請求項１記載の混合物。 ３）鉱滓形成剤はガラス質形成酸化物である請求項１又
   は２記載の混合物。 ４）ガラス質形成酸化物は、酸化ケイ素、酸化アルミニ
   ウム及び（又は）酸化硼素である請求項３記載の混合物
   。 ５）鉱滓形成剤は、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒
   化ケイ素及び（又は）窒化遷移金属である請求項１又は
   ２記載の混合物。 ６）鉱滓形成剤とアルカリ−又はアルカリ土類アジドの
   割合は、鉱滓形成剤の１分子牛の金属−又はケイ素−又
   はホウ素原子の数によって割られた３−５、好ましくは
   ４−５モル鉱滓形成剤：１０モルアルカリ−又は５モル
   アルカリ土類アジドである請求項１ないし５のいずれか
   に記載した混合物。