JPH05879A - ガス発生剤錠剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】エアバッグ用ガス発生剤の物性強化を行い、車
両中において長期間の経時後も粉化せずに安定した燃焼
特性を保持させる方法を提供する。 【構成】ガス発生剤組成物中にヒドロタルサイトを混合
し打錠成型する。錠剤の物理強度が格段に強くなるため
に初期の燃焼速度が長期間保持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業用の利用分野】本発明は、自動車運転者及び同乗
者保護用のエアバッグを膨張させるためのガス発生剤錠
剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両事故にあった運転者及び同乗者を保
護するための膨張可能なエアバッグについてはすでによ
く知られている。通常これらのエアバッグは他の物体や
車両に対する激しい衝突を、適当な電気式あるいは機械
式感知装置によって感知し、点火，伝火等の手段を組み
合わせて用い、最終的にガス発生剤組成物を燃焼させる
ことにより迅速に大量のガスを発生させ、このガスをバ
ッグに導くことによりエアクッション状態を形成させ
て、運転者及び同乗者の身体を支えることによって、衝
突の際の衝撃から保護する機構となっている。

【０００３】衝突の際には短時間内に上述の機構を作用
させる必要があるため、ガス発生剤組成物は３０〜６０
ミリ秒という比較的短い限定された時間内に反応を完結
する燃焼特性を持つ必要がある。

【０００４】一般にガス発生剤は粉末や顆粒を打錠成型
機によって成型するが、エアバッグシステムとして長期
間車両中に登載された場合振動によって成型した錠剤が
摩耗し粉化したり、はなはだしい場合は割れたりする場
合がある。この様な状態になると前記の燃焼速度に影響
を及ぼし異常に速い燃焼速度を示すことがある。そして
所望の時間にエアバッグが展開しないだけでなく、エア
バッグ自身の破裂やはなはだしい場合はガス発生剤を組
み込んだ金属性容器が爆発し乗員に甚大な損傷を与える
恐れがある。

【０００５】従って振動に対する錠剤の強度を高める必
要があるが、ガス発生剤の日本公開特許において錠剤の
強度及び結合剤に関するものは少なく、それらは特開昭
４９−１１３７８１、同４９−１１３７８２、同５０−
７２８８１、同６３−２４２９８７、同２−８８４８
８、同２−２３３５７７、同２−３０２３８８、同３−
６５５８４等である。これらのうち錠剤の強度測定につ
いては特開昭４９ー１１３７８１、同４９ー１１３７８
２において小屋式硬度形で錠剤の圧縮強度の測定、及び
特開平３ー６５５８４においてエルウェカ（Ｅｒｗｅｋ
ａ）装置により錠剤の引っ張り強度の記載があるだけで
ある。又、その強度の測定方法が錠剤の振動に対しての
耐久性の評価方法として適切であるとは言えない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】圧縮成型するガス発生
剤錠剤を強化し、振動に対する粉化や割れを防止するこ
とによりガス発生剤が長期間安定した燃焼特性を維持す
ることが望まれる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は鋭意研究の
結果、ガス発生剤組成物に特定の物質を配合して混合後
打錠成型することにより従来のガス発生剤錠剤よりも振
動等の物理的衝撃に格段に強い錠剤を作ることが可能に
なることを見いだし本発明を達成したものである。即ち
本発明はガス発生剤組成物にヒドロタルサイトを配合し
打錠成型してなることを特徴とするガス発生剤錠剤であ
る。

【０００８】本発明のガス発生剤錠剤の製造は一般のエ
アバッグ用ガス発生剤錠剤の製造と同様例えばボールミ
ルやＶ型混合機等の一般的な混合機で組成均一に混合さ
れ、単発式あるいは回転式打錠機によって通常直径３〜
１５ｍｍ、厚さ１〜１０ｍｍの錠剤の形にして製造す
る。

【０００９】本発明に使用するガス発生剤組成物は一般
のエアバッグ用ガス発生剤組成物と同様、例えば主成分
としてアルカリ金属アジドと無機酸化剤及びまたは金属
酸化物からなり、必要に応じてこれらが燃焼して窒素ガ
ス発生後に副生するアルカリ金属やその酸化物のミスト
を反応・吸着して固化する物質を配合したものである。

【００１０】アルカリ金属アジドとしては例えばアジ化
ナトリウム，アジ化カリウム等が使用され、ガス発生剤
全組成に対して通常４０重量％〜９０重量％ の範囲で
使用されるが、好ましくは５０重量％〜７５重量％の範
囲で使用される。無機酸化剤としては例えばアルカリ金
属硝酸塩，アルカリ金属過塩素酸塩，金属硫酸塩等があ
り、硝酸カリウム，過塩素酸ナトリウム，硫酸アルミニ
ウムなどが使用される。又、金属酸化物としては例えば
酸化銅酸化第二鉄等が使用される。これら酸化剤はガス
発生剤全組成に対して通常１０重量％〜６０重量％の範
囲で使用されるが、さらに好ましくは１５重量％〜４０
重量％の範囲で使用される。

【００１１】アルカリ金属アジドと前記酸化剤が燃焼し
て窒素ガス発生後に副生するアルカリ金属やその酸化物
のミストを反応・吸着して固化させる物質としては、一
般式（Ａｌ２Ｏ３）ｍ（ＭｘＯ）ｎ（ＳｉＯ２）ｐ・ｑ
Ｈ２Ｏ

【００１２】（式中、ＭはＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｓｒ，Ｍｇ
またはＣａを示し、Ｘは１または２をす。ｍ，ｎ，ｐ，
ｑは０または正数を示す。ただしｍ，ｎ，ｐ，ｑは同時
に０にならない。）

【００１３】で示される化合物が使用され、例えばアル
ミナＡｌ２Ｏ３，二酸化ケイ素ＳｉＯ２，アルミン酸マ
グネシウムＡｌ２Ｏ３ＭｇＯ，ケイ酸カルシウムＣａＯ
ＳｉＯ２，ケイ酸アルミン酸マグネシウムＡｌ２Ｏ３Ｍ
ｇＯ（ＳｉＯ２）ＸＨ２Ｏ（Ｘ：０〜１０を示す）等が
ある。前記化合物の添加量は通常０重量％〜４０重量％
の範囲で使用されるが、好ましくは１０重量％〜３０重
量％の範囲で使用される。

【００１４】又、ガス発生剤組成物に滑材としてステア
リン酸塩を配合することが可能である。ステアリン酸塩
としてはステアリン酸アルミニウム，ステアリン酸マグ
ネシウム，ステアリン酸カルシウム等が使用される。滑
材はガス発生剤全組成に対して通常０重量％〜５重量％
の範囲で使用されるが、好ましくは０．１重量％〜１重
量％の範囲で使用される。

【００１５】錠剤の強度を高める方法としては結合剤を
組成物中に混合することが一般的でる。結合剤としては
有機バインダー及び無機バインダーがあるが、有機バイ
ンダーの方が結合力が強い。しかし有機バインダーはガ
ス発生在中に混合した場合、燃焼時に有害な一酸化炭素
を発生する恐れがあり無機バインダーの方が好ましいと
言える。無機バインダーとしては一般にはリン酸水素カ
ルシウム，炭酸カルシウム，ケイ酸アルミン酸マグネシ
ウム等が使用される。

【００１６】錠剤の強度の評価方法としては前述の特開
昭４９ー１１３７８２および特開平３ー６５５８４にて
錠剤の圧縮強度及び引っ張り強度の測定の記載がある。
しかし実際の車両に搭載された場合のエアバッグ中のガ
ス発生剤錠剤の振動による摩耗は錠剤間の接触や容器と
の接触によるもので、前記方法が振動による摩耗の度合
を示すとは考えにくい。ここで本発明者等は、市販の錠
剤摩損度試験機によって錠剤の落下による錠剤間の接
触，容器との接触を起こしその粉化率を測定することに
より錠剤の物理的強度を調種々検討した。

【００１７】この結果、一般の無機バインダー、例えば
リン酸水素カルシウムを使用したガス発生剤錠剤では、
モンサント型硬度計による錠剤圧縮破壊強度は向上して
も摩損度は一定以上小さくならないという傾向が生じ
た。従って摩損度試験機による方法が圧縮鏡度試験によ
る方法よりも振動に対する錠剤強度の代用試験として適
切であると判断された。

【００１８】本発明者等は前記のガス発生剤組成物にヒ
ドロタルサイトなる物質を配合し打錠成型した場合、驚
くべきことに錠剤の摩損度試験における強度が格段に高
くなることを見いだした。

【００１９】ヒドロタルサイトは化学式Ｍｇ６Ａｌ２
（ＯＨ）１６ＣＯ３・４Ｈ２Ｏで示される物質で、天然
のヒドロタルサイトを使用してもよいし合成ヒドロタル
サイトを使用してもよいが、合成ヒドロタルサイトが好
ましい。ヒドロタルサイトはガス発生剤組成物中通常
０．１重量％〜１５重量％の範囲で使用されるが、２重
量％〜６重量％の範囲が特に好ましい。

【００２０】

【実施例】以下実施例により本発明をさらに詳しく説明
するが、本発明はこの実施例によって限定されるもので
はない。

【００２１】実施例１ アジ化ナトリウム６０重量部，硝酸カリウム１８重量
部，二酸化ケイ素２２重量部，ステアリン酸マグネシウ
ム０．５重量部合成ヒドロタルサイト５重量部をボール
ミルにて毎分９０回転の速度で２０分間混合した。この
後単発打錠機（菊水製作所製６Ｂー２型）にて直径５ｍ
ｍ厚さ３ｍｍの錠剤に打錠成型した。

【００２２】この際に打錠機による成型の容易性，１０
００錠打錠後の錠剤の光沢及び成型した錠剤のモンサン
ト型硬度計（萱垣医理科工業社製）による２０錠の圧縮
破壊強度の測定を行った。

【００２３】さらに成型した錠剤を１０５℃で２時間乾
燥したのち１０ｇを取り出して摩損度試験機（萱垣医理
科工業社製）にて１０分間試験を行い摩損度（粉化率）
を測定した。

【００２４】実施例２ アジ化ナトリウム５７重量部，過塩素酸カリウム１７重
量部，ケイ酸アルミニウム２６重量部，ステアリン酸マ
グネシウム１重量部，合成ヒドロタルサイト３重量部を
実施例１と同じ方法で混合・打錠した。さらに実施例１
と同じ方法で錠剤の強度・摩損度を測定した。

【００２５】実施例３ アジ化ナトリウム７０重量部，酸化銅３０重量部，ステ
アリン酸マグネシウム１重量部，合成ヒドロタルサイト
５重量部を実施例１と同じ方法で混合打錠したさらに実
施例１と同じ方法で錠剤の強度・摩損度を測定した。

【００２６】実施例４ アジ化ナトリウム７０重量部，硫酸アルミニウム２２重
量部，二酸化ケイ素８重量部，ステアリン酸マグネシウ
ム０．５重量部，合成ヒドロタルサイト５重量部を実施
例１と同じ方法で混合・打錠した。さらに実施例１と同
じ方法で錠剤の強度・摩損度を測定した。

【００２７】比較例１ アジ化ナトリウム６０重量部，硝酸カリウム１８重量
部，二酸化ケイ素２２重量部を実施例１と同じ方法で混
合・打錠した。さらに実施例１と同じ方法で錠剤の強度
・摩損度を測定した。

【００２８】比較例２ アジ化ナトリウム６０重量部，硝酸カリウム１８重量
部，二酸化ケイ素２２重量部，ステアリン酸マグネシウ
ム０．５重量部，リン酸水素カルシウム８重量部を実施
例１と同じ方法で混合・打錠した。さらに実施例１と同
じ方法で錠剤の強度・摩損度を測定した。

【００２９】比較例３ アジ化ナトリウム５７重量部，過塩素酸カリウム１７重
量部，ケイ酸アルミニウム２６重量部，リン酸水素カル
シウム８重量部，を実施例１と同じ方法で混合・打錠し
た。さらに実施例１と同じ方法で錠剤の強度・摩損度を
測定した。

【００３０】比較例４ アジ化ナトリウム７０重量部，酸化銅３０重量部，ステ
アリン酸マグネシウム０．５重量部，リン酸水素カルシ
ウム８重量部を実施例１と同じ方法で混合・打錠した。
さらに実施例１と同じ方法で錠剤の強度・摩損度を測定
した。

【００３１】比較例５ アジ化ナトリウム７０重量部，硫酸アルミニウム２２重
量部，二酸化ケイ素８重量部を実施例１と同じ方法で混
合・打錠した。さらに実施例１と同じ方法で錠剤の強度
・摩損度を測定した。

【００３２】実施例１〜４及び比較例１〜５の組成を表
１及び表２にまとめた。表１及び表２中の数値は重量部
である。又、実施例１〜４及び比較例１〜５の測定結果
を表３及び表４にまとめた。

【００３３】表２より本発明におけるヒドロタルサイト
の使用は、比較例のリン酸水素カルシウムに比べて、同
じ程度の錠剤の圧縮強度があっても摩損度の値を非常に
小さくする。従ってヒドロタルサイトはエアバッグ用ガ
ス発生剤錠剤に実用上必要な物理的性質を与えるものと
いえる。

【００３４】

【表１】 実施例 １ ２ ３ ４ アジ化ナトリウム ６０ ５７ ７０ ７０ 硝酸カリウム １８ 過塩素酸ナトリウム １７ 酸化銅 ３０ 硫酸アルミニウム ２２ 二酸化ケイ素 ２２ ８ ケイ酸アルミニウム ２６ ステアリン酸マグネシウム ０．５ １ １ ０．５ 合成ヒドロタルサイト ５ ３ ５ ３

【００３５】

【表２】 比較例 １ ２ ３ ４ ５ アジ化ナトリウム ６０ ６０ ５７ ７０ ７０ 硝酸カリウム １８ １８ 過塩素酸ナトリウム １７ 酸化銅 ３０ 硫酸アルミニウム ２２ 二酸化ケイ素 ２２ ２２ ８ ケイ酸アルミニウム ２６ ステアリン酸マグネシウム ０．５ ０．５ リン酸水素カルシウム ８ ８ ８

【００３６】

【表３】 実施例 １ ２ ３ ４ 成型性 良好 良好 良好 良好 表面光沢 あり あり あり あり 強度 平均 ２０．８ ２２．３ １７．３ ２３．７ （Ｋｇ） 範囲 １６〜２３ １９〜２５ １２〜１９ １８〜２６ 摩損度 （％） ０．３０ ０．２８ ０．３５ ０．２４

【００３７】

【表４】 比較例 １ ２ ３ ４ ５ 成型性 キャッピング 良好 キャッピング 良好 キャッピング あり あり あり 表面光沢 側面なし あり 中央部なし あり 側面なし 強度 平均 １３．５ ２１．０ １７．５ １６．４ １１．８ （ｋｇ）範囲 ８〜１９ １４〜２５ １４〜２２ １４〜１９ ９〜１４ 摩損度（％） ２．６０ １．６５ １．５４ １．６８ ２．２３

【００３８】

【発明の効果】本発明のガス発生剤錠剤は物理的強度が
格段に強いため、初期の燃焼速度が長期間保持される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ガス発生剤組成物にヒドロタルサイトを
   配合し打錠成型してなることを特徴とするガス発生剤錠
   剤。