JPH09503194A

JPH09503194A - 低残留性のアジド化合物を含有していないガス発生組成物

Info

Publication number: JPH09503194A
Application number: JP7506427A
Authority: JP
Inventors: アール．プール，ドナルド
Original assignee: オートモーティブシステムズラボラトリーインコーポレーテッド
Priority date: 1993-08-04
Filing date: 1994-07-19
Publication date: 1997-03-31
Anticipated expiration: 2021-09-06
Also published as: EP0712385A4; EP0712385B1; JP3818659B2; CA2168033C; KR100411997B1; DE69423626D1; EP0712385A1; US5531941A; DE69423626T2; WO1995004710A1; CA2168033A1; KR960703826A

Abstract

(57)【要約】本発明は、燃焼時に、少量のみの固形燃焼生成物を伴い、ガス状生成物に変換され、これによってガス濾過問題を最低にすることができる、高毒性のアジド化合物を含有していないガス発生剤組成物を提供する。本発明はまた、組成物中に窒素含有燃料ＴＡＧＮを使用するガス発生剤の安全な製造方法を提供する。これらの組成物は、自動車および航空機乗員の膨脹性拘束バッグに特に適している。本発明によって、ＴＡＧＮと相安定化した硝酸アンモニウム（ＰＳＡＮ）とを有利に、かつまた安全に組合わせて、少量のみの固形燃焼生成物を伴う高容積の無毒性ガスの生成が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】低残留性のアジド化合物を含有していないガス発生組成物本出願は、１９９２年４月１３日付で出願され、現在放棄されている特許出願Ｓerial Ｎｏ.０７／８６７,４３９の継続出願である。発明の背景発明の分野車両および航空機乗員拘束用の膨脹性デバイスはかなり以前から世界的に開発されている。乗員拘束デバイスを膨脹させるための多くのガス発生組成物に関して特許が与えられている。膨脹性ガスは無毒性であるべきものとする厳格な要件が存在しているにもかかわらず、全部ではないとしても、現在使用されている大部分の膨脹性ガスは、アジド化合物、特にナトリウムアジドを基材とするものである。アジド化合物は格別の毒性を有することから、ナトリウムアジド（またはその他のアジド化合物）の使用は、ガス発生剤の製造を格別に高価なものとし、かつまた危険なものとしている。さらにまた、未燃焼ガス発生装置の潜在的有害性および廃棄問題も考慮されなければならない。アジド化合物を含有していないガス発生剤は、アジド化合物を基材とする発生剤に比較して、その毒性に関して格別に有利であるものと信じられる。アジド化合物を基材とする発生剤が付随するもう一つの問題は、これらのガス生成率が比較的貧弱であることにある。アジド化合物を基材とするガス発生剤の主要ガス源であるナトリウムアジドの窒素含有量は、６４.６％にすぎない。従って、ナトリウムアジドを効果的なガス発生剤にするためには、そこに酸化剤およびスラグ形成剤などの別の物質を添加しなければならない。これらの添加剤はガスをほとんど発生しないか、または全く発生しないので、ガスの総合生成率は約４０〜５５重量％（またはガス発生剤１００ｇあたり、ガス約１.３〜２.０モル）に減少される。クリーンな膨脹性ガスを得るためには、ガス発生生成物が非気体状部分（４５〜６０％）を含有しているか、または濾別する必要がある。このフィルターは追加の容積が必要とし、従ってガス発生装置の大きさを大きくする必要が生じる。この大容積の非気体部分は非常に熱く、ガス発生装置内に残されると、ガス発生装置を熱し、「ソークバック」（ｓｏａｋｂａｃｋ）温度の問題をもたらすことがある。従って、さらに多量の気体を発生し、かつまた固形物含有量がより少ないガス発生剤は種々の利点を有する。アジト化合物を含有していないガス発生剤を使用することによって、前記問題を解消する試みが種々なされている。従来技術の説明米国特許４,９０９,５４９および同４,９４８,４３９に記載の組成物は、ガス発生組成物として、金属酸化物および酸化剤化合物（アルカリ金属、アルカリ土類金属、および硝酸アンモニウムまたは過塩素酸塩）と組合わせて、テトラゾール化合物またはトリアゾール化合物を使用するものである。米国特許５,０３５,７５７に記載の組成物は、さらに容易に濾過できる固形生成物をもたらすが、ガス生成率は実質的に改善されていない。米国特許３,９５４,５２８には、酸化性物質と組合わせて、硝酸トリアミノグアニジン（“ＴＡＧＮ”）および合成ポリマー結合剤を使用することを開示している。この酸化性物質には、硝酸アンモニウム（“ＡＮ”）が包含されているが、相安定化した硝酸アンモニウム（“ＰＳＡＮ”）の使用は示唆されていない。この特許には、大量の一酸化炭素および水素が許容され、望まれる銃器またはその他のデバイスで使用するための推進剤の調製が教示されている。米国特許３,０４４,１２３には、主要成分としてＡＮを含有する固形推進剤ペレットの製造方法が記載されている。この方法は酸化性有機結合剤（例えば、セルロースアセテート、ＰＶＣ、ＰＶＡ、アクリロニトリルおよびスチレン−アクリロニトリル）の使用を必要としており、引き続いてこの混合物を圧縮成型して、ペレットを形成し、次いでこのペレットを加熱処理する必要がある。これらのペレットは、市販のＡＮが使用されており、特許請求されている組成物が大量の一酸化炭素を生成することから、温度サイクルにより損害を受けることは確実である。米国特許５,０３４,０７２は、推進剤および爆薬用の起爆剤（ＨＭＸ、ＲＤＸ、ＴＡＴＢなど）の代用品として、５−オキソ−３−ニトロ−１,２,４−トリアゾールを使用することに基づくものである。この化合物はまた、３−ニトロ−１ ,２,４−トリアゾール−５−オン（“ＮＴＯ”）と称されるものである。この特許の請求の範囲には、ＮＴＯ、ＡＮおよび不活性結合剤を包含する火薬組成物を包含しているものと見做される。この結合剤は不活性であると記されているが、燃焼反応に完全に組込まれており、エアバック膨脹を不適切なものとする一酸化炭素を生成する。米国特許５,１９７,７５８には、アミノアラゾールの遷移金属錯体、特に５− アミノテトラゾールおよび３−アミノ−１,２,４−トリアゾールの銅およびアエン錯体である無アシド燃料を含有しており、乗員拘束システムの膨脹性エアバッグに有用なガス発生性組成物が記載されている。前記米国特許５,０３５,７５７および同３,９５４,５２８に加えて、本出願が継続出願に相当する出願Ｓerial Ｎｏ.０７／８６７,４３９には、下記米国特許出願が引用されている。米国特許４,９３１,１１２には、自動車用エアバッグガス発生組成物が記載されており、この組成物は無水であって、基本的にＮＴＯ（５−ニトロ−１,２,４ −トリアゾール−３−オン）および酸化剤からなる。米国特許４,６０１,３４４には、大量の窒素ガスを発生し、消火に有用である、窒素含有量が多い添加剤およびグリシジルアジドポリマーを含有するガス発生性組成物が記載されている。米国特許４,２３４,３６３には、固形推進性水素発生剤が記載されており、これは酸化剤、燃料およびポリエステル結合剤などの結合剤からなり、この発生剤は化学レーザーシステムに有用である。米国特許４,１１１,７２８には、膨脹性救命用具および類似用具用の、あるいはまたロケット推進剤として有用なガス発生剤が記載されており、このガス発生剤は硝酸アンモニウム、ポリエステル型結合剤およびオキサミドおよび硝酸グアニジンから選択される燃料からなる。米国特許４,１２４,３６８には、硝酸カリウムを使用することによって、硝酸アンモニウムの爆発を防止する方法が記載されている。米国特許４,５５２,７３６および同５,０９８,６８３には、フッ化カリウムを使用して、遷移相における硝酸アンモニウムの膨脹および収縮を排除することが記載されている。米国特許５,０７４,９３８には、ボロンを含有しており、ロケットモーターに有用な推進剤の酸化剤として、相安定化した硝酸アンモニウムを使用することが記載されている。米国特許４,９２５,５０３には、爆発性組成物が記載されており、この組成物は高エネルギー物質、例えば硝酸アンモニウムおよびポリウレタンポリアセタールエラストマー結合剤からなり、この結合剤成分は本発明の焦点物質である。米国特許３,０７１,６１７には、酸素平衡および排気ガスに関する長編の公知の考察が記載されている。米国特許４,３００,９６２には、硝酸アンモニウムおよびニトロアゾールのアンモニウム塩からなる爆薬が記載されている。米国特許３,７１９,６０４には、ガス発生性組成物が記載されており、この組成物はアゾテトラゾールまたはジテトラゾールのアミノグアニジン塩を含有する。米国特許５,０３４,０７２には、爆薬の製造に５−オキソ−３−ニトロ−１, ２,４−トリアゾール、ニトロセルロースおよび液状硝酸エステルを使用することが記載されており、この組成物は硝酸アンモニウム含有推進剤に比較して、疎水性に乏しいものである。米国特許５,１２５,６８４には、クラッシュバッグに使用するための押出し成型可能な推進剤が記載されており、この推進剤は酸化剤塩、セルロース−ベースの結合剤およびガス発生性成分からなる。米国特許５,１３９,５８８には、自動車乗員拘束デバイスに有用な、アジド化合物を含有していないガス発生剤が記載されており、この発生剤は燃料、酸化剤および添加剤からなる。本発明の要旨本発明により、燃焼するとガスを排出する、車両および航空機乗員拘束デバイス用のアジド化合物を含有していないガス発生組成物が提供され、この組成物は、（ａ）相安定化した硝酸アンモニウム（ＰＳＡＮ）；（ｂ）硝酸トリアミノグアニジン、硝酸ジアミノグアニジン、硝酸モノアミノグアニジン、硝酸グアニジン、３−ニトロ−１,２,４−トリアゾール−５−オンおよびその塩、ウラゾール、トリアゾール類、テトラゾール類およびその塩、オキサミド、オキザリルジヒドラジド、メラミン、ピリミジン類からなる群およびこの群の２種または３種以上の混合物から選択される少なくとも１種の窒素含有燃料；および（ｃ）０〜１２％の範囲で存在する任意の有機ポリマー結合剤からなる。本発明のもう一つの態様において、アジドを含有していないガス発生組成物の製造方法が提供され、この方法は、（ａ）重量計量した硝酸アンモニウムおよび硝酸カリウムを湿った硝酸トリアミノグアニジンと混合し、乾燥させ、生成する乾燥混合物を粉末に粉砕する工程；および（ｂ）この粉末を加圧下にペレットに成型する工程；からなる。好適態様の詳細な説明高毒性のアジド化合物を含有していないガス発生組成物が提供される。この組成物は、燃焼すると、少量のみの固形燃焼生成物を伴い、ガス状生成物を生成し、これによりガス濾過問題が最低にされる。このガス発生剤の安全な製造方法がまた提供される。これらの組成物は自動車および航空機用の膨脹性乗員拘束バッグに特に適している。１態様において、本発明はガス発生組成物からなる。本発明によるガス発生組成物の主要利点は、ガス生成率が非常に大きく、従って固形燃焼生成物の収率が低い点にある。９０重量％より大きいガス生成率が得られ、従って固形燃焼生成物の生成は僅かに１０％（多くても）のみである。実際の収率は、約９４％のガスおよび６％の固形燃焼生成物であり、従って自動車および航空機のエアバッグ用の従来のガス発生剤に比較して格別に良好である。この高いガス生成率はガス発生装置をより小型化することを可能にし、かつまた低い固形物産出率はより小型で安価なフィルターの使用を可能にする。好適態様において、本発明はまた、燃焼すると排出ガス生成する、膨脹性車両または航空機乗員拘束デバイス用のアジド化合物を含有していないガス発生剤を提供する。この発生剤は、ａ）酸化剤としてＰＳＡＮ、およびｂ）少なくとも１種の窒素含有燃料からなる。本発明の組成物には、結合剤を配合することもできるが、好適態様では、結合剤を含有していない点に特別の特徴を有する。本発明の実施に適する燃料は高窒素含有量および低一酸化炭素含有量を有しており、これによって高速燃焼が達成され、かつまた燃焼時点で生成される一酸化炭素の量を最低にすることができる燃料である。本発明で使用するのに適する燃料は、ＴＡＧＮ、硝酸ジアミノグアニジン（“ＤＡＧＮ”）、硝酸モノグアニジン（“ＭＡＧＮ”）、硝酸グアニジン（“ＧＮ”）、ＮＴＯおよびＮＴＯの塩、ウラゾール、トリアゾール類、テトラゾール類およびテトラゾール類の塩、オキサミド、オキザリルジヒドラジド、メラミン、ピリミシン類からなる群およびこの燃料群の２種または３種以上の混合物から選択される。好適燃料は、ＴＡＧＮまたは前記したような少なくとも１種の別の燃料とのＴＡＧＮを多割合で含有する混合物である。酸化剤対燃料の比は好ましくは、平衡排出ガスに許容される酸素量が０〜２または３容量％、さらに好ましくは０〜２容量％に調節する。結合剤はエポキシ、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリウレタンおよびブダジエンゴムからなる結合剤ポリマーおよびこれらのポリマーの２種または３種以上の混合物からなる群から選択すると好ましい。エアバッグ膨脹用の好適ガス発生組成物の１種は、ａ）ＰＳＡＮ、約６４.７重量％、およびｂ）ＴＡＧＮ、約３１.７７重量％、およびｃ）オキサミド、約３.５３重量％の混合物からなる。もう１種の好適組成物は、ａ）ＰＳＡＮ、約５９.３〜約６０.５重量％、およびｂ）ＴＡＧＮ、約３９.５〜約４０.７重量％の混合物からなる。さらにもう１種の好適組成物は、ａ）ＰＳＡＮ、約５９.４重量％、ｂ）ＴＡＧＮ、約３２.４８重量％、およびｃ）ＧＮ、約８.１２重量％からなる。適当な組成物のもう１種の例は、ａ）ＰＳＡＮ、約５２.５重量％、およびｂ）ＮＴＯ、約４７.５重量％からなる。もう１つの好適態様において、本発明のガス発生組成物は、酸化剤と燃料とを混合し、次いでペレット形態に圧縮したものであって、酸化剤が約５０〜８０重量％の量で存在しており、これによって燃焼に際する当該ペレット組成物の燃焼速度が、１０００ｐsiにおいて０ .３インチ／秒よりも実質的に早く、さらに好ましくは１０００ｐsiにおいて０. ５インチ／秒よりも実質的に早くされている組成物である。もう一つの好適態様において、本発明はアジド化合物を含有していないガス発生組成物の製造方法を提供し、この方法は、ａ）重量計量したＡＮおよび硝酸カリウム（“ＫＮ”）を熱水中に一緒に溶解し、ｂ）生成する溶液を冷却させ、次いで乾燥させて、乾燥ＰＳＡＮを生成させ、ｃ）粉末に粉砕し、このようにして得られた乾燥ＡＮ粉末の重量を計量し、ｄ）ＴＡＧＮからなる燃料を乾燥させ、次いで計量し、ｅ）上記乾燥ＡＮ粉末と乾燥燃料とを混合し、ｆ）生成する乾燥混合物を粉末に粉砕し、次いでｇ）この粉末を加圧下にペレットに成型する、工程からなる。もう一つの態様において、本発明はアジド化合物を含有していないガス発生組成物の製造方法を提供し、この方法は、ａ）重量計量したＡＮをＴＡＧＮと混合し、次いで乾燥させ、生成する乾燥混合物を粉末に粉砕し、次いでｂ）この粉末を加圧下にペレットに成型する、工程からなる。もう一つの好適態様において、本発明はアジド化合物を含有していないガス発生組成物の製造方法を提供し、この方法は、ａ）湿式法により水またはアルコールにより湿らせたＴＡＧＮを生成し、ｂ）重量計量した上記の湿ったＴＡＧＮを、重量計量した乾燥ＡＮおよび乾燥ＫＮと混合して、湿ったガス発生剤混合物を生成させ、ｃ）乾燥させ、このようにして得られた乾燥ガス発生剤混合物を粉砕して、粉末を生成させ、次いでｄ）この粉末を加圧下にペレットに成型する、工程からなる。本発明によるガス発生剤の安全な製造方法は、ＴＡＧＮまたはＴＡＧＮと別の物質との混合物をＡＮまたはＰＳＡＮとともに使用する組成物に主として適用される。ＴＡＧＮは、乾燥状態で、約４５ｋｇｃｍの衝撃感受性を有するクラスＡまたはクラス１.１爆薬であり、従って取り扱い、輸送および貯蔵に関して安全基準が存在する。ＴＡＧＮは通常、水またはアルコールにより湿らせた状態で危険を減少させて出荷され、貯蔵される。ＴＡＧＮは、米国特許５,０４１,６６１；同３,９５０,４２１；同３,２８５, ９５８；および同４,８００,２３２に記載されている数種の方法によって容易に製造することができる。これらの方法は結晶型ＴＡＧＮを生成させ、この結晶は、当該方法の最終段階で洗浄、乾燥される。ＴＡＧＮを乾燥させる代りに、ＴＡＧＮを湿ったままでＡＮと、またはＡＮとカリウム塩との組合わせと混合すると、ＴＡＧＮが低感受性の混合物に変換され、これにより乾燥ＴＡＧＮの取扱い上の問題が回避される。この方法はまた、分離したＰＳＡＮの製造工程を省略させる。この方法の主要利点は、乾燥する必要がなく、かつまた乾燥状態で爆発性のまま取扱う必要がない点にある。酸化剤酸化剤（ＰＳＡＮ）は、酸素を提供して、全部の炭素を二酸化炭素に、かつまた水素を水に変換させる。ＡＮの使用に付随する主要問題の一つは、ＡＮが数種の結晶相変化を受けることにある。これらの相の一つは、約３２℃で生じ、容積の大きい変化を伴う。相当量のＡＮを含有するガス発生剤が、この温度の上下で熱的に循環されると、ＡＮ結晶は膨脹し、次いで収縮し、形状を変えて、ガス発生剤の増量および分解を生じさせる。その燃焼特性が変えられて、ガス発生装置を適当に動作させることができず、あるいは過度の圧力の発生により破裂することさえあることから、この事象はエアバッグガス発生装置に使用されるガス発生剤にとって総合的に許容されない事象である。この問題を回避するためには、ＰＳＡＮのみの使用が必須である。数種のＡＮ相安定化方法が公知である。一例として、その結晶構造中に配合されたカリウムがＡＮの相安定化に有効であることは周知である。最も通常的には、この目的に関して、水溶液中のＡＮに、ＫＮ８〜１５重量％を添加する。しかしながら、この安定化には別種のカリウムもまた有効である。ＡＮのもう一つの相安定化方法は、ＡＮ粒子上に乾燥剤およびその他のコーティングを施す手段を包含する。このＡＮの特異な特徴は、ＡＮを固形残留物を生成しないか、または大量の有毒ガスを生成させないエアバッグガス発生剤用途に対して許容される物理的性質（相変化問題は除く）を有する公知酸化剤の唯一の酸化剤にしている。過塩素酸アンモニウムは固形残留物は生成しないが、大量の有毒塩化水素を発生させる。ＰＳＡＮにより生成される固形残留物の量は、その安定化方法に直接依存するが、大部分の方法は、硝酸ナトリウムまたは過塩素酸カリウムなどのより慣用の酸化剤に比較して、少量のみの固形残留物を生成する。ＰＳＡＮが必須であることを除いて、有毒生成物を生成させない方法はいずれも、本発明で採用することができる。一例として、適量のシュウ酸カリウムをＡＮと混合する方法も適当である。酸化剤の必要量は、使用される燃料の種類に依存し、燃料の酸素平衡に基づいて当業者が容易に決定することができる。酸化剤と燃料との比は、生成するガス中に少過剰の酸素が存在しており、これにより一酸化炭素の生成量が最低にされるような量である。ＮＯｘの生成量を制限するために、大過剰の酸素は回避すべきである。燃料ガス発生剤の燃料成分は、ＴＡＧＮ、ＤＡＧＮ、ＭＡＧＮ、ＮＴＯ、ＮＴＯの塩、ウラゾール、トリアゾール類、テトラゾール類、ＧＮ、オキサミド、オキザリルジヒドラジド、メラミン、各種ピリミジン類、およびこれらの化合物の混合物などの種々の窒素含有成分から選択することができる。明白なように、これらの燃料の中の数種が他種よりも好適である。一般に、高窒素含有量および低炭素含有量を有する化合物が最適である。ＴＡＧＮはまた、ＡＮ／燃料混合物の燃焼率を増大させることから有用である。酸化剤としてＡＮを使用するガス発生剤は一般に、１０００ｐsiにおいて、代表的に０.１インチ／秒よりも遅い、非常にゆっくりした燃焼速度を有する。エアバッグガス発生剤では、約０.４〜０.５インチ／秒より遅い燃焼速度は使用を困難にする。燃焼速度に対するその効果から、ＴＡＧＮおよび多い方の濃度で存在するＴＡＧＮと別の燃料との混合物を使用すると好ましい。前記したように、この燃料濃度は、燃焼生成物中に少量の酸素が生成されるように、酸化剤濃度と相関関係を有する。従って、燃料の相当範囲は一般に、燃料分子中の炭素、水素および酸素の比に依存して、約２０〜５０重量％である。結合剤結合剤は、粒子状態のガス発生剤ペレットの強度が適当である大部分の組成物では不必要である。しかしながら、強度の追加を要する数種の組成物または或る種のガス発生剤では、結合剤が必要または望ましいことがある。エポキシ、ポリカーボネート、ポリエステル類、ポリウレタン類またはブタジエンゴムなどの有機ポリマー結合剤は、これらの組成物に有用である。有機ポリマー中には大量の炭素が存在することから、自動車エアバッグ用のガス発生剤でそれらを使用する場合には、その量を慣用の推進剤の場合よりも低レベルにしなければならない。結合剤を使用する本発明の組成物の場合に、結合剤の量は約１２重量％よりも多くない量であり、安定化されたＡＮ酸化剤とともに使用される場合には、約２重量％〜１０重量％の範囲であるとより好ましい。本発明およびその好適実施態様を下記の例示的例により説明する。例１ＡＮ８５％およびＫＮ１５％の混合物を、約８０℃に加熱した時に、その固形ＡＮおよびＫＮの全部が溶解されるのに充分な量の水とともに加熱することにより溶解して、相当量のＰＳＡＮを製造した。この溶液を次いで、室温まで冷却させながら撹拌した。生成する湿った固形物を次いで、薄層上に展延し、次いで８０℃のオーブン中で乾燥させた。乾燥後に、この固形生成物を小型実験室用粉砕機で粉砕して、細かい顆粒状生成物を得た。下記の重量パーセントの組成を有するＰＳＡＮとＮＴＯとの混合物を調製した：ＰＳＡＮ５２.５％およびＮＴＯ４７.５％。これらの顆粒状固形物を配合し、次いでボールミルで細かい粉末に粉砕し、次いで圧縮成型によりペレットを形成した。この組成物の燃焼速度は、１０００ｐsiにおいて０.６３インチ／秒であることが見出だされた。この燃焼速度は、既知の長さの円柱状ペレットを燃焼させるのに必要な時間を測定することによって決定した。このペレットは、半インチ径のダイにおいて、約１６,０００ポンドの圧力の下に圧縮成型し、次いでその側面をエポキシ− 二酸化チタン抑制剤により被覆して、その側面に沿った燃焼を防止した。この組成物からのペレット形成能力を、高速錠剤形成プレスでペレットを圧縮成型することによって試験した。上記材料は、優れたペレット形成能力を有することが見出だされた。このようにして形成されたペレットを、実際のエアバッグガス発生装置をシミュレートするようにデザインされているガス発生装置において試験し、満足すべき機能を有することが見出だされた。例２下記の組成（重量％）を有するＰＳＡＮとＴＡＧＮとの混合物を調製した：ＰＳＡＮ６０.４％およびＴＡＧＮ３９.６％。このガス発生組成物は、必要量のＡＮ（５１.３４％）およびＫＮ（９.０６％）を、６０〜８０℃に加熱しなから、水中に溶解し、ＴＡＧＮを添加し、次いで撹拌しなから冷却させることによって製造した。生成する湿った固形物をパン上に展延し、次いで８０℃においてオーブン中で乾燥させた。この乾燥した生成物を、１２メッシュのふるいに通して分別し、次いでボールミルで混合し、細かい粉末に粉砕した。例１に記載のとおりに、圧縮成型し、測定した場合に、この組成物の燃焼速度は、１０００ｐsiにおいて０.８３インチ／秒であることが見出だされた。この組成物からのペレット形成能力を、ペレットを高速錠剤形成プレスで圧縮成型することによって試験した。上記材料は、優れたペレット形成能力を有することが見出だされた。このようにして形成されたペレットを、実際のエアバッグガス発生装置をシュミレートするようにデザインされているガス発生装置において試験し、満足すべき機能を有することが見出だされた。例３下記の組成（重量％）を有するＰＳＡＮとＴＡＧＮとの混合物を調製した：ＡＮ５０.４％、ＫＮ８.９％およびＴＡＧＮ４０７％。このガス発生組成物を、例２に記載のとおりにして調製し、試験し、その燃焼速度は、１０００ｐsiで０. ７８インチ／秒であることが見出だされた。例４下記の組成（重量％）を有するＰＳＡＮ、ＴＡＧＮおよびＧＮの混合物を調製した：ＰＳＡＮ５９.４０％、ＴＡＧＮ３２．４８％およびＧＮ８.１２％。このガス発生組成物は、必要量のＡＮ（５０.４９％）およびＫＮ（８.９１％）を、６０〜８０℃に加熱しながら水中に溶解し、ＴＡＧＮおよびＧＮを添加し、次いで撹拌しなから冷却させることによって製造した。生成する湿った固形物をパン上に展延し、次いで８０℃においてオーブン中で乾燥させた。この乾燥した生成物を、１２メッシュのふるいに通して分別し、次いでボールミルで混合し、細かい粉末に粉砕した。この組成物の燃焼速度は、例１に記載のとおりに圧縮成型し、試験した場合に、１０００ｐsiで０.７６インチ／秒であることが見出だされた。例５下記の組成（重量％）を有するＰＳＡＮ、ＴＡＧＮおよびオキサミドの混合物を調製した：ＡＮ５５.１６％、ＫＮ９.７４％、オキサミド７.０２％およびＴＡＧＮ２８.０８％。このガス発生組成物は例４に記載の方法により調製した。この組成物の燃焼速度は、例１に記載のとおりに圧縮成型し、試験した場合に、１０００ｐsiで０.５９インチ／秒であることが見出だされた。例６下記の組成（重量％）を有するＰＳＡＮおよびＴＡＧＮの混合物を調製した：ＡＮ５４.４５％、ＫＮ６.０５％およびＴＡＧＮ３９.５０％。この例では、ＫＮの量をＡＮ／ＫＮ混合物の１０％に減少させた。一方、前例におけるＫＮ使用量はＡＮ／ＫＮ混合物の１５％であった。このガス発生組成物は例２に記載の方法により調製し、試験し、その燃焼速度は、１０００ｐsiで０.７５インチ／秒であることが見出だされた。例７下記の組成（重量％）を有するＰＳＡＮ、ＴＡＧＮおよびオキサミドの混合物を調製した：ＰＳＡＮ６４.７％、ＴＡＧＮ３１. ７７％およびオキサミド３.５３％。このガス発生組成物は例４に記載の方法により調製した。この組成物の燃焼速度は、例１に記載のとおりに圧縮成型し、次いで試験した場合に、１０００ｐsiで０.５９インチ／秒であることが見出だされた。本発明を説明したが、特許請求される必須の特徴または特権を下記に定義する：

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年７月２６日【補正内容】請求の範囲１．車両または航空機乗員の膨脹性拘束デバイス用の、燃焼時に排出ガスを発生するアジド化合物を含有していないガス発生組成物の製造方法であって、該組成物が相安定化した硝酸アンモニウム（ＰＳＡＮ）およひ硝酸トリアミノグアニジン（ＴＡＧＮ）を含有する組成物であり、該製造方法が、（ａ）重量計量した硝酸アンモニウムおよび硝酸カリウムを、湿った状態の硝酸トリアミノグアニジンと混合し、次いで乾燥させ、生成する乾燥混合物を粉末に粉砕し、次いで（ｂ）この粉末を加圧下にペレットに成型する工程からなる、前記製造方法。２．車両または航空機乗員の膨脹性拘束デバイス用の、燃焼時に排出ガスを発生するアジド化合物を含有していないガス発生組成物の製造方法であって、該組成物が相安定化した硝酸アンモニウム（ＰＳＡＮ）および硝酸トリアミノグアニジン（ＴＡＧＮ）を含有する組成物であり、該製造方法が、（ａ）湿式法により水またはアルコールにより潤らせた硝酸トリアミノグアニジンを生成し、（ｂ）重量計量した上記湿った硝酸トリアミノグアニジンを、重量計量した乾燥硝酸アンモニウムおよび乾燥硝酸カリウムと混合して、湿った状態のガス発生剤混合物を生成し、（ｃ）乾燥させ、このようにして得られた乾燥ガス発生剤混合物を粉砕して、粉末を生成し、次いで（ｄ）この粉末を加圧下にペレットに成型する工程からなる、前記製造方法。３．ＰＳＡＮ対ＴＡＧＮ比を、燃焼時に平衡排出ガス中に許容される酸素量が２ .０容量％〜３.０容量％より少なくなるように調節する、請求項１または２に記載の製造方法。

Claims

【特許請求の範囲】１．車両または航空機乗員の膨脹性拘束デバイス用の、燃焼時にガスを発生するアジド化合物を含有していないガス発生組成物であって、（ａ）相安定化した硝酸アンモニウム（ＰＳＡＮ）；（ｂ）硝酸トリアミノグアニジン、硝酸ジアミノグアニジン、硝酸モノアミノグアニジン、硝酸グアニジン、３−ニトロ−１，２，４−トリアゾール−５−オンおよびその塩、ウラゾール、トリアゾール類、テトラゾール類およびその塩、オキサミド、オキザリルジヒドラジド、メラミン、ピリミジン類からなる群およびこの群の２種または３種以上の混合物から選択される少なくとも１種の窒素含有燃料；および（ｃ）０〜１２％の有機ポリマー結合剤からなるガス発生組成物。２．ＰＳＡＮ対燃料比が、平衡排出ガスに許容される酸素量を０〜３．０容量％にするように調節されている、請求項１に記載のガス発生組成物。３．上記比が、酸素許容量を０〜約２．０容量％にする比である、請求項２に記載のガス発生組成物。４．ＰＳＡＮの量が、組成物の約５０〜８０重量％である、請求項１に記載のガス発生組成物。５．燃料が、硝酸トリアミノグアニジン（ＴＡＧＮ）からなる、請求項４に記載のガス発生組成物。６．（ａ）ＰＳＡＮ、約６４．７重量％；（ｂ）ＴＡＧＮ、約３１．７７重量％；および（ｃ）オキサミド、約３５３重量％の混合物からなる、請求項５に記載のガス発生組成物。７．（ａ）ＰＳＡＮ、約６４．９０重量％；（ｂ）ＴＡＧＮ、約２８．０８重量％；および（ｃ）オキサミド、約７．０２重量％の混合物からなる、請求項５に記載のガス発生組成物。８．（ａ）ＰＳＡＮ、約５９．４重量％；（ｂ）ＴＡＧＮ、約３２．４８重量％；および（ｃ）硝酸グアニジン、約８．１２重量％の混合物からなる、請求項５に記載のガス発生組成物。９．（ａ）ＰＳＡＮ、約６０．５１重量％；および（ｂ）ＴＡＧＮ、約３９．５０重量％の混合物からなる、請求項５に記載のガス発生組成物。１０．（ａ）ＰＳＡＮ、約５９．３０重量％；および（ｂ）ＴＡＧＮ、約４０．７０重量％の混合物からなる、請求項５に記載のガス発生組成物。１１．（ａ）ＰＳＡＮ、約６０．４０重量％；および（ｂ）ＴＡＧＮ、約３９．６０重量％の混合物からなる、請求項５に記載のガス発生組成物。１２．ＰＳＡＮと燃料とが混合され、次いでペレットの形態に圧縮成型されており、このペレット状組成物は燃焼させた場合に、その燃焼速度が１０００ｐｓｉで０．３インチ／秒よりも実質的に早くなるように、約５０〜８０重量％の酸化剤が存在している、請求項１に記載のアジド化合物を含有していないガス発生組成物。１３．結合剤が、エポキシ、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリウレタンおよびブタジエンゴムからなる群および上記ポリマーの２種または３種以上の混合物から選択される、請求項１に記載のガス発生組成物。１４．請求項５に記載のアジド化合物を含有していないガス発生組成物の製造方法であって、（ａ）重量計量した硝酸アンモニウムおよび硝酸カリウムを一緒に、熱水中に溶解し、（ｂ）生成する溶液を冷却させ、次いで乾燥させて、乾燥ＰＳＡＮを生成させ、（ｃ）粉末に粉砕し、このようにして得られた乾燥ＰＳＡＮの重量を計量し、（ｄ）硝酸トリアミノグアニジン含有燃料を乾燥させ、次いで重量計量し、（ｅ）上記乾燥ＰＳＡＮと乾燥燃料とを混合し、（ｆ）生成する乾燥混合物を粉末に粉砕し、次いで（ｇ）この粉末を加圧下にペレットに成型する工程からなる、前記製造方法。１５．請求項５に記載のアジド化合物を含有していないガス発生組成物の製造方法であって、（ａ）重量計量した硝酸アンモニウムおよび硝酸カリウムを、湿った状態の硝酸トリアミノグアニジンと混合し、次いで乾燥させ、生成する乾燥混合物を粉末に粉砕し、次いで（ｂ）この粉末を加圧下にペレットに成型する工程からなる、前記製造方法。１６．請求項５に記載のアシド化合物を含有していないガス発生組成物の製造方法であって、（ａ）湿式法により水またはアルコールにより湿潤させた硝酸トリアミノグアニジンを生成し、（ｂ）重量計量した上記湿った硝酸トリアミノグアニジンを、重量計量した乾燥硝酸アンモニウムおよび乾燥硝酸カリウムと混合して、湿ったガス発生剤混合物を生成させ、（ｃ）乾燥させ、このようにして得られた乾燥ガス発生剤混合物を粉砕して、粉末を生成させ、次いで（ｄ）この粉末を加圧下にペレットに成型する工程からなる、前記製造方法。