WO1999057083A1 - Enhancer composition for inflator - Google Patents

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WO1999057083A1
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nitrogen
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06D—MEANS FOR GENERATING SMOKE OR MIST; GAS-ATTACK COMPOSITIONS; GENERATION OF GAS FOR BLASTING OR PROPULSION (CHEMICAL PART)
    • C06D5/00—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets
    • C06D5/06—Generation of pressure gas, e.g. for blasting cartridges, starting cartridges, rockets by reaction of two or more solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/26—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags characterised by the inflation fluid source or means to control inflation fluid flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/20—Arrangements for storing inflatable members in their non-use or deflated condition; Arrangement or mounting of air bag modules or components
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06C—DETONATING OR PRIMING DEVICES; FUSES; CHEMICAL LIGHTERS; PYROPHORIC COMPOSITIONS
    • C06C9/00—Chemical contact igniters; Chemical lighters

Definitions

  • the present invention relates to an enhancer composition for an inflation evening for igniting a gas generating agent in an inflation overnight of an airbag system provided for protecting a human body mounted on an automobile, an aircraft, or the like.
  • the current inflation system includes a gas generator called inflation system.
  • This inflator contains a gas generating agent that burns to generate gas, which is ignited by the detonator and squib. At this time, if the ignition of the gas generant does not occur or if there is a significant ignition delay, the performance of the infra-red system cannot be guaranteed.
  • ignition agents called enhancers and booths are generally used.
  • KNOs is known (see, for example, JP-A-2-63651).
  • B ZK N 0 3 has a high combustion temperature, because it has a large heat value, the performance of the Enhan adjuvants are excellent and are often used as an ignition agent inflation Isseki and Rokettomo Isseki.
  • B / KN_ ⁇ 3 generates only the gas little ho Tondo remain as a combustion residue.
  • This combustion residue has a melting point, boiling point, and decomposition temperature (the melting point of boron oxide is 450 ° C, the boiling point is about 150 ° C, and the decomposition temperature of potassium oxide is 350 to 400 ° C. ° C), and when this enhancer is used for inflation, it is very likely that the combustion residue will be released as mist (fine particles) outside of inflation.
  • One of the requirements for the inflation system used in the inflation system is to reduce the amount of mist released outside the inflation system. If the amount of mist is large, the thermal particles contained in the mist will puncture the airbag and scatter, irritate the occupant's trachea, and obstruct the occupant's vision after the system is activated. Adversely affects driving safety. Furthermore Even from cost, B / KN_ ⁇ 3 are very expensive and 20,000-30,000 yen per 1 kg, leading to cost reduction if you can replace this with another inexpensive gunpowder. However, at present, BZKN ⁇ ⁇ 3 is widely used as an enhancer for inflation, and no alternative is known. Disclosure of the present invention
  • An object of the present invention is to provide an enhancer for inflation and a composition thereof, which can reduce the amount of mist generated to enhance safety and reduce the product price.
  • Another object of the present invention is to provide an inflator or an airbag system using the enhancer for inflation and the composition.
  • B / KNO 3 is used as an enhancer for an ink frame
  • a boron compound such as boron oxide or a compound having an oxidizing rim
  • the present inventors have result of extensive research, as Enhansa agent, completely free of boron, the content of KN 0 3 even less than if the B ZK N_ ⁇ 3, moreover combustion temperature is high, a large amount of heat generated
  • the present inventors have found a group of compounds that have the requirement that the amount of generated combustion residues be small and that can further reduce the production cost, and have completed the present invention.
  • the present invention provides an inflation-use enamel containing a nitrogen-containing compound.
  • 9 Provide a Hansa agent and a composition thereof.
  • the composition may include an oxidizing agent, a binder, and a slag forming agent.
  • the present invention provides an inflation system using the enhancer composition for inflation.
  • the present invention further provides a gas generator comprising the above-mentioned enhancer agent or enhancer agent composition.
  • An airbag system including a gas generator, an impact sensor, a control means for inputting a sensing signal and outputting an operation signal to an ignition means of the gas generator, a gas generator and an airbag is also provided. Further, the present invention also provides a use of the enhancer in a gas generator for an air bag and a method of igniting the gas generator in the gas generator with the enhancer.
  • the enhancer or enhancer composition is included in the ignition means and is loaded on the front side of a squib, a igniter, an electric detonator or the like. Jenhansa also acts as a booster, igniter, primer, and auto-damaging material.
  • a gas generator usually contains ignition means and a gas generant.
  • a clean filter may be included. Equipped in the driver's seat and passenger seat of normal vehicles, including one-cylinder type and two-cylinder type.
  • the enhancer may be filled in a container made of aluminum or plastic and placed in a gas generator, or the gas generator may be filled as it is.
  • the inflation-enhancing agent composition of the present invention has excellent flammability and little combustion residue, so that the amount of mist can be reduced. Therefore, adverse effects on the health and drivability of occupants such as automobiles are prevented. Therefore, the reliability of the inflation using the inflation-enhancing agent composition of the present invention can be improved. Also, B ZK N 0 3 and compared the inexpensive, if further produced both of the gas generating agent and Enha capacitors agent in the same composition, to lower the production cost Can be.
  • the nitrogen-containing compound used in the present invention preferably has a nitrogen content of 40% by weight or more, more preferably 45% by weight or more, based on the total amount of C, H, and N in the molecule.
  • nitrogen-containing compounds include guanidine derivatives such as nitroguanidine (NQ) and dicyandiamide (DCDA triaminoguanidine nitrate (TAGN); tetrazole derivatives such as 5-aminotetrazole (5-AT); Bitetrazole derivatives such as diammonium salts and the like; from diazoamide salts such as azodicarbonamide (ADCA), trihydrazino triazine (THT), carbohydrazide (C DH) complex, hydrazine complex, oxalyl hydrazide or a complex thereof and sodium musdicianamide;
  • DCA azodicarbonamide
  • TAT trihydrazino triazine
  • C DH carbohydrazide
  • the nitrogen-containing compound among the compounds described above, Nitoroguanijin, Jishia Njiamido, 5- Aminotetorazo Ichiru, bitetrazole 'Jianmoniumu salts, Application Benefits hydrazino triazines, carbohydrazide complexes [S r (N_ ⁇ 3) 2 (CDH) And the like are particularly preferred.
  • the content of the nitrogen-containing compound in the composition varies depending on the number of carbon atoms, hydrogen atoms and other oxidizable elements contained in the compound, but is preferably from 10 to 100% by weight, particularly preferably from 20 to 100% by weight. 100% by weight.
  • the amount of enhancer used during inflation is less than a few tenths of the amount of gas generating agent, so even if toxic gas is generated, it is extremely small. Therefore, it is not necessary to pay attention to the oxygen balance as much as the composition of the gas generating agent.
  • An oxidizing agent may be further added to the inflation-enhancing agent composition of the present invention.
  • oxythene salt consisting of ammonium, alkali metal and alkaline earth metal, and hydrogen-free anion selected from nitric acid, nitrous acid, chloric acid and perchloric acid are used. One or more selected ones can be mentioned.
  • Examples of such oxyacid salts include ammonium nitrate, sodium nitrate, potassium nitrate, magnesium nitrate, ammonium nitrate salts such as strontium nitrate, alkali metal salts or alkaline earth metal salts; ammonium nitrite, sodium nitrite, Ammonium salt, alkaline metal salt or alkaline earth metal salt of nitrite such as potassium nitrite, magnesium nitrite, strontium nitrite; ammonium chlorate, sodium chlorate, potassium chlorate, magnesium chlorate Ammonium chloride, alkali metal salt or alkaline earth metal salt of chloric acid, such as barium chlorate; ammonium perchlorate, sodium perchlorate, potassium perchlorate, magnesium perchlorate, barium perchlorate Ammonium salt, alkali metal salt or perchloric acid It can be mentioned potassium earth metal salt.
  • strontium nitrate has a high combustion temperature and a large calorific value when mixed and burned with a nitrogen-containing compound, generates a small amount of combustion residues, and generates Sr0 and Sr (CO 3 )
  • a strontium compound such as 2 is a very preferable compound that satisfies most requirements because it easily forms a slag at a high melting point and is easily filtered.
  • potassium nitrate, sodium nitrate, lithium perchlorate, sodium perchlorate, potassium chlorate, sodium chlorate, etc. also have a high combustion temperature and a large calorific value when burned when mixed with nitrogen-containing compounds. generation amount of combustion residues and Ru compared to ⁇ 3 is preferred for very small.
  • the content of the oxidizing agent in the composition varies depending on the type of the nitrogen-containing compound, but is preferably from 5 to 90% by weight, particularly preferably from 10 to 80% by weight.
  • the content of the oxidizing agent is 5% by weight or more, the combustibility can be improved, and when the content is 90% by weight or less, the amount of combustion residue can be suppressed.
  • the nitrogen-containing compound and the oxidizing agent can be mixed in various ratios, it is usually preferable to mix them near the theoretical amount of complete oxidation. When mixed at a ratio close to the theoretical amount of complete oxidation, toxic gases such as CO and N ⁇ x are unlikely to be generated, and the calorific value is also maximized.
  • a binder can be further added to the enfanthan agent composition for inflation evenings of the present invention.
  • the binder include carboxymethylcellulose sodium, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, cotton acetate, nitrocellulose, cellulose derivatives such as microcrystalline cellulose, starch, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, calcium stearate, etc.
  • inorganic binders such as an organic binder, molybdenum disulfide, and sodium gay acid can be used.
  • sodium carboxymethylcellulose is preferable from the viewpoint of safety in production and ease of handling.
  • the content of the binder in the composition is preferably from 0.1 to 30% by weight, particularly preferably from 0.5 to 15% by weight.
  • the content of the binder is 0.1% by weight or more, moldability can be improved, and when the content is 30% by weight or less, flammability is not reduced.
  • a slag-forming agent can be further added to the inflation evening enhancer composition of the present invention.
  • the slag-forming agent include naturally occurring clays mainly composed of bentonite-based and kaolin-based aluminosilicates, synthetic clays, synthetic clays, synthetic clays, synthetic clays such as synthetic squamate, nitrides and carbides. One or more selected from Can be mentioned.
  • As such a slag forming agent acid clay, talc, bentonite, diatomaceous earth, kaolin, silica, alumina, silicon nitride, silicon carbide, hydrotalcite, and the like are preferable. Since strontium nitrate originally has a slag-forming ability, when it is not necessary to further enhance the slag-forming ability, it is not necessary to add a slag-forming agent to impart ordinary slag-forming ability.
  • the content of the slag forming agent in the composition is preferably from 1 to 15% by weight, particularly preferably from 3 to 10% by weight.
  • the content of the slag forming agent is 1% by weight or more, a desired slag forming ability can be imparted, and when the content is 15% by weight or less, the combustibility is not significantly reduced.
  • the inflation-enhancing enhancer composition of the present invention can be prepared by a dry method in which a nitrogen-containing compound, an oxidizing agent, a binder, and a slag forming agent are mixed in powder form, or a wet method in which the compounds are mixed in the presence of water or an organic solvent. Can be manufactured.
  • the inflation-enhancing agent composition for inflation according to the present invention may be molded into an appropriate shape such as powder, granules, pellets, non-porous rolled, single-hole drawn, or porous drawn as required. Can be. Also, once molded, it can be broken down and used as powders and granules. As a result, the density of the enhancer can be increased as compared with a case where the powder is simply mixed in a dry state, so that the effect of increasing the volumetric efficiency appears. In addition, the ignitability, the intensity of combustion, etc., change depending on the difference in the shape of the molded product. Therefore, the one that satisfies the required performance should be selected.
  • the following is an example of a method for producing the enhancer composition for inflation according to the present invention.
  • Water of up to 10 to 30% by weight is added to the raw materials, and the composition mass is formed by a kneading operation.
  • the order of mixing is not particularly limited, and the order in which a more uniform mixing state is realized or the order in which the safest production is maintained is selected. Then, after removing excess moisture optionally extruded in 4 0-1 4 0 pressurized condition of kg Roh cm 2 of the composition lump through a die for companding molding, making strands of material. And, before the surface of the cord-like material is in a dry state, it can be obtained by cutting to a desired length by a cutter and drying.
  • the enhancer composition for inflation overnight is used for protecting a human body mounted on an automobile, an aircraft, or the like, and is provided with a module housing containing an inflation overnight and an airbag, a determination circuit, and a sensor. It can be applied to an inflation overnight system with first class. Since some of the compositions of the present invention have sufficient performance to be applicable as a gas generating agent used for inflation, the composition of the present invention is used as a gas generating agent. If an enhancer with exactly the same composition and shape is used, great advantages can be expected in terms of the manufacturing process and cost.
  • Infrared evening enhancer compositions having the compositions shown in Tables 1 and 2 were produced.
  • the heat of combustion (experimental and calculated values), combustion temperature, theoretical residue, and theoretical gas generation were determined.
  • Theoretical residue indicates the amount of residue generated from 1 g of the composition.
  • the theoretical gas generation amount indicates the number of moles of gas generated from 1 g of the composition.
  • Comparative Example 1 also showed the value of B / KN0 3. However, because it contains BZKN0 3 is usually a small amount of binder one showed a composition containing Raminakku (LAMI NAC) as an example below. The results are shown in Tables 1 and 2.
  • compositions of Examples 1 to 18 had a very small amount of theoretical residue in nature, and even if they were released outside the inflatable area, their weight was small.
  • the combustion residue is also a high melting point compound such as strontium oxide, so that it is easy to filter with a filter or a coolant, and is not easily mist.
  • Comparative Example 1 Approximately 90% of the composition of Comparative Example 1 became combustion residue. The combustion temperature is quite high, and the melting point and boiling point of the combustion residue are quite low. It became clear that most of the combustion residues were likely to be released as mist outside of inflation overnight.
  • nitroguanidine To 35 parts by weight of nitroguanidine, water corresponding to 15 parts by weight based on the total amount of the composition was added, and mixed and kneaded. Separately, 50 parts by weight of strontium nitrate, 5 parts by weight of acid clay, and 10 parts by weight of sodium carboxymethylcellulose were mixed in a dry system, added to the wet mixed powder, and further kneaded. Subsequently, the kneaded mixture was extruded through a mold having an outer diameter of 2.5 mm and an inner diameter of 0.8 mm under a pressure of 80 kgcm 2 to form a single-hole cylindrical string. Further, this cord was cut into a length of 2.12 mm by a cutting machine and dried sufficiently to obtain an enhancer composition for inflation.
  • a combustion test was performed using this composition as a gas generating agent and an enhancer agent.
  • the flammability test was conducted in a 60 L tank test at room temperature using 41.9 g of the gas generant and 2.5 g of the enhancer.
  • Tank maximum pressure is 2.02 kg / cm ⁇ maximum pressure
  • the arrival time was 43.95 msec, there was no ignition delay, etc., indicating very good combustion characteristics.
  • the amount of mist in the tank was 504 mg, and the inside of the tank was very clean.
  • the gas generating agent (composition of the present invention) 41. 9 g and, when a Enhansa agent (B / KN0 3 ZLAM I NAC ) lg, tank maximum pressure 2. 06 kg / cm the maximum pressure reaching time is 52.5 msec.
  • the amount of mist in the tank was 917 mg. From the results of this combustion test, it was confirmed that the composition of the present invention was able to reduce the amount of mist without affecting the combustion performance.
  • Example 15 Nitoroku 'Anishi' down / KCI0 3 (56.1 / 43.9) 883 2780 0. 28 0. 0298 t
  • Example 1 Nitoroku ' ⁇ two [nu ⁇ emissions / NaCI0 3 (59.5 / 40.5) 933 2772 0. 22 0 . 0322
  • Example 18 5 - amino / ⁇ tiger ', -. Le / KN0 3 (37.6 / 62.4) 636 2202 0. 41 0. 0233

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Description

明細 インフレ一夕一用ェンハンサ剤組成物 発明の属する技術分野
本発明は、 自動車、 航空機等に搭載される人体保護のために供せられるェアバ ッグシステムのィンフレ一夕において、 ガス発生剤を着火させるィンフレー夕用 ェンハンサ剤組成物に関する。
従来の技術
現在のインフレ一夕システムにはィンフレ一夕と呼ばれるガス発生器が含まれ ている。このィンフレー夕には燃焼してガスを発生するガス発生剤が入っており、 これは雷管ゃスクイブにより着火させられる。 このときガス発生剤の不着火や著 しい着火遅れが起これば、 ィンフレー夕システムの性能の保証ができなくなる。 これらの問題を排除するためにェンハンサ剤、 ブース夕一等と呼ばれる着火剤が 一般に使用されている。 インフレ一夕に用いられるェンハンサ剤としては、 K N O sが知られている （例えば特開平 2— 6 3 9 5 1号公報参照）。
B ZK N 03は、 燃焼温度が高く、 大きな発熱量を持っているので、 ェンハン サ剤としての性能は優れており、 しばしばインフレ一夕やロケットモ一夕の着火 剤として用いられている。 しかし、 B /K N〇3は少ししかガスを発生せず、 ほ とんどが燃焼残渣として残る。 この燃焼残渣は、 融点、 沸点、 分解温度 （酸化ホ ゥ素の融点は 4 5 0 °C , 沸点は約 1 5 0 0 °Cであり、 酸化カリウムの分解温度は 3 5 0〜4 0 0 °Cである） が低く、 このェンハンサ剤をインフレ一夕に用いた場 合、 燃焼残渣はミスト （微粒子） としてインフレ一夕外に放出される可能性が非 常に高い。 ィンフレ一タシステムに用いられるィンフレー夕への要求の一つとして、 ィン フレー夕外に放出されるミスト量の低減がある。 ミスト量が多いと、 ミスト中に 含まれる熱粒子がエアバッグに穴を開けて飛散したり、乗員の気管を刺激したり、 システム作動後の乗員の視野を妨げたりするため、 乗員の健康及び運転の安全性 に悪影響を及ぼす。 さらにコスト面から見ても、 B /K N〇3は 1 k g当たり 2 〜 3万円と非常に高価であり、 これを別の安価な火薬に置き換えることができれ ばコストダウンにつながる。 しかし、 現在ではインフレ一夕のェンハンサ剤とし ては B Z K N〇 3が汎用されており、 これに代わるものが知られていないのが現 状である。 本発明の開示
本発明は、 ミストの発生量を低減化させて安全性を高めるとともに、 製品価格 を低下できるインフレ一夕用ェンハンサ剤及びその組成物を提供することを目的 とする。
また、 本発明は、 前記インフレ一夕用ェンハンサ剤及び組成物を用いるインフ レータ又はエアバックシステムを提供することを他の目的とする。
ィンフレー夕用ェンハンサ剤として B /K N O 3を使用する限り、 酸化ホウ素 等のホウ素の化合物や酸化力リゥム等の力リゥムの化合物がィンフレー夕外に放 出されることを避けることはできない。 そこで、 本発明者は研究を重ねた結果、 ェンハンサ剤として、 ホウ素を全く含まず、 K N 03の含有量も B ZK N〇3の場 合より少なく、 しかも燃焼温度が高く、 大きな発熱量を持ち、 燃焼残渣の発生量 が少ないという要件を具備し、 さらに製造コストも引き下げることができる化合 物群を見出し、 本発明を完成した。
即ち本発明は、 含窒素化合物を含有することを特徴とするインフレー夕用ェン 9 ハンサ剤及びその組成物を提供する。 組成物は酸化剤、 バインダー、 スラグ形成 剤を含んでよい。
また本発明は、 前記のインフレ一夕用ェンハンサ剤組成物を用いるィンフレー 夕システムを提供する。
本発明はさらに上記のェンハンサ剤またはェンハンサ剤組成物を含むガス発生 器を提供する。 そのガス発生器、 衝撃センサー、 感知信号を入力しガス発生器 の点火手段に作動信号を出力するコントロール手段、 ガス発生器およびエアバッ グを含むエアバッグシステムも提供する。 さらにェンハンサ剤をエアバッグ用 ガス発生器に用いる用途とェンハンサ剤によりガス発生器中のガス発生剤に着火 する方法も提供する。
ェンハンサ剤またはェンハンサ剤組成物は点火手段に含み、 スクイブ、 ィグナ イタ一、 電気雷管などの前面に装填する。 ェンハンサはブースター、 着火剤、 伝火薬、 オートイダニッシヨンマテリアルとしても作用する。
ガス発生器 （インフレ一夕） は通常点火手段、 ガス発生剤を含む。 さらにク 一ラン卜フィルターを含むでもよい。 通常車両の運転席、 乗員席に装備し、 1 筒式、 2筒式を含む。
ェンハンサ剤はアルミニウム又はプラスチックなどで作った容器に充填して、 ガス発生器中に置くか、 ガス発生器にそのまま充填してもよい。
本発明のインフレ一夕用ェンハンサ剤組成物は、 燃焼性が優れており、 燃焼残 査も少ないため、 ミスト量を減少させることができる。 よって、 自動車等の乗員 の健康や運転性に悪影響を与えることが防止される。 従って、 本発明のインフレ 一夕用ェンハンサ剤組成物を用いたィンフレー夕は信頼性を向上させることがで きる。 また、 B ZK N 03とくらべると安価であり、 さらにガス発生剤とェンハ ンサ剤の両方を同一の組成物で製造した場合には、 製造コストを引き下げること ができる。
発明の実施の形態
本発明で用いる含窒素化合物としては、 分子中の C、 H、 Nの総量に対する窒 素含有量が 40重量％以上のものが好ましく、 45重量％以上のものが特に好ま しい。 このような含窒素化合物としては、 ニトログァニジン （NQ) やジシアン ジアミド （DCDA 卜リアミノグァニジン硝酸塩 （TAGN) 等のグァニジ ン誘導体； 5—アミノテトラゾール （5— AT) 等のテトラゾール誘導体； ビテ トラゾール . ジアンモニゥム塩等のビテトラゾール誘導体；ァゾジカルボンアミ ド （ADCA)、 トリヒドラジノ トリアジン （THT)、 カルボヒドラジド （C DH) 錯体、 ヒドラジン錯体、 ォキサリルヒドラジド又はその錯体及びナトリウ ムジシァナミド等のジシァナミ ド塩から選ばれる 1種以上を挙げることができ る。 これらの含窒素化合物は、 単独又は酸化剤と混合したときに優れた燃焼性能 を示す相対的に高いエネルギーを持った化合物であり、 入手が容易で、 価格も安 価であり、 しかも毒性が低いという点で好ましい。
含窒素化合物としては、 上記した化合物の中でも、 ニトログァニジン、 ジシァ ンジアミド、 5—アミノテトラゾ一ル、 ビテトラゾール 'ジアンモニゥム塩、 ト リヒドラジノトリアジン、 カルボヒドラジド錯体 [S r (N〇3)2(CDH)]等が特に 好ましい。
組成物中における含窒素化合物の含有量は、 化合物中に含まれる炭素原子、 水 素原子及びその他の被酸化元素の数によって異なるが、 好ましくは 10〜 100 重量％であり、 特に好ましくは 20〜100重量％である。 含窒素化合物の含有 量が 10重量％以上であると十分な発熱量が得られ、 燃焼残査の発生量を抑制す ることができる。 ィンフレー夕に使用されるェンハンサ剤量はガス発生剤量に比 ベて数十分の一以下と少ないので、 もし毒性のあるガスが発生しても非常に微量 であるため、 ガス発生剤の組成ほど酸素バランスに注意する必要はない。
本発明のインフレ一夕用ェンハンサ剤組成物には、 さらに酸化剤を配合するこ とができる。 酸化剤としては、 アンモニゥム、 アルカリ金属及びアルカリ土類金 属から選ばれた力テオンと、 硝酸、 亜硝酸、 塩素酸及び過塩素酸から選ばれる水 素を含まないァニオンとからなる酸素酸塩から選ばれる 1種以上を挙げることが できる。
このような酸素酸塩としては、 例えば、 硝酸アンモニゥム、 硝酸ナトリウム、 硝酸カリウム、 硝酸マグネシウム、 硝酸ストロンチウム等の硝酸のアンモニゥム 塩、 アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩；亜硝酸アンモニゥム、 亜硝酸ナト リウム、 亜硝酸カリウム、 亜硝酸マグネシウム、 亜硝酸ストロンチウム等の亜硝 酸のアンモニゥム塩、 アル力リ金属塩又はアル力リ土類金属塩；塩素酸ァンモニ ゥム、 塩素酸ナトリウム、 塩素酸カリウム、 塩素酸マグネシウム、 塩素酸バリウ ム等の塩素酸のアンモニゥム塩、 アルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩；過塩 素酸アンモニゥム、 過塩素酸ナトリウム、 過塩素酸カリウム、 過塩素酸マグネシ ゥム、 過塩素酸バリウム等の過塩素酸のアンモニゥム塩、 アルカリ金属塩又はァ ルカリ土類金属塩を挙げることができる。
これらの中でも硝酸ストロンチウムは、 含窒素化合物と混合して燃焼すると高 い燃焼温度、 大きな発熱量を持ち、 燃焼残渣の発生量が少なく、 また発生する燃 焼残渣の S r 0や S r (C O 3)2等のストロンチウムの化合物は、 高融点でスラグ を形成しやすく、 濾過しやすいものとなるため、 ほとんどの要求を満足する非常 に好ましいものである。 また、 硝酸カリウム、 硝酸ナトリウム、 過塩素酸力リウ ム、 過塩素酸ナトリウム、 塩素酸カリウム、 塩素酸ナトリウム等も含窒素化合物 と混合して燃焼すると高い燃焼温度、 大きな発熱量を持ち、 B /K N〇3と比べ ると燃焼残渣の発生量が非常に少ないために好ましい。 組成物中における酸化剤の含有量は、 含窒素化合物の種類により異なるが、 好 ましくは 5〜 9 0重量％であり、 特に好ましくは 1 0〜8 0重量％である。 酸化 剤の含有量が 5重量％以上であると燃焼性を向上させることができ、 9 0重量％ 以下であると燃焼残査の発生量を抑制することができる。
含窒素化合物と酸化剤はいろいろな比率で混合することができるが、 普通は完 全酸化理論量付近で混合することが好ましい。 完全酸化理論量付近の比率で混合 すると、 C Oや N〇xのような毒性のあるガスが発生しにくく、 発熱量も最大と なるからである。
本発明のィンフレー夕用ェンハンサ剤組成物には、 さらにバインダーを配合す ることができる。バインダ一としては、カルボキシメチルセルロースナトリゥム、 ヒドロキシェチルセルロース、 ヒドロキシプロピルセルロース、 酢酸綿、 ニトロ セル口一ス、 微結晶性セルロース等のセルロース誘導体、 デンプン、 ポリビニル アルコール、ポリアクリルアミド、ステアリン酸カルシウム等の有機バインダー、 二硫化モリブデン、 ゲイ酸ナ卜リゥム等の無機バインダ一から選ばれる 1種以上 を挙げることができる。 これらの中でも、 製造上の安全性と取り扱い易さから、 カルボキシメチルセルロースナトリウムが好ましい。
組成物中におけるバインダーの含有量は、 好ましくは 0 . 1〜3 0重量％であ り、 特に好ましくは 0 . 5〜1 5重量％でぁる。 バインダーの含有量が 0 . 1重 量％以上であると成型加工性を向上させることができ、 3 0重量％以下であれば 燃焼性を低下させない。
本発明のィンフレー夕用ェンハンサ剤組成物には、 さらにスラグ形成剤を配合 することができる。 スラグ形成剤としては、 ベントナイト系、 カオリン系等のァ ルミノケィ酸塩を主成分とする天然に産する粘土、 合成マイ力、 合成力オリナイ 卜、 合成スクメタイ ト等の人工的粘土、 窒化物及び炭化物から選ばれる 1種以上 を挙げることができる。 このようなスラグ形成剤としては、 酸性白土、 タルク、 ベントナイト、 ケイソゥ土、 カオリン、 シリカ、 アルミナ、 窒化ケィ素、 炭化ケ ィ素、 ヒドロタルサイ ト等が好ましい。 なお、 硝酸ストロンチウムは本来スラグ 形成能を有しているため、 さらにスラグ形成能を強化する必要がない場合には、 通常のスラグ形成能を付与するためにスラグ形成剤を添加する必要はない。
組成物中におけるスラグ形成剤の含有量は、好ましくは 1〜 1 5重量％であり、 特に好ましくは 3〜 1 0重量％である。 スラグ形成剤の含有量が 1重量％以上で あると所望のスラグ形成能を付与することができ、 1 5重量％以下であると燃焼 性をあまり低下させない。
本発明のインフレ一夕用ェンハンサ剤組成物は、 含窒素化合物、 酸化剤、 バイ ンダ一、 スラグ形成剤を粉末状で混合する乾式法又は水や有機溶剤等の存在下で 混合する湿式法により製造することができる。
本発明のインフレ一夕用ェンハンサ剤組成物は、 必要に応じて、 粉体、 顆粒、 ペレット、 無孔圧伸薬、 単孔圧伸薬、 多孔圧伸薬等の適当な形状に成型すること ができる。 また、 一度成型したものを破壊し、 粉体、 顆粒にして用いることもで きる。 これにより乾燥状態で粉末をただ混合したときよりもェンハンサ剤密度を 上げることができるため、 体積効率が上昇するという効果が現れる。 また、 成型 形状の違いにより着火性、 燃焼の激しさ等が変化するので、 要求される性能を一 番満足するものを選べばよい。 以下に、 本発明のインフレ一夕用ェンハンサ剤組 成物の製造方法の例を挙げる。
(粉体状の組成物）
原料を、 ボールミルミキサーを用いて 1時間程度混合することにより得ること ができる。
(顆粒状の組成物） 原料に水等の溶剤を外割りで 5〜 5 0重量％程度添加し、 スラリーミキサーに より 1時間程度混合する。 そして、 これを金網などで造粒した後に乾燥すること により得ることができる。
(圧伸薬状の組成物）
原料に外割りで 1 0〜3 0重量％までの水を添加し、 混練操作により組成物塊 をつくる。 混合の順番は特に限定されず、 より均一な混合状態が実現される順序 又は製造上最も安全が保たれる順序を選択する。 ついで、 場合により過剰の水分 を除いた後、 組成物塊を圧伸成型用の金型を通して 4 0〜 1 4 0 kgノ cm 2の加 圧条件下で押し出し、 紐状物をつくる。 そして、 紐状物の表面が乾燥状態になる 前に、裁断機により所望の長さに裁断後、乾燥することにより得ることができる。 本発明のインフレ一夕用ェンハンサ剤組成物は、 自動車、 航空機等に搭載され る人体保護のために供せられる、 ィンフレ一夕とエアバックが収納されたモジュ 一ルケ一ス、 判断回路、 センサ一等を備えたインフレ一夕システムに適用するこ とができる。 本発明の組成物の中には、 インフレ一夕に用いられるガス発生剤と しても適用できるだけの性能を充分に有しているものもあるため、 本発明の組成 物をガス発生剤として用いた場合、 それと全く同一の組成、 形状のェンハンサ剤 を用いれば、 製造プロセス上及びコスト上で大きなメリッ卜が期待できる。
実施例
以下、 実施例及び比較例をあげて本発明を具体的に説明するが、 本発明はこれ らの実施例のみに限定されるものではない。
実施例 1 ~ 1 8及び比較例 1
表 1及び表 2に示す組成のィンフレー夕用ェンハンサ剤組成物を製造した。 こ れらの組成物について、 燃焼熱量 （実験値、 計算値）、 燃焼温度、 理論残渣量、 理論ガス発生量を求めた。 理論残渣量は、 1 gの組成物から発生する残渣量を示 し、 理論ガス発生量は、 1 gの組成物から発生するガスのモル数を示す。 また、 比較例 1として、 B/KN03の値も示した。 ただし、 BZKN03は普通少量の バインダ一を含んでいるので、 一例としてラミナック （LAMI NAC) を含ん だ組成を以下に示した。 結果を表 1及び表 2に示す。
実施例 1~18の組成物は、 本質的に理論残渣量が非常に少なく、 たとえイン フレー夕外に放出されてもその重量は僅かであることが確認された。 また、 酸化 剤に硝酸ストロンチウムを使った場合、 燃焼残渣も酸化ストロンチウム等の高融 点の化合物であるので、 フィルターやクーラントで濾過しやすく、 ミストになり にくい。
比較例 1の組成物は、 その重量の約 90%が燃焼残渣になった。 また、 その燃 焼温度はかなり高く、 さらに燃焼残渣の融点、 沸点はかなり低い。 これらより燃 焼残渣の多くはミストとしてインフレ一夕外に放出される可能性が高いことが明 らかとなつた。
実施例 19
ニトログァニジン 35重量部に、 組成物全体の量に対して 15重量部に相当す る水を添加し、 混合捏和した。 別に硝酸ストロンチウム 50重量部、 酸性白土 5 重量部及びカルボキシメチルセルロースナトリウム 10重量部を乾式で混合し、 前記の湿混合粉に添加後さらに捏和した。ついで、 捏和混合物を外径 2. 5 mm, 内径 0. 8 mm金型を通して、 圧力 80 kg cm 2の加圧条件下で押し出し、 単 孔円筒状の紐状体をつくった。 さらに、 この紐状体を裁断機により 2. 12 mm の長さに裁断し、 充分に乾燥して、 インフレ一夕用ェンハンサ剤組成物を得た。 この組成物をガス発生剤及びェンハンサ剤として用い、 燃焼試験を行った。 燃 焼試験は、 ガス発生剤 41. 9 gとェンハンサ剤 2. 5 gを用い、 室温における 60 Lのタンク試験で行った。 タンク最大圧力は 2. 02 kg / cm \ 最大圧力 到達時間は 43. 9 5 msec であり、 着火遅れなどは全く見られず、 非常に良好 な燃焼特性を示した。 タンク内のミスト量は 504 mgで、 タンク内は非常にき れいであった。 また、 ガス発生剤 （本発明の組成物） 41. 9 gと、 ェンハンサ 剤 （B/KN03ZLAM I NAC) l gを用いた場合、 タンク最大圧力は 2. 06 kg / cm 最大圧力到達時間は 52. 5 msecであった。 タンク内のミス ト量は 91 7 mgであった。 この燃焼試験の結果から、 本発明の組成物は、 燃焼 性能には悪影響を与えず、ミスト量を減少させることができることが確認された。
燃焼熱:！ E(cal/g) 燃焼温度理論残渣 * 理論力'ス発生 組 成 重 i% S 実験値 計算値 °C g g mol/g ニトロク'ァニシ 'ン /SKN03)2/GMC-Na/酸性白土 (35.4/49.6/10/5) 842 フ 43 2098 0； 29 0 0^65 二卜口ク-ァ二 ν·ン /SKN03)2 (55.1 /44.9) 1 001 853 2362 0. 22 0. 02B6 実施例 3 二卜ロク ·7ニシ-ン /SKNOj /CMC— Na (32.4/57.6/10) 869 773 2274 0. 28 0. 0251 実施例 4 二卜ロク'ァニシ 'ン /SKN〇3)2 /酸性白土 (52.3/42.6/5) 908 820 2291 0. 26 0. 0272 実施例 5 シ 'シアンシ'アミ / Sr<N03)2/CMC— Na (16.4/75.6/8) 762 632 21 31 0. 37 0. 0208 実施例 6 シ-シアンシ'アミ / Sr{N03)2 (24.9/75.1) 630 2 57 0. 37 0. 021 3 実施例 7 5 -アミノ亍トラ'/ール /SKN03)2/CMG- Na/酸性白土 (19.5/65.4/10/5) 670 21 91 0. 37 0. 021 4 実施例 8 5-アミノ亍 ("ラソ '—ル /S N03)2 (36.5/63.5) 732 2396 0. 31 0. 0245 実施例 9 5 -アミノ亍トラ'ノ'ール /SKNO^/CMC - Na (21.4/68.6/10) フ 00 2282 0. 34 0. 0226 実施例 10 5-アミノ亍トラソ 'ール /SKN03)2/酸性白土 (34.8/60.5/5) 704 231 1 0. 35 0. 0232
^^も執- eAcai/ gノ Vii»£/im¾.理論残渣量
組 成
実験値 計算値 °C e g mol/g 実施例 1 1 [Sr N03)2(CDH)]/Sr(N03)2/CMC- Na/酸性白； 1 (72.4/12.8/10/4.8) ― フ 60 2209 0. 36 0. 0242
実施例 1 2 [S N03)2(GDH)] (100) 749 フ 30 21 82 0. 0249
実施例 13 [S N 03)2(CD H)]/S N 03)2/C C-Na (76/13.5/10.5) フ 96 2296 0. 33 0. 0254
実施例 14 [Sr^O^CDH)]/酸性白土 (95/5) 69フ 2094 0. 0236
t
実施例 15ニトロク'ァニシ 'ン /KCI03 (56.1/43.9) 883 2780 0. 28 0. 0298 t 実施例 1 6ニトロク'ァニ ν·ン /NaCI03 (59.5/40.5) 933 2772 0. 22 0. 0322
実施例 17 ニトロク'ァニシ 'ン /KCIO, (60.1 /39.9) 946 2839 0. 1 8 0. 031 3
実施例 18 5 -アミ/亍トラ',—ル /KN03 (37.6/62.4) 636 2202 . 0. 41 0. 0233
比较例 1 B/KNOj/LAMINAC (23.7/70.7/5.6) 1 575 821 2664 0. 90 0. 0047
ο
O C
CD寸

Claims

請求の範囲
1 . 含窒素化合物を含有するィンフレータ用ェンハンサ剤組成物。
2 . 含窒素化合物の分子中の C、 H、 Nの総量に対する窒素含有量が 4 0重量 %以上である請求項 1記載の組成物。
3 . 含窒素化合物が、 グァニジン誘導体、 テトラゾール誘導体、 ビテトラゾー ル誘導体、 ァゾジカルボンアミド、 トリヒドラジノトリアジン、 カルボヒドラジ ド錯体、 ヒドラジン錯体、 ォキサリルヒドラジド又はその錯体及びジシアナミド 塩から選ばれる 1種以上である請求項 1記載の組成物。
4 . さらに酸化剤、 バインダー及びスラグ形成剤のうち少なくとも 1つを含有 する請求項 1記載の組成物。
5 . 酸化剤が、 アンモニゥム、 アルカリ金属及びアルカリ土類金属から選ばれ たカチオンと、 硝酸、 亜硝酸、 塩素酸及び過塩素酸から選ばれる水素を含まない ァニオンとからなる酸素酸塩から選ばれる 1種以上である請求項 4記載の組成 物。
6 . バインダーが、 セルロース誘導体、 デンプン、 ポリビニルアルコール、 ポ リアクリルアミド、 ステアリン酸カルシウム、 二硫化モリブデン及びケィ酸ナト リウムから選ばれる 1種以上である請求項 4記載の組成物。
7 . スラグ形成剤が、 アルミノケィ酸塩を主成分とする天然に産する粘土、 人 ェ的粘土、窒化物及び炭化物から選ばれる 1種以上である請求項 4記載の組成物。
8 . 請求項 1記載のェンハンサ剤組成物を用いるィンフレー夕システム。
9 . 請求項 1に定義したェンハンサ剤組成物を含むガス発生器、 衝撃センサー、 感知信号を入力しガス発生器の点火手段に作動信号を出力するコントロール手 段、 ガス発生器およびエアバッグを含むエアバッグシステム。
1 0 . 請求項 1に定義したェンハンサ剤組成物を含むエアバッグ用ガス発生器。
1 1 . スクイブとその前面に装填したェンハンサ剤組成物を含む請求項 1 0に記 載したガス発生器。
1 2 . 請求項 1に定義したェンハンサ剤組成物をエアバッグ用ガス発生器に用い る用途。
1 3 . 請求項 1に定義したェンハンサ剤組成物によりガス発生器中のガス発生剤 に着火する方法。
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