WO2007129611A1

WO2007129611A1 - 安全部品を作動させるためのガスアクチュエータ用ガス発生剤組成物およびそれを用いたガスアクチュエータ用ガス発生器

Info

Publication number: WO2007129611A1
Application number: PCT/JP2007/059196
Authority: WO
Inventors: Ryoi Kodama; Nanao Horiishi
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd; Toda Kogyo Corp
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd; Toda Kogyo Corp
Priority date: 2006-05-02
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2008-11-02
Also published as: JP2007297252A; CN101432245A; EP2014632A1; JP5277428B2; EP2014632A4; US20090260730A1

Abstract

　（Ａ）含窒素有機化合物、（Ｂ）金属硝酸塩および／または過塩素酸塩、（Ｃ）水溶性高分子バインダ、（Ｄ）磁性体を含むことにより、従来と比較して、低圧力下での燃料性に優れ、かつ燃焼時のＣＯガス発生量を低減することができる安全部品を作動させるためのガスアクチュエータ用ガス発生剤組成物が提供される。このような本発明のガス発生剤組成物において、（Ｄ）磁性体は磁性酸化鉄であることが好ましく、（Ａ）含窒素有機化合物が、ニトログアニジン、硝酸グアニジン、ビテトラゾール、アゾビステトラゾールまたは５－アミノテトラゾールから選ばれる１種以上であり、（Ｂ）金属硝酸塩がアルカリ金属およびアルカリ土類金属から選ばれる金属塩であり、過塩素酸塩が過塩素酸アンモニウムまたは過塩素酸カリウムであり、（Ｃ）水溶性高分子バインダがヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）およびポリアクリルアミドの混合物であり、（Ｄ）磁性酸化鉄がスピネル型結晶構造を有する磁性酸化鉄であることが好ましい。

Description

明細書

安全部品を作動させるためのガスァクチユエータ用ガス発生剤組成物およびそれを用いたガスァクチユエータ用ガス発生器

技術分野

[0001] 本発明は、自動車、航空機などに搭載される人体保護のために用いられるガスァク

、て、作動ガス発生のためのガス発生剤組成物およびそれを用いたガスァクチユエータ用ガス発生器に関する。

背景技術

[0002] 従来、自動車の乗員の保護の観点力シートベルト装置やエアバッグ装置が普及している。このうち、シートベルト装置は、車両衝突時に生じる衝撃により乗員が車内または車外に投げ出されることを防止する目的で装備されるものであり、乗員の身体にベルトを巻き付けることによって乗員を座席に拘束 ·固定するものである。

[0003] 近年においては、乗員保護機能の向上のためにプリテンショナ機能を備えたシートベルト装置が急速に普及している。特に、この最近の安全意識の向上から、プリテンショナ装置に関しても運転席だけではなく助手席、後部座席とその使用個数が増加する傾向にある。このプリテンショナ機能とは、衣服の厚み等によって生じるシートべルトの弛みを衝突時あるいは衝突の直前において瞬時に巻き上げるものであり、乗員の拘束効果を高めるものである。このプリテンショナ機能は、マイクロガスジエネレータと称されるガスァクチユエータ用小型ガス発生器から出力されるガス発生剤の燃焼ガスにより、たとえばシリンダ内のピストンを瞬間的に移動させ、このピストンと連動させてプリテンショナに供給された動力によってシートベルトが強く引き込まれることによって実現される。またこの他に歩行者保護の観点から、車両と歩行者の衝突時に歩行者の衝撃を和らげるために、ボンネット上昇装置等の歩行者に対する危害軽減のための装置も現在車両に搭載されつつあり、この装置の作動のために小型ガス発生器が用いられる。

[0004] このようなプリテンショナ装置に用いられるガス発生剤として、従来、ニトロセルロースを基剤とする弾丸の発射薬系のガス発生剤が知られている（たとえば特開昭 49— 50619号公報 (特許文献 1)を参照。；)。この-トロセルロースを基剤とするガス発生剤は、ガス発生効率が高ぐ耐吸湿性に優れているという特徴を有する。

[0005] また、特開 2001— 2488号公報 (特許文献 2)には、プリテンショナ装置用の非発射薬系のガス発生剤が開示されている。この他に特開 2002— 12492号公報 (特許文献 3)にも、ニトロセルロースを含む、プリテンショナ装置用の非発射薬系のガス発生剤が開示されている。

特許文献 1：特開昭 49 - 50619号公報

特許文献 2：特開 2001 - 2488号公報

特許文献 3：特開 2002- 12492号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] しかし、特許文献 1に記載されたような-トロセルロースを基剤とするガス発生剤は発生ガス中に若干の COガスの混入が避けられないことから、 COガス量の発生のより少なヽガス発生剤が求められてヽる。特許文献 3に開示されてヽるガス発生剤も同様である。

[0007] また、特許文献 2のガス発生剤では、炭素を多く含むバインダを使用するために、燃焼速度が遅ぐまたこれらのノインダを完全燃焼させるための無機系酸化剤の含有量が多くなり、結果として-トロセルロースを基剤とする発射薬に比べて発生ガス量が減少する可能性があり、同等な性能を維持するためには薬剤量を増やす必要がある。また、このガス発生剤は、塩素中和剤として硝酸ナトリウムなどのナトリウム塩を使用するために、耐吸湿性能を評価する試験 (小型ガス発生器を温度 85°C X湿度 85 %の雰囲気下で 1000時間曝露させる試験）においては、試験後のガス発生剤が吸湿してしまう可能性が十分考えられる。

[0008] 本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、従来と比較して、低圧力下での燃料性に優れ、かつ燃焼時の COガス発生量を低減することができる安全部品を作動させるためのガスァクチユエータ用ガス発生剤組成物を提供することである。

課題を解決するための手段 [0009] 本発明のガス発生剤組成物は、安全部品を作動させるためのガスァクチユエータ用である。ガスァクチユエータはガスの圧力を動力に変換させる装置であり、例えば自動車安全装置であるプリテンショナやボンネット上昇装置の作動に用いられる装置などが挙げられる。

[0010] 本発明の安全部品を作動させるためのガスァクチユエータ用ガス発生剤組成物は、（A)含窒素有機化合物、（B)金属硝酸塩および Zまたは過塩素酸塩、（C)水溶性高分子バインダ、 (D)磁性体の各成分を含むことを特徴とする。

[0011] ここにおいて、（A)含窒素有機化合物力ニトログァ-ジン、硝酸グァ-ジン、ビテトラゾール、ァゾビステトラゾールまたは 5 -アミノテトラゾールカも選ばれる 1種以上であり、（B)金属硝酸塩がアルカリ金属およびアルカリ土類金属カゝら選ばれる金属塩であり、過塩素酸塩が過塩素酸アンモニゥムまたは過塩素酸カリウムであり、（C)水溶性高分子バインダカヒドロキシプロピルメチルセルロース（HPMC)およびポリアクリルアミドの混合物であることが好まし、。

[0012] 本発明のガス発生剤組成物における（D)磁性体は、磁石に引き寄せられる性質を有するもので、磁性酸ィ匕鉄が好ましぐ特にスピネル型結晶構造を有する磁性酸ィ匕鉄 (Fe O-Fe O：ただし、 0≤x≤ 1)であることが好ましい。ここでいう磁性酸ィ匕鉄と

2 3

は通常触媒として用いられる酸化鉄 (Fe O )と異なり、磁性および酸化還元触媒作

2 3

用を持つという特徴がある。

[0013] 本発明のガス発生剤組成物は、（E)磁性酸化鉄以外の金属酸化物をさらに含むこと力 S好ましく、当該 (E)磁性酸化鉄以外の金属酸化物は、 CuO、 Cu 0、 ZnO、 a -

2

Fe O、 Mn O、 Mn O力選ばれる 1種以上であることがより好ましい。

2 3 2 3 3 4

[0014] 本発明のガス発生剤組成物においては、（A)含窒素有機化合物の含有率が 25〜 55重量％、（B)金属硝酸塩および Zまたは過塩素酸塩の含有率力 0〜70重量％、（C)水溶性高分子バインダの含有率が 2〜10重量％、（D)磁性酸化鉄の含有率力^〜 5重量％、 (E)磁性酸化鉄以外の金属酸化物の含有率が 1〜 5重量％であることが好ましい。

[0015] また本発明のガス発生剤組成物における（D)磁性酸ィ匕鉄は、 Fe O-Fe O (0≤x x 2 3

≤1)で表される組成物であり、比表面積が 2. 5〜80m²/gの粉末であることが好ましい。

[0016] 本発明のガス発生剤組成物は、成型体としたものが好まヽ。この成型体は、磁石に弓 Iき寄せられる性質を有するものである。

[0017] また、本発明のガス発生剤組成物は、プリテンショナまたはボンネット上昇装置用であることが好ましい。

[0018] 本発明は、上述した本発明のガス発生剤組成物を用いた安全部品を作動させるためのガスァクチユエータ用小型ガス発生器も提供するものである。この小型ガス発生器はプリテンショナまたはボンネット上昇装置用であることが好ましい。

発明の効果

[0019] 本発明の磁性を有するガス発生剤組成物は、磁性酸化鉄を含有してヽるので、この磁性酸化鉄粉の燃焼触媒性能により、低圧力下での燃焼を促進させ、燃焼時に発生する COガスを酸ィ匕して CO化して COガス濃度を低減させる触媒効果がある。

2

また、磁性を有するガス発生剤組成物を成型体としてガス発生器に充填する際には、磁力により内容積満杯に充填させることができるので、低圧力下での燃焼促進効果も燃焼時の COガス発生濃度低減効果も、さらに増大するという格別の効果を奏する図面の簡単な説明

[0020] [図 1]本発明のガス発生剤組成物を用いた場合のプリテンショナ装置のガス発生器 1 を模式的に示す断面図である。

[図 2]図 1に示すガス発生器 1の組み立ての一過程を模式的に示す断面図である。

[図 3]プリテンショナまたはボンネット上昇装置にガス発生器を模式的に示す断面図である。

符号の説明

[0021] 1 ガス発生器、 10 ィグナイタ、 20 ホルダ、 30 燃焼制御カバー、 40 ACカツプ、 50 ガス発生剤、 150 専用シュート冶具。

発明を実施するための最良の形態

[0022] 本発明はガス発生剤組成物であって、（A)含窒素有機化合物、（B)金属硝酸塩および Zまたは過塩素酸塩、（C)水溶性高分子バインダ、および (D)磁性体の各成分を含有することを特徴とする。以下、本発明のガス発生剤組成物に含有される各成分 (A)〜（D)について詳述する。

[0023] (A)含窒素有機化合物

本発明のガス発生剤組成物に含有される含窒素有機化合物は、当分野においてガス発生のための燃料として用いられてきた窒素を含有する、硝酸エステル以外の、有機化合物であれば、特に制限されることなく広く本発明に用いることができる。含窒素有機化合物は、分子構造中の窒素原子の比率が高く炭素原子の比率が低いために COの発生を基本的に抑制する構造を有しており、しカゝも、熱安定性を含めて取り扱い性が容易である。

[0024] 硝酸エステル以外の含窒素有機化合物の好適な例としては、たとえば、トリァゾール誘導体、テトラゾール誘導体、グァニジン誘導体、ァゾジカルボンアミド誘導体、ヒドラジン誘導体力選ばれる少なくとも 1種を挙げることができる。より具体的には、 5 —ォキソ一 1, 2, 4—トリァゾール、テトラゾール、 5—アミノテトラゾール、硝酸アミノテトラゾール、ニトロアミノテトラゾール、ビテトラゾール（5, 5，一ビー 1H—テトラゾール）、 5, 5，一ビー 1H—テトラゾールジアンモ-ゥム塩、ァゾビステトラゾール、 5, 5，一ァゾテトラゾーノレジグァ二ジゥム塩、グァニジン、ニトログァニジン、シァノグァニジン、トリアミノグァ-ジン硝酸塩、硝酸グァ-ジン、硝酸アミノグァ二ジン、ビウレット、ァゾジカルボンアミド、カルボヒドラジド、カルボヒドラジド硝酸塩錯体、シユウ酸ヒドラジド、ヒドラジン硝酸塩錯体、アンミン錯体などを挙げることができる。これらの含窒素有機化合物の中でも、安価で反応性が良く比較的取扱いが容易であることから、テトラゾール誘導体およびグァ-ジン誘導体力選ばれる 1種以上が好ましぐニトログァ-ジン

、硝酸グァニジン、ビテトラゾール、ァゾビステトラゾールおよび 5—アミノテトラゾール力選ばれる 1種以上が特に好ましい。

[0025] 本発明のガス発生剤組成物中における含窒素有機化合物の含有率 (配合割合）は 25〜55重量％であるのが好ましぐ 30〜50重量％であるのがより好ましい。含窒素有機化合物の含有率 (配合割合)が 25重量％未満である場合には、ガス発生剤組成物 lOOgあたりの発生ガスモル数が減少し、酸素過剰で NOxの発生が増加する傾向にある。また、含窒素有機化合物の含有率 (配合割合)が 55重量％を超える場合には、有機物が多くなるためにガス発生剤組成物の真比重が減少し、体積あたりの充填量が減少し、また、酸化剤成分が不足するために COガスが多く発生する傾向にある。

[0026] (B)金属硝酸塩および Zまたは過塩素酸塩

本発明のガス発生剤組成物は、酸化剤として、金属硝酸塩および過塩素酸塩の少なくともいずれかを含有し、好ましくは金属硝酸塩および過塩素酸塩の両方を含有する。

[0027] 本発明に用いられる金属硝酸塩としては、たとえばアルカリ金属、アルカリ土類金属、鉄、銅、マグネシウム、コバルト、ニッケル、亜鉛など力選ばれる金属塩が挙げられる力反応性および取り扱い性の観点から、アルカリ金属およびアルカリ土類金属から選ばれる金属塩であることが好ましい。このような金属硝酸塩は、具体的には、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸マグネシウム、硝酸バリウム、硝酸ストロンチウムなど力も選ばれる 1種以上が例示される。中でも特に、硝酸カリウムまたは硝酸ストロンチウムが好ましい。

[0028] 本発明に用いられる過塩素酸塩としては、たとえば過塩素酸アンモ-ゥム、過塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウムなど力選ばれる 1種以上が挙げられる力これらに制限されるものではない。上記中でも、発生ガス量が高ぐ反応性の高い過塩素酸ァンモ -ゥムまたは過塩素酸カリウムが特に好まし、。

[0029] 本発明のガス発生剤組成物中における金属硝酸塩および Zまたは過塩素酸塩の含有率 (配合割合）は 40〜70重量％であるのが好ましぐ 45〜65重量％であるのがより好ましい。金属硝酸塩および Zまたは過塩素酸塩の含有率 (配合割合）が 40重量％未満である場合には、酸素不足となるため COガスが多く発生する傾向にあるためであり、また、金属硝酸塩および Zまたは過塩素酸塩の含有率 (配合割合)が 70 重量％を超える場合には、酸素過剰で NOxの発生が増加する傾向にあるためである。なお上記含有率は、本発明のガス発生剤組成物が (B)成分として金属硝酸塩および過塩素酸塩の両方を含む場合には、その合計量がガス発生剤組成物中に占める割合を指す。 [0030] (C)水溶性高分子バインダ

本発明のガス発生剤組成物は、破壊強度およびその他の機械的性質 (耐摩耗性、熱による形状安定性など)を改善する観点から、水溶性高分子バインダを含有する。このような水溶性高分子バインダとしては、たとえば、ヒドロキシプロピルメチルセル口ース（HPMC)およびポリアクリルアミドの混合物、セルロースアセテート、カルボキシルメチルセルロースナトリウム、ヒドロキシェチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、グァガム、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどを挙げることができる力これらに制限されるものではない。中でも、押出性および耐環境性能の理由から、水溶性高分子バインダは HPMCおよびポリアクリルアミドの混合物であるのが好ましい。当該混合物の混合比率は、特に制限されるものではないが、混練状態あるいは押出状態の取扱いのよさから、 HPMC :ポリアクリルアミド = 8： 1〜 2： 1であるのが好ましく、 HPMC：ポリアクリルアミド = 5： 1〜 3： 1であるのがより好ましい。

[0031] 本発明のガス発生剤組成物中における水溶性高分子バインダの含有率 (配合割合）は 2〜10重量％であるのが好ましぐ 2〜8重量％であるのがより好ましい。水溶性高分子バインダの含有率 (配合割合)が 2重量％未満である場合には、ガス発生剤組成物の成型体の強度が低下する傾向にあるためであり、また、水溶性高分子バインダの含有率 (配合割合）が 10重量％を超える場合には、酸素不足となるために C Oガスが多く発生する傾向にあるためである。

[0032] (D)磁性体

本発明のガス発生剤組成物に含有される磁性体としては、特に制限されるものではないが、磁性酸ィヒ鉄が好ましぐスピネル型結晶構造を有する磁性酸ィヒ鉄が特に好ましい。このような磁性酸ィ匕鉄としては、たとえば、マグネタイト (Fe O )、マグへマイト

3 4

( y -Fe O )、ベルトライド（Fe O -Fe O ) (0<x< 1)、フライト（MOFe O ) (M :

2 3 x 2 3 2 3

2価の金属）などを挙げることができ、中でも酸化還元作用を有する 2価鉄含有量が多いマグネタイト (Fe O )であるのが好ましい。なお、マグネタイトがガス発生剤組成

3 4

物中に含有されることは、たとえば磁石を近接させて吸引の有無を観察することで確認することができる。 [0033] また本発明のガス発生剤組成物における磁性酸ィ匕鉄として、 Fe O -Fe O (0≤x x 2 3

≤1)で表される中間酸ィ匕物であるベルトサイドを用いることも好ましい。 Fe O-Fe O x 2 3

(0≤x≤ 1)で表されるベルトサイドを用いることで、酸化還元作用をコントロールすることができるという効果が奏されるためである。

[0034] また Fe O -Fe O (0≤x≤ 1)で表される磁性酸化鉄を用いる場合、当該磁性酸ィ匕

2 3

鉄は比表面積が 2. 5〜80m²/gの粉末であることが好ましい。前記磁性酸化鉄の比表面積が 2. 5m²Zg未満の場合は、化学活性が低く燃焼効果も COガス濃度低減効果も小さいので好ましくなぐ 80m²Zgを超える場合には、化学活性が大き過ぎて大気中で不安定となり取り扱いが困難となる虞がある。前記比表面積のさらに好ましい範囲は 10〜60m²Zgであり、特に好ましくは 20〜50m²Zgである。なお、上記磁性酸ィ匕鉄の比表面積はたとえば窒素吸着による BET法により測定された値を指す。

[0035] 本発明のガス発生剤組成物中における磁性酸化鉄の含有率 (配合割合）は 1〜5 重量％であるのが好ましぐ 2〜4重量％であるのがより好ましい。磁性酸化鉄の含有率 (配合割合)が 1重量％未満である場合には、酸化還元触媒効果が低くなる傾向にあるためであり、また、磁性酸化鉄の含有率 (配合割合)が 5重量％を超える場合には、ガス発生剤成分割合が低下するためガス発生効率が下がる傾向にあるためである。

[0036] 上述したような成分 (A)〜（D)を含む本発明の磁性を有するガス発生剤組成物は、組成物として好ましくは磁性酸ィ匕鉄を含有しているので、低圧力下での燃焼性に優れ、燃焼時の COガス発生量を低減できる。このような効果を奏する本発明のガス発生剤組成物は、プリテンショナまたはボンネット上昇装置用として好適に用いることができる。

[0037] ここで、「低圧力下での燃焼性に優れる」とは、具体的には、従来のガス発生剤組成物（具体例：ニトログァニジン Z硝酸ストロンチウム Z過塩素酸アンモニゥム Zバインダ） 1S 低圧力（5〜30MPa)下での着火性および燃焼性を示すパラメータである燃焼速度（5%— 30%) dPZdtが 0. 1〜0. 3であったのに対して、本発明のガス発生剤組成物は、同圧力下での燃焼速度（5%— 30%) dPZdtが 1. 8〜5. 9であることを指す。ここでいう（5%— 30%) dPZdtとは、ボンブ内の最高到達圧力を 100%としたときの 5%圧力（P5)のことで、通電力も P5までの時間を t5、同様に 30%圧力（P 30)までの時間 t30とした場合、燃焼速度（5%— 30%) dPZdtは（P30— P5) / (t 30-t5)で表される（直径 3mm穴付き 27ccボンブ中でガス発生剤組成物 1250mg を燃焼させそのときのボンブ内圧を圧力センサで測定)。

[0038] また、「燃焼時の COガス発生量を低減できる」とは、具体的には、従来のガス発生剤組成物 (具体例：ニトロセルロースを主成分とする無煙火薬)が、燃焼時に発生する COガス量力 S4000〜5000ppmであったのに対して、本発明のガス発生剤組成物は、燃焼時に発生する COガス量が 200〜300ppmであることを指す (ガス発生剤組成物 lOOOmgを 60Lタンク内において直径 lmm穴付き lOccボンブ中で燃焼させたガスをガス検知管で測定)。

[0039] 本発明のガス発生剤組成物が磁性酸化鉄を含有する成型体としたために磁性を有することで、プリテンショナまたはボンネット上昇装置に使用される小型ガス発生器用のガス発生剤として用いる場合に、磁力による充填性の向上を図ることができるという格別の効果が奏される。この点について、以下に説明する。

[0040] 図 1は、本発明のガス発生剤組成物を用いた場合のプリテンショナまたはボンネット上昇装置用の小型ガス発生器 1を模式的に示す断面図であり、図 2は、図 1に示すガス発生器 1の組み立ての一過程を模式的に示す断面図である。図 1には、プリテンショナまたはボンネット上昇装置用の小型ガス発生器として、たとえば横噴き型のガス発生器 1を用いた場合を示している。図 1に示すように、ガス発生器 1は、点火器としてィグナイタ 10と、ィグナイタ 10を保持するベース基材としてのホルダ 20と、イダナイタ 10を保持したホルダ 20との間にガス発生剤 (ガス発生剤組成物の成型体） 50が収容されるガス発生剤収容室を形成するカップ部材としてのァクチユエ一ティングチヤージカップ (ACカップ) 40と、上記ガス発生剤収容室に配置され、ホルダ 20とィグナイタ 10とを覆うように設けられる燃焼制御カバー 30とを主に備える。

[0041] ここで、燃焼制御カバー 30は、中空略円筒状の部材カもなり、ホルダ 20の上部を覆う大径部 31と、ィグナイタ 10のスクイブカップ 12を覆う小径部 32と、これら大径部 3 1と小径部 32とを連結するテーパ部 33とを有している。また燃焼制御カバー 30は、スクイブカップ 12を非作動時にぉ、て保護する役割と、作動時にぉヽてスクイブカップ 12の破裂によって生じる破片を外部に飛散させない役割と、ィグナイタ 10にて生じる火炎に方向性を与え、ガス発生剤 50が収容されたガス発生剤収容室に向力つて火炎を横方向に誘導する役割とを果たすものである。

[0042] このようなガス発生器 1を組み立てる過程において、通常、所望の形状に成形された ACカップ 40の内部に燃焼制御カバー 30を取り付けた後、図 2 (a)に示すように、専用シュート冶具 150を用いて、燃焼制御カバー 30と ACカップ 40との間に形成された空間にガス発生剤 50の充填が行なわれる。このとき、 ACカップ 40を振動させることなどにより、可能な限り隙間なく上記空間にガス発生剤 50が充填されるようにする。次に、図 2 (b)に示すように、専用シュート冶具 150を図中矢印 G方向に向力つて引き上げることにより、専用シュート冶具 150を ACカップ 40から取り外す。その後、ガス発生剤 50が充填された ACカップ 40の内部に組み込まれている燃焼制御カバー 30 の大径部 31内にィグナイタ 10が Oリング 61を介してかしめ固定されたホルダ 20を内挿した状態とし、下方に載置面を有するステージ（図示せず）にこれらを設置する。そして、 ACカップ 40の鍔部 43を巻き込むようにホルダ 20のカゝしめ部を折り曲げて塑性変形させることにより、 ACカップ 40をホルダ 20にかしめ固定する。このような過程を経ることで、図 1に示した構造のガス発生器 1が製作される。

[0043] しかし、このような組み立て過程においては、専用シュート冶具 150および燃焼制御カバー 30の位置決め部を ACカップに設ける必要があるなど、製造上の制約があり、たとえば図 1に示す例のように位置決め部を ACカップ 40に有してヽな、ものには適用できない。また、ィグナイタ 10、ホルダ 20、 ACカップ 40によって形成されるガス発生剤収容室に充填されたガス発生剤 50に偏在が生じてしまう可能性がある。上記ガス発生剤収容室内においてガス発生剤が偏在した場合には、ガス発生器の作動時において、作動空間の全方位に向力つて均一なガス出力が得られない虞があり、場合によっては所望のガス出力が得られない不具合が発生する虡もある。近年のガス発生器においては、装置を小型化する要請のみならずガス出力を増カロさせる要請も高まっている。この相反する要請を満たすようにするためには、ガス発生剤をガス発生剤収容室内に高密度に充填することが必要である。しかしながら、押出成形などによって成形されたガス発生剤は、顆粒状、ペレット状、円柱状、ディスク状など様々な形状のものが用いられるため、これら複雑な形状のガス発生剤をガス発生剤収容室内に隙間なく充填することは非常に困難である。

[0044] 本発明のガス発生剤組成物によれば、該組成物を成型体とし、かつ成分 (D)として磁性酸ィ匕鉄を含むものであるため、上記ガス発生剤の充填の際には、専用シュート冶具 150および燃焼制御カバー 30を用いる必要がない。すなわち、 ACカップ 40にガス発生剤成型体の一定量を単に充填し、っ、で ACカップ 40の外側カゝら磁石を当てることにより、ガス発生剤を磁力により ACカップ 40の壁面に付着させて ACカップ 4 0の中央部分に空間を設け、その後、その空間にィグナイタ 10を有するホルダ 20 (必要に応じ、燃焼制御カバー 30の大径部 31内に挿入したィグナイタ 10)を挿入することにより、ガス発生器が製作される。このように、ガス発生剤の充填カゝらガス発生器の組み立てまでを簡便に行なうことができる。このため、結果として ACカップ 40の開口部付近にまでガス発生剤を高密度に充填することができ、磁性酸ィ匕鉄を含まな、ガス発生剤組成物を用いた場合と比較して、充填性が向上される。その結果、燃焼効率も COガス低減効果も、さらに増大させることができた。

[0045] 本発明のガス発生剤組成物は、燃焼性をさらに改善する観点から、成分 (E)として磁性酸化鉄以外の金属酸化物をさらに含むことが好ましい。この磁性酸化鉄以外の金属酸化物としては、たとえば、 CuO、 Cu 0、 ZnO、 a—Fe O、 Mn O、 Mn Oな

2 2 3 2 3 3 4 ど力選ばれる 1種以上が挙げられる力これらに制限されるものではない。中でも燃焼触媒機能として優れていることから、 CuO、 Cu 0、 a— Fe O

2 2 3力も選ばれる 1種以上であることが好ましい。

[0046] 上記成分 (E)を含む場合、本発明のガス発生剤組成物中における当該磁性酸ィ匕鉄以外の金属酸化物の含有率 (配合割合）は、 1〜5重量％であるのが好ましぐ 1〜 3重量％であるのがより好ましい。上記金属酸化物の含有率 (配合割合）が 1重量％未満である場合には、燃焼触媒効果が低くなる傾向にあるためであり、また上記金属酸化物の含有率 (配合割合)が 5重量％を超える場合には、ガス発生剤成分割合が低下するためガス発生効率が下がる傾向にあるためである。

[0047] また本発明のガス発生剤組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲で、当分野において通常用いられる各種添加剤 (RDX (トリメチレントリ-トロアミン）、 HMX (テトラメチレンテトラ-トロアミン）、 PETN (ペンタエリスリトールテトラナイトレート）、 TAGN ( トリアミノグァ二ジンナイトレート）、 HN (硝酸ヒドラジン)など）が含まれて、ても勿論よい。

[0048] 本発明のガス発生剤組成物は、適当な形状に成型してガス発生剤として供され得る。成型体の形状は特に制限なぐペレット状、ディスク状、球状、棒状、中空円筒状、金平糖状、テトラポット状などを挙げることができ、無孔のものでもよいし、有孔状のものでもよい。さらに、ペレット状、ディスク状のものは、片面または両面に 1〜数個程度の突起を設けてもよい。突起の形状は特に制限されず、たとえば、円柱状、円錐状、多角錘状などが挙げられる。

[0049] 本発明はまた、上述した本発明のガス発生剤組成物を用いた安全部品を作動させるためのガスァクチユエータ用小型ガス発生器も提供するものである。本発明の小型ガス発生器は、本発明のガス発生剤組成物を用いたものであるならば、特に制限されるものではないが、たとえば、図 1に示したようなプリテンショナガス発生器 1、または図 3に示すようなプリテンショナまたはボンネット上昇装置用小型ガス発生器を備えるものにて好適に実現され得る。

[0050] 以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

[0051] 実施例 1〜4および比較例 1〜4を以下に示す。

<実施例 1 >

過塩素酸アンモ-ゥム 27. 2重量％、硝酸ストロンチウム 27. 2重量％、平均粒子径 0. 2 m^比表面積 20m²Zgの磁性酸化鉄（マグネタイト： Fe O ) 2. 9重量％、ヒ

3 4

ドロキシプロピルメチルセルロース 4. 6重量％、ポリアクリルアミド 1. 2重量％をロッキングミキサーで混合、混練機で-トログァ-ジン 36. 9重量％と外割り 14重量％のィオン交換水を加え均一に混練した。次に前記混合物を押出機で所定の圧力を加え直径 1. 5mmのダイスを通しながら押出すことにより所定の形状に押出した。押出されたガス発生剤組成物の成型体を長さ 2. Ommに裁断し、乾燥して円柱状のガス発生剤組成物を得た。

[0052] 得られたガス発生剤組成物の着火性および燃焼性を示すパラメータである燃焼速度（5%— 30%) dPZdtおよび CO濃度を測定した。燃焼速度（5%— 30%) dP/dt 測定方法は、直径 3mm穴付き 27ccボンブ中でガス発生剤組成物 1250mgを燃焼させそのときのボンブ内圧を圧力センサで測定し、燃焼時間と燃焼圧力との関係を求めた。また CO濃度測定に関しては、ガス発生剤組成物 lOOOmgを 60Lタンク内において直径 lmm穴付き lOccボンブ内で燃焼させ、通電から 5分後に 60L内の生成ガスを採取した。採取したガスを、北川式ガス検知管を用いて測定した。またガス発生剤組成物の磁性については永久磁石（保磁力 He : 2. 5kOeから 4. OkOe)を近接させ、磁石に吸着した場合を a、吸着しない場合を bとした。これにより、磁力による充填性の向上の有無を判断できる。

[0053] 実施例 1についての結果を表 1に示す。

[0054] [表 1]

[0055] <実施例 2〜4、比較例 1〜4>

実施例 2〜4、比較例 1〜3も、実施例 1と同様の方法によりガス発生剤組成物を製造し、各々の特性を実施例 1と同じ方法で評価した。比較例 4については、市販の無煙火薬を使用して特性を実施例 1と同じ方法で評価した。

[0056] 実施例 2についての結果を表 2に、実施例 3についての結果を表 3に、実施例 4についての結果を表 4にそれぞれ示す。また、比較例 1についての結果を表 5に、比較例 2についての結果を表 6に、比較例 3についての結果を表 7に、比較例 4についての結果を表 8にそれぞれ示す。

[表 2]

[表 3」 D005

0060

0062

00

実施例 1、 2は、比較例 1、 2と比較することができ、磁性酸化鉄を含有することで、燃焼速度（5% - 30%) dPZdtを増加させかつ COガスを低減できることを示してヽる。また実施例 3、 4は、比較例 3と比較することができ、金属酸化物である酸化銅は燃焼速度（5% - 30%) dPZdtを増加させることができるものの COガスは 550ppm と若干高い値を示し、さらに磁性酸ィ匕鉄が添加されることでさらに燃焼速度（5%— 3 0%) dPZdtを増カロさせかつ COガスを低減できることを示して、る。比較例 4は従来技術である無煙火薬である力燃焼速度（5%— 30%) dPZdtは速いが、 COガスが多く発生していることが示されている。また、実施例 1〜4は比較例と比較して、磁性酸ィ匕鉄が少なくとも 1重量％以上含むため、磁石に吸着する特性を示した。

今回開示された実施の形態、実施例および比較例はすべての点で例示であって制限的なものではな、と考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims

請求の範囲

[1] 下記成分 (A)〜（D)を含む、安全部品を作動させるためのガスァクチユエ一タ用ガス発生剤組成物。

(A)含窒素有機化合物、（B)金属硝酸塩および Zまたは過塩素酸塩、（C)水溶性高分子バインダ、（D)磁性体。

[2] (D)磁性体が（D)磁性酸ィ匕鉄である、請求の範囲第 1項に記載のガス発生剤組成物。

[3] (A)含窒素有機化合物が、ニトログァ-ジン、硝酸グァ-ジン、ビテトラゾール、ァゾビステトラゾールおよび 5—アミノテトラゾールカ選ばれる 1種以上であり、（B)金属硝酸塩がアルカリ金属およびアルカリ土類金属カゝら選ばれる金属塩であり、過塩素酸塩が過塩素酸アンモ-ゥムまたは過塩素酸カリウムであり、 (C)水溶性高分子バインダカ Sヒドロキシプロピルメチルセルロースおよびポリアクリルアミドの混合物である、請求の範囲第 2項に記載のガス発生剤組成物。

[4] (D)磁性酸化鉄が、スピネル型結晶構造を有する磁性酸化鉄である、請求の範囲第 2項に記載のガス発生剤組成物。

[5] (D)磁性酸化鉄が、比表面積が 2. 5〜80m²Zgの粉末である、請求の範囲第 2項に記載のガス発生剤組成物。

[6] (E)磁性酸化鉄以外の金属酸化物をさらに含む、請求の範囲第 2項に記載のガス発生剤組成物。

[7] (E)磁性酸化鉄以外の金属酸化物が、 CuO、 Cu 0

2 、 ZnO、 a— Fe O

2 3、 Mn O

2 3、

Mn O力も選ばれる 1種以上である、請求の範囲第 6項に記載のガス発生剤組成物

3 4

[8] (A)含窒素有機化合物の含有率が 25〜55重量％、（B)金属硝酸塩および Zまたは過塩素酸塩の含有率が 40〜70重量％、 (C)水溶性高分子バインダの含有率が 2 〜： L0重量％、（D)磁性酸化鉄の含有率が 1〜5重量％、（E)磁性酸化鉄以外の金属酸ィ匕物の含有率力^〜 5重量％である、請求の範囲第 6項に記載のガス発生剤組成物。

[9] 請求の範囲第 1項に記載のガス発生剤組成物の成型体。磁性を有する請求の範囲第 9項に記載の成型体。

請求の範囲第 1項に記載のガス発生剤組成物または請求項 9に記載のガス発生剤組成物の成型体を使用した、安全部品を作動させるためのガスァクチユエ一タ用小型ガス発生器。