JP2000319085A

JP2000319085A - ガス発生剤組成物

Info

Publication number: JP2000319085A
Application number: JP11125012A
Authority: JP
Inventors: Kenshu Go; 建州呉
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2000-11-21
Also published as: EP1195367A4; EP1195367A1; WO2000066518A1

Abstract

(57)【要約】【課題】低毒性で、燃焼速度が大きく、燃焼温度が低
い、エアバック用のガス発生剤組成物の提供。【解決手段】（ａ）燃料であるビテトラゾール化合
物、（ｂ）酸化剤である塩基性金属硝酸塩、（ｃ）バイ
ンダー及び（ｄ）金属酸化物からなる燃焼調節剤を含有
するガス発生剤組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等のエアバ
ック拘束システムに適したガス発生剤組成物、その成型
体及びそれらを用いたエアバック用インフレータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車における乗員保護装置としてのエ
アバッグ用ガス発生剤としては、従来からアジ化ナトリ
ウムを用いた組成物が多用されてきた。しかし、アジ化
ナトリウムの人体に対する毒性[ＬＤ₅₀（oral−rat）＝
２７ｍｇ／ｋｇ]や取扱い時の危険性が問題視され、そ
れに替わるより安全ないわゆる非アジド系ガス発生剤組
成物として、各種の含窒素有機化合物を含むガス発生剤
組成物が開発されている。

【０００３】例えば、米国特許４，９０９，５４９号に
は、水素を含むテトラゾール、トリアゾール化合物と酸
素含有酸化剤との組成物が開示されている。米国特許
４，３７０，１８１号には、水素を含まないビテトラゾ
ールの金属塩と酸素を含まない酸化剤とからなるガス発
生剤組成物が開示されている。米国特許４，３６９，０
７９号には、水素を含まないビテトラゾールの金属塩と
アルカリ金属硝酸塩、アルカリ金属亜硝酸塩、アルカリ
土類金属硝酸塩、アルカリ土類金属亜硝酸塩及びこれら
の混合物からなるガス発生剤組成物が開示されている。
米国特許５，５４２，９９９号には、ＧＺＴ，ＴＡＧ
Ｎ，ＮＧ（ニトログアニジン）、ＮＴＯ等の燃料、塩基
性硝酸銅、有毒ガスを低減する触媒とクーラント剤から
なるガス発生剤が開示されている。特開平１０−７２２
７３号には、ビテトラゾール金属塩、ビテトラゾールア
ンモニウム塩、アミノテトラゾールと硝酸アンモニウム
からなるガス発生剤が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
非アジド系ガス発生剤組成物は、燃焼温度、燃焼速度、
相移転、一酸化炭素及び窒素酸化物の生成量、ガス発生
効率などに問題がある。例えば、前記の米国特許４，３
６９，０７９号のガス発生剤組成物は、燃焼温度が高
く、実際に使われると、大量のクーラントが必要とな
る。米国特許５，５４２，９９９号の組成物は、燃焼速
度が小さく、短時間で完全燃焼できない恐れがある。特
開平１０−７２２７３号のガス発生剤は、使用温度範囲
において硝酸アンモニウムの相転移による形状変化によ
って、ガス発生剤成型体が破損し、安定的に燃焼できな
くなる。

【０００５】従って、本発明の課題は燃焼温度が低く、
燃焼速度が大きく、一酸化炭素及び窒素酸化物の生成量
が少なく、燃焼安定性の優れたガス発生剤組成物、その
成型体及びそれらを用いたエアバック用インフレータを
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、（ａ）燃料で
あるビテトラゾール化合物及び（ｂ）酸化剤である塩基
性金属硝酸塩を含有するガス発生剤組成物を提供する。
また本発明は、（ａ）燃料であるビテトラゾール化合
物、（ｂ）酸化剤である塩基性金属硝酸塩及び（ｃ）バ
インダーを含有するガス発生剤組成物を提供する。ま
た、本発明は、上記のガス発生剤組成物から得られる単
孔円柱状、多孔円柱状又はペレット状の成型体を提供す
る。さらに、本発明は、上記のガス発生剤組成物及び成
型体を用いたエアバック用インフレータを提供する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明で用いる（ａ）成分の燃料
であるビテトラゾール化合物は、一分子中の窒素原子の
含有量が高く、毒性も低く、さらに（ｂ）成分と組み合
わせた場合には燃焼速度が大きくなるので好ましい。ビ
テトラゾール化合物としては、ビテトラゾールカリウム
塩、ビテトラゾールナトリウム塩、ビテトラゾールマグ
ネシウム塩、ビテトラゾールカルシウム塩、ビテトラゾ
ール銅塩等のビテトラゾール金属塩、ビテトラゾールア
ンモニウム塩及びビテトラゾールメラミン塩から選ばれ
る１種以上が挙げられる。これらの中でも、窒素原子含
有量が８１．４重量％、ＬＤ₅₀（oral−rat）が２００
０ｍｇ／ｋｇであり、燃焼効率が良いため、ビテトラゾ
ールアンモニウム塩が好ましい。ここでいうビテトラゾ
ール化合物には、２つのテトラゾール環の５−５’、１
−５’結合体を含み、価格と入手の容易さから５−５’
体が好ましい。

【０００８】本発明で用いる（ｂ）成分の酸化剤である
塩基性金属硝酸塩としては、塩基性硝酸銅、塩基性硝酸
コバルト、塩基性硝酸亜鉛、塩基性硝酸マンガン、塩基
性硝酸鉄、塩基性硝酸モリブデン、塩基性硝酸ビスマス
及び塩基性硝酸セリウムから選ばれる１種以上が挙げら
れ、これらの中でも塩基性硝酸銅が好ましい。

【０００９】塩基性硝酸銅は、酸化剤としての硝酸アン
モニウムに比べると、使用温度範囲において相転移がな
く、融点が高いので、熱安定性が優れている。さらに、
塩基性硝酸銅は、ガス発生剤の燃焼温度を低くするよう
に作用するので、窒素酸化物の生成量も少なくできる。

【００１０】本発明のガス発生剤組成物を（ａ）成分及
び（ｂ）成分の２成分系にする場合の各成分の含有量は
下記のとおりである。（ａ）成分の含有量は５〜６０重
量％が好ましく、１５〜５５重量％がより好ましい。
（ｂ）成分の含有量は４０〜９５重量％が好ましく、４
５〜８５重量％がより好ましい。また、２成分系のガス
発生剤組成物の好ましい実施形態としては、（ａ）成分
としてビテトラゾールアンモニウム塩を１５〜３５重量
％及び（ｂ）成分として塩基性硝酸銅を６５〜８５重量
％含有するのものが挙げられる。

【００１１】本発明で用いる（ｃ）成分のバインダーと
しては、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩、カ
ルボキシメチルセルロースカリウム塩、酢酸セルロー
ス、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセ
ルロースアンモニウム塩、ポリアクリルアミド、ポリア
クリルアミドのアミノ化物、ポリアクリルヒドラジド、
アクリルアミド・アクリル酸金属塩共重合体、ポリアク
リルアミド・ポリアクリル酸エステル化合物の共重合
体、ポリビニルアルコール、グアガム及び水酸化アルミ
ニウムから選ばれる１種以上が挙げられる。

【００１２】ガス発生剤組成物の着火性を高める場合に
は、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩及びカリ
ウム塩が好ましく、これらの中でもナトリウム塩がさら
に好ましい。

【００１３】本発明のガス発生剤組成物を（ａ）〜
（ｃ）成分の３成分系にする場合の各成分の含有量は下
記のとおりである。（ａ）成分の含有量は５〜６０重量
％が好ましく、１５〜５５重量％がより好ましい。
（ｂ）成分の含有量は４０〜９５重量％が好ましく、４
５〜８５重量％がより好ましい。（ｃ）成分の含有量は
（ａ）及び（ｂ）成分の合計量１００重量部に対して
０．１〜１５重量部が好ましく、０．５〜１０重量部が
より好ましい。

【００１４】また、３成分系のガス発生剤組成物の好ま
しい実施形態としては、（ａ）成分としてビテトラゾー
ルアンモニウム塩を１５〜３５重量％、（ｂ）成分とし
て塩基性硝酸銅を６５〜８５重量％、（ｃ）成分として
カルボキシメチルセルロースナトリウム塩を（ａ）及び
（ｂ）成分の合計量１００重量部に対して０．５〜１０
重量部を含有するものが挙げられる。

【００１５】本発明のガス発生剤組成物には、さらに
（ｄ）成分として燃焼調節剤を配合することができ、こ
の燃焼調節剤としては、酸化銅、酸化鉄、酸化亜鉛、酸
化コバルト及び酸化マンガンから選ばれる１種以上が挙
げられる。

【００１６】（ｄ）成分の含有量は、（ａ）及び（ｂ）
成分又は（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）成分の合計量１００
重量部に対して１〜１０重量部が好ましく、１〜５重量
部がより好ましい。

【００１７】本発明のガス発生剤組成物は所望の形状に
成型することができ、単孔円柱状、多孔円柱状又はペレ
ット状の成型体にすることができる。これらの成型体
は、ガス発生剤組成物に水又は有機溶媒を添加混合し、
押出成型する方法（単孔円柱状、多孔円柱状の成型体）
又は打錠機等を用いて圧縮成型する方法（ペレット状の
成型体）により製造することができる。

【００１８】本発明のガス発生剤組成物又はそれから得
られる成型体は、例えば、各種乗り物の運転席のエアバ
ック用インフレータ、助手席のエアバック用インフレー
タ及びサイドインフレータに適用できる。

【００１９】

【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、本発明はこれらにより限定されるものではな
い。なお、下記の表１〜表４中、ＢＨＴＮＨ₃はビテト
ラゾールアンモニウム塩、ＢＨＴＫはビテトラゾールカ
リウム塩、ＢＣＮは塩基性硝酸銅、ＣＭＣＮａはカルボ
キシメチルセルロースナトリウム塩を示す。

【００２０】実施例１〜７、比較例１〜２表１に示す組成を有するガス発生剤組成物を製造した。
これらの組成物の理論計算に基づく燃焼温度、発生ガス
効率（単位ｍｏｌ／１００ｇは組成物１００ｇ当たりの
発生ガスのモル数を表す）、ＣＯ及びＮＯ発生量を表１
に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】実施例１〜７のいずれの燃焼温度も比較例
１〜２と比べて十分低く、１９００Ｋ以下であり、さら
にＮＯ発生量の低減に効果のあることを示している。ま
た、ＣＯ及びＮＯ発生量については、ＣＯ発生量２×１
０^-3ｍｏｌ／１００ｇ以下及びＮＯ発生量２×１０^-4ｍ
ｏｌ／１００ｇ以下が同時に達成されなければ実用上許
容されないが、実施例１〜７はこの条件を満足している
ことが分かる。

【００２３】実施例８〜１０表２に示す組成を有するガス発生剤組成物を製造した。
これらの組成物のＪＩＳＫ４８１０−１９７９の火薬
類性能試験法に基づく摩擦感度と落槌感度を試験した。
結果を表２に示す。

【００２４】

【表２】

【００２５】実施例１１〜１２表３に示す組成を有するガス発生剤組成物を製造した。
これらの組成物について、理学（株）製のＴＡＳ型示差
熱分析装置による融解温度、発熱開始温度、ＴＧ重量減
少開始温度を測定した。測定時の昇温速度は２０℃／ｍ
ｉｎ、測定雰囲気は窒素ガス、測定時のサンプル量は１
〜２ｍｇであった。結果を表３に示す。

【００２６】

【表３】

【００２７】実施例１３〜１５表３に示す組成を有するガス発生剤組成物を製造した。
これらの組成物をストランドに成型して、５０、７０、
９０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で、窒素雰囲気下で燃焼速度を
測定した。７０ｋｇ／ｃｍ²の燃焼速度と、５０〜９０
ｋｇ／ｃｍ²の間の圧力指数を表４に示す。

【００２８】

【表４】

【００２９】以上のように実施例８〜１５に示されたそ
れぞれの数値は、インフレータガス用ガス発生剤組成物
としての実用上の条件を満足していることを示す。

【００３０】

【発明の効果】本発明のガス発生剤組成物及びその成型
体は、低毒性で危険性が小さいので取り扱いが容易であ
り、燃焼速度が大きく、燃焼温度が低く、さらに燃焼時
に一酸化炭素や窒素酸化物の生成量が少ない。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）燃料であるビテトラゾール化合物
及び（ｂ）酸化剤である塩基性金属硝酸塩を含有するガ
ス発生剤組成物。
【請求項２】（ａ）燃料であるビテトラゾール化合
物、（ｂ）酸化剤である塩基性金属硝酸塩及び（ｃ）バ
インダーを含有するガス発生剤組成物。
【請求項３】（ａ）成分の燃料が、ビテトラゾールカ
リウム塩、ビテトラゾールナトリウム塩、ビテトラゾー
ルマグネシウム塩、ビテトラゾールカルシウム塩、ビテ
トラゾール銅塩、ビテトラゾールアンモニウム塩及びビ
テトラゾールメラミン塩から選ばれる１種以上である請
求項１又は２記載のガス発生剤組成物。
【請求項４】（ｂ）成分の塩基性金属硝酸塩が、塩基
性硝酸銅、塩基性硝酸コバルト、塩基性硝酸亜鉛、塩基
性硝酸マンガン、塩基性硝酸鉄、塩基性硝酸モリブデ
ン、塩基性硝酸ビスマス及び塩基性硝酸セリウムから選
ばれる１種以上である請求項１、２又は３記載のガス発
生剤組成物。
【請求項５】（ａ）成分としてビテトラゾールアンモ
ニウム塩を１５〜３５重量％及び（ｂ）成分として塩基
性硝酸銅を６５〜８５重量％含有する請求項１〜４のい
ずれか１記載のガス発生剤組成物。
【請求項６】（ｃ）成分のバインダーが、カルボキシ
メチルセルロースナトリウム塩、カルボキシメチルセル
ロースカリウム塩、酢酸セルロース、カルボキシメチル
セルロース、カルボキシメチルセルロースアンモニウム
塩、ポリアクリルアミド、ポリアクリルアミドのアミノ
化物、ポリアクリルヒドラジド、アクリルアミド・アク
リル酸金属塩共重合体、ポリアクリルアミド・ポリアク
リル酸エステル化合物の共重合体、ポリビニルアルコー
ル、グアガム及び水酸化アルミニウムから選ばれる１種
以上である請求項２〜５のいずれか１記載のガス発生剤
組成物。
【請求項７】さらに、（ｄ）成分として燃焼調節剤を
含有する請求項１〜６のいずれか１記載のガス発生剤組
成物。
【請求項８】燃焼調節剤が、酸化銅、酸化鉄、酸化亜
鉛、酸化コバルト及び酸化マンガンから選ばれる１種以
上である請求項７記載のガス発生剤組成物。
【請求項９】請求項１〜８のいずれか１記載のガス発
生剤組成物から得られる単孔円柱状、多孔円柱状又はペ
レット状の成型体。
【請求項１０】請求項１〜８のいずれか１記載のガス
発生剤組成物を用いるエアバック用インフレータ。
【請求項１１】請求項９記載の成型体を用いるエアバ
ック用インフレータ。