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JP2002234791A - Method and device for generating gas - Google Patents

Method and device for generating gas

Info

Publication number
JP2002234791A
JP2002234791A JP2001031401A JP2001031401A JP2002234791A JP 2002234791 A JP2002234791 A JP 2002234791A JP 2001031401 A JP2001031401 A JP 2001031401A JP 2001031401 A JP2001031401 A JP 2001031401A JP 2002234791 A JP2002234791 A JP 2002234791A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
weight
gas generating
generating agent
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001031401A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiromichi Kubo
大理 久保
Hidefumi Sato
英史 佐藤
Kenjiro Ikeda
健治郎 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Kayaku Co Ltd
Original Assignee
Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Kayaku Co Ltd filed Critical Nippon Kayaku Co Ltd
Priority to JP2001031401A priority Critical patent/JP2002234791A/en
Publication of JP2002234791A publication Critical patent/JP2002234791A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Air Bags (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas generator which is free from ignition delay and exhibits excellent combustion performance, and to provide a method of generating a gas. SOLUTION: The method of generating the gas comprises combusting a gas generating agent containing fuel components and an oxidant under such a condition that the atmosphere surrounding the gas generating agent contains gaseous oxygen in a concentration higher than that of the oxygen contained in air at normal pressure and normal temperature. The gas generator is suitably used for generating the gas according to the method above.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のエアバッ
クなどを作動させるのに用いられるガス発生方法及びガ
ス発生器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas generating method and a gas generator used for operating an air bag or the like of an automobile.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車の衝突時に生じる衝撃から乗員を
保護するための安全装置の1つとして、エアバックが知
られている。このエアバックは、ガス発生器が発生する
多量の高温、高圧ガスにて作動するものである。従来、
このガス発生器がガスを発生する方式として、大きく分
けて2種類のものが知られている。1つは、発生するガ
スを全て固体のガス発生剤組成物の燃焼により生成せし
めるパイロ方式であり、もう一つは、高圧の気体が保持
されたチャンバーと、高圧の気体に熱を供給するための
少量の火薬組成物よりガスを生成せしめるハイブリット
方式である。エアバックは、作動し始めてからエアバッ
クが展開するまでに要する時間が30〜60msほどで
あり、ガス発生器のわずかな作動遅れであってもその影
響は大きく、十分な性能が発揮できない。ガス発生剤組
成物の着火性が低い場合、ガス発生器内の点火器が発火
しても、ガス発生剤組成物の着火までにかかる時間が長
くなり、結果としてガス発生器の着火遅れを生じる。ガ
ス発生器の伝火薬の薬量を多くすることで、着火遅れの
改善はある程度見込めるものの、着火薬量が増加するた
めに、ガス発生器自体の総発熱量が多くなり、その結
果、冷却・フィルタ部材の重量が増加し、ガス発生器は
より大きなものとなる。
2. Description of the Related Art An airbag is known as one of safety devices for protecting an occupant from an impact generated at the time of an automobile collision. This air bag operates with a large amount of high-temperature, high-pressure gas generated by a gas generator. Conventionally,
There are generally known two types of systems in which this gas generator generates gas. One is a pyro method in which all generated gas is generated by combustion of a solid gas generating composition, and the other is a chamber in which a high-pressure gas is held, and a method for supplying heat to the high-pressure gas. Is a hybrid system in which gas is generated from a small amount of explosive composition. The time required for the airbag to be deployed after the airbag starts to operate is about 30 to 60 ms. Even a slight delay in the operation of the gas generator has a large effect, and sufficient performance cannot be exhibited. When the ignitability of the gas generant composition is low, even if the igniter in the gas generator ignites, the time required for the gas generant composition to ignite becomes longer, resulting in a delay in ignition of the gas generator composition . By increasing the amount of transfer agent in the gas generator, the ignition delay can be expected to be improved to some extent.However, the increase in the amount of ignition agent increases the total heat generation of the gas generator itself. The weight of the filter member increases and the gas generator becomes larger.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、着火
遅れが無く、燃焼性能が良好であるガス発生器及びガス
発生方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gas generator and a gas generating method which have no ignition delay and good combustion performance.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、常温常圧の空気よりも
気体酸素量が多い状態でガス発生剤を燃焼させることに
より、ガス発生器の作動遅れが無く、燃焼性が良好にな
ることを見出し、本発明を完成するに至ったものであ
る。すなわち、本発明は、(1)燃料成分及び酸化剤を
含有するガス発生剤を燃焼させてガスを発生させる方法
であって、ガス発生剤の周りの気体が、常温常圧の空気
よりも気体酸素量が多いことを特徴とするガス発生方
法、(2)燃料成分と酸化剤成分を含有するガス発生剤
が充填されたガス発生器であって、ガス発生剤の周りの
気体が常温常圧の空気よりも気体酸素量が多いことを特
徴とするガス発生器、に関する。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, by burning a gas generating agent in a state in which the amount of gaseous oxygen is larger than that of air at normal temperature and normal pressure, the gas generation rate is reduced. It has been found that there is no delay in the operation of the generator and that the combustibility is good, and the present invention has been completed. That is, the present invention provides (1) a method of generating gas by burning a gas generating agent containing a fuel component and an oxidizing agent, wherein the gas around the gas generating agent is more gaseous than air at normal temperature and normal pressure. (2) A gas generator filled with a gas generating agent containing a fuel component and an oxidizing agent component, wherein a gas around the gas generating agent is at room temperature and normal pressure. A gas generator characterized by having more gaseous oxygen than air.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

【0006】本発明のガス発生方法及びガス発生器は、
燃料成分及び酸化剤を含有するガス発生剤を常温常圧の
空気よりも気体酸素量(mol/l)が多い雰囲気下で
燃焼させることを特徴とするものであり、これにより、
ガス発生器が作動する初期の状態から、ガス発生剤は十
分な燃焼速度を示す。したがって、従来、十分なガスを
発生するまでにかかっていた時間が大幅に短縮される。
また、酸化剤として分子内に水素原子を有する酸化剤を
用いる場合、その使用量を減らすことができるので、結
果として発生ガス中のHOガスを低減することがで
き、ガス発生器の温度差によるエアバック展開性能の差
を小さくできる。
[0006] The gas generating method and the gas generator according to the present invention include:
It is characterized in that a gas generating agent containing a fuel component and an oxidizing agent is burned in an atmosphere in which the amount of gaseous oxygen (mol / l) is larger than that of air at normal temperature and normal pressure.
From the initial state of operation of the gas generator, the gas generant exhibits a sufficient burning rate. Therefore, the time conventionally required to generate sufficient gas is greatly reduced.
Further, when an oxidizing agent having a hydrogen atom in a molecule is used as the oxidizing agent, the amount of the oxidizing agent can be reduced. As a result, H 2 O gas in the generated gas can be reduced, and the temperature of the gas generator can be reduced. The difference in airbag deployment performance due to the difference can be reduced.

【0007】本発明のガス発生器及び本発明のガス発生
方法に用いられるガス発生器(以下、単に本発明のガス
発生器と記す)は、金属や樹脂などからなる剛体のハウ
ジングからなり、その内部に1つ以上の室が設けられた
一般的なガス発生器を用いることができ、更に、ハウジ
ング内の室に収納されるガス発生剤(以下、ハウジング
内の室のうち、ガス発生剤が収納密閉される室のことを
燃焼室と記す。なお、一般にガス発生器においては、フ
ィルタが収納される室をフィルタ室、エンハンサ剤が収
納される室をエンハンサ室などと称されるが、燃焼室が
これらの室に密閉されることなく連通している場合は、
本明細書においては別段区別することなく、ガス発生剤
がガス発生器外部から密閉されている室を燃焼室とい
う。)の周りの気体が常温常圧の空気よりも気体酸素量
が多いように調製したものである。また、本発明のガス
発生器は、常温常圧中における酸素量より多い量の気体
酸素を含有することから、ガス発生器には高いシール性
を保持した燃焼室が少なくとも1つ存在し、そこにガス
発生剤が密閉されて、保持されるようにするのが好まし
い。ガス発生器には、センサーからの信号を受けて発火
する点火器を具備しているが、燃焼室のシール部破断、
及びガス発生剤の着火方法としては、第一の方法とし
て、点火器の火炎によりシール部を破断して、内部のガ
ス発生剤に着火、燃焼させる方法と、第二の方法とし
て、燃焼室内に点火器を配置し、点火器が点火しガス発
生剤に着火したあと、燃焼室内部圧力の増大によりシー
ル部を破断する方法がある。また、ガス発生器には、燃
焼室で発生したガスの流出量を調節する目的で、開口面
積の調整されたオリフィスが存在する。オリフィスは、
燃焼室内部に配置されてもよく、また、外部の他の室に
配置されてもいずれでもよい。
The gas generator used in the gas generator of the present invention and the gas generating method of the present invention (hereinafter simply referred to as the gas generator of the present invention) comprises a rigid housing made of metal, resin, or the like. A general gas generator having one or more chambers therein can be used, and a gas generating agent housed in a chamber in the housing (hereinafter, the gas generating agent is In general, in a gas generator, a chamber in which a filter is stored is referred to as a filter chamber, and a chamber in which an enhancer is stored is referred to as an enhancer chamber. If the chambers communicate with these chambers without being sealed,
In this specification, a chamber in which the gas generating agent is sealed from the outside of the gas generator is referred to as a combustion chamber without distinction. ) Is prepared such that the amount of gaseous oxygen is greater than that of air at room temperature and pressure. Further, since the gas generator of the present invention contains gaseous oxygen in an amount larger than the amount of oxygen at normal temperature and normal pressure, the gas generator has at least one combustion chamber with high sealing performance. Preferably, the gas generating agent is hermetically sealed and held. The gas generator is equipped with an igniter that ignites in response to a signal from the sensor.
And, as a method of igniting the gas generating agent, as a first method, a seal portion is broken by a flame of an igniter to ignite and burn the internal gas generating agent, and as a second method, a method in a combustion chamber is performed. There is a method in which an igniter is arranged, and after the igniter ignites and ignites the gas generating agent, the seal portion is broken by an increase in the pressure inside the combustion chamber. Further, the gas generator has an orifice whose opening area is adjusted for the purpose of adjusting the outflow amount of gas generated in the combustion chamber. The orifice
It may be arranged inside the combustion chamber, or may be arranged in another outside chamber.

【0008】ガス発生剤の周りの気体が常温常圧の空気
よりも気体酸素量が多いように調製する方法としては、
燃焼室内の気体が常温常圧の空気よりも気体酸素量が多
くすることが挙げられる。具体的には、燃焼室内に気体
酸素を充填する方法、燃焼室内に酸素濃度を高めた空気
を充填する方法、燃焼室内に空気を加圧充填する方法、
燃焼室内に酸素濃度を高めた空気を加圧充填する方法、
燃焼室内に気体酸素を加圧充填する方法、燃焼室内に気
体酸素と不活性気体の混合物を加圧充填する方法、燃焼
室内に酸素を放出する物質を配置し燃焼室を密閉後に燃
焼室内に酸素を発生させる方法、などが挙げられる。ま
た、燃焼室内の気体酸素量は、常温常圧の空気のそれよ
りも多ければよく、酸素濃度については常温常圧の空気
のそれと同じでもよいが、酸素量は好ましくは0.08
mol/l以上、より好ましくは0.2mol/l以上
となるように調整するのがよい。また、酸素量を多くす
れば、後述するように、ガス発生剤中の酸化剤量を減ら
すことができ、ガス発生剤の少量化を果たすこともでき
る。
As a method for preparing the gas around the gas generating agent so that the amount of gaseous oxygen is larger than that of air at normal temperature and normal pressure,
For example, the amount of gaseous oxygen in the gas in the combustion chamber is larger than that in air at normal temperature and pressure. Specifically, a method of filling the combustion chamber with gaseous oxygen, a method of filling the combustion chamber with oxygen-enriched air, a method of pressurizing and filling the combustion chamber with air,
A method of pressurizing and filling the combustion chamber with air having an increased oxygen concentration,
A method of pressurizing and filling gaseous oxygen into the combustion chamber, a method of pressurizing and filling a mixture of gaseous oxygen and an inert gas into the combustion chamber, and placing a substance that releases oxygen in the combustion chamber, sealing the combustion chamber, and then introducing oxygen into the combustion chamber. And the like. The amount of gaseous oxygen in the combustion chamber may be larger than that of air at normal temperature and normal pressure, and the oxygen concentration may be the same as that of air at normal temperature and normal pressure.
It is good to adjust it to be at least mol / l, more preferably at least 0.2 mol / l. Further, if the amount of oxygen is increased, as described later, the amount of the oxidizing agent in the gas generating agent can be reduced, and the amount of the gas generating agent can be reduced.

【0009】また、燃焼室内は常圧でもよいが、常圧よ
りも高圧にすることは、ガス発生剤が初期の状態から加
圧された状態となり、着火性・燃焼性もより良好となる
のなどの点から好ましい。加圧状態にすることで着火・
燃焼性がよくなる理由を次に示す。
Although the pressure in the combustion chamber may be normal pressure, setting the pressure higher than the normal pressure will result in a state in which the gas generating agent is pressurized from the initial state, and the ignitability and combustibility will be better. It is preferable from the point of view. Ignition by pressurizing
The reasons for the improved flammability are as follows.

【0010】一般にガス発生成分に用いられる火薬組成
物は、雰囲気圧力に対して、燃焼速度が変化することが
知られている。すなわち、 V=aPn (Vieille式) V:燃焼速度 a:組成や温度に依存する指数 P:雰
囲気圧力 n:圧力指数 である。ここで、雰囲気圧力が高いほど燃焼速度は速く
なることがわかる。従来のガス発生器においては、ほぼ
大気圧に近い圧力で保持されており、固体ガス発生成分
が十分な燃焼速度に到達するために、伝火薬を用いて、
室内を高温、高圧下にしていた。
[0010] It is known that the explosive composition generally used as a gas-generating component changes its burning rate with respect to the atmospheric pressure. That is, V = aPn (Vieille equation) V: Burning speed a: Index depending on composition and temperature P: Atmospheric pressure n: Pressure index Here, it can be seen that the higher the atmospheric pressure, the higher the combustion speed. In a conventional gas generator, the pressure is maintained at almost a pressure close to the atmospheric pressure, and in order for the solid gas generating component to reach a sufficient burning rate, using a transfer charge,
The room was under high temperature and high pressure.

【0011】さて、燃焼室内の気体中の酸素の量は、記
述の通り、常温常圧の空気中の酸素量よりも多いもので
あるが、その組成/組成比については特に限定されず、
空気と同じ組成/組成比であってもよく、酸素100%
の組成/組成比でもあってもよい。また、燃焼室内の気
体には酸素や空気などに加えてエキストラガスを充填す
ることができる。エキストラガスとしては、亜硝酸ガス
やハロゲンガスなどの活性の高いガスもガス発生剤の性
質によっては採用することができるが、ガス発生剤の燃
焼反応には関与しない不活性なガスが好ましく、窒素や
アルゴンなどを例示することができる。
As described above, the amount of oxygen in the gas in the combustion chamber is larger than the amount of oxygen in air at normal temperature and normal pressure, but its composition / composition ratio is not particularly limited.
It may have the same composition / composition ratio as air, 100% oxygen
May be the composition / composition ratio. Further, the gas in the combustion chamber can be filled with an extra gas in addition to oxygen and air. As the extra gas, a highly active gas such as nitrous acid gas or halogen gas may be used depending on the properties of the gas generating agent. However, an inert gas which does not participate in the combustion reaction of the gas generating agent is preferable. And argon.

【0012】燃焼室内に窒素またはアルゴン等の不活性
ガスを共に充填した場合、それら不活性ガスはガス発生
量を大きくし、さらに、燃焼室の容積は、固体成分が少
なくできるため、小さくできる。その結果、ガス発生器
をより小型化することが可能である。また、不活性ガス
として用いられる窒素またはアルゴンは、その量が、好
ましくは酸素量の2倍よりも少なく、更に好ましくは酸
素よりも少ない方がよい。
When the combustion chamber is filled with an inert gas such as nitrogen or argon, the inert gas increases the amount of generated gas, and the volume of the combustion chamber can be reduced because the solid component can be reduced. As a result, it is possible to further reduce the size of the gas generator. The amount of nitrogen or argon used as the inert gas is preferably less than twice the amount of oxygen, and more preferably less than oxygen.

【0013】また、本発明においてはエキストラガスと
してヘリウムも採用することができる。ヘリウムはアル
ゴンなどと同様に不活性ガスであり、ガス発生剤の燃焼
には関与しないが、ガス発生器から発生するガス量に寄
与する。そして、ヘリウムを用いた場合、気体酸素など
が充填される燃焼室に漏れがないかをこのヘリウムのリ
ーク量を測定することにより簡単且つ正確に調べること
ができ、製造・保管・自動車等への搭載などの各場面に
おけるガス発生器の検査の実施に役立てることができ
る。このような燃焼室からのリーク量の測定のためにヘ
リウムを用いる場合は、その使用量はリーク量が測定で
きる必要最小限量でよく、例えば、燃焼室内の気体にお
いて、0.1mol%以上、好ましくは0.5〜2mo
l%である。
In the present invention, helium can also be used as an extra gas. Helium is an inert gas like argon and does not participate in the combustion of the gas generating agent, but contributes to the amount of gas generated from the gas generator. When helium is used, it is possible to easily and accurately check whether there is any leakage in the combustion chamber filled with gaseous oxygen or the like by measuring the amount of leakage of helium. This can be useful for conducting gas generator inspections in various situations such as mounting. When helium is used to measure the amount of leakage from such a combustion chamber, the amount of helium used may be the minimum amount required for measuring the amount of leakage, for example, 0.1 mol% or more, preferably, in a gas in the combustion chamber. Is 0.5-2mo
1%.

【0014】燃焼室に充填される酸素や空気、アルゴン
などのエクストラガスの全圧力は、燃焼室の隙間容積
と、充填量により決定され、特に限定はないが、前述の
ように着火性・燃焼性をより向上させるために加圧する
場合のその全圧力は、好ましくは、20.0MPa以下
であり、さらに好ましくは、10.0MPa以下であ
る。20.0MPaを超える圧力で気体をガス発生器内
に保持するためには、特に、シール性という観点で、綿
密な精度のガス発生器の部材設計、加工技術が必要であ
り、コスト高になる。また、ガス発生器耐用年数を考慮
した場合、加圧された気体が抜けていき、十分な性能を
発揮できない恐れがある。従来のハイブリット式ガス発
生器は、エアバックを展開させるのに必要なガス量(ガ
スモル数)の大部分を、加圧されたチャンバー内の気体
より供給しており、このため、チャンバーは通常20.
0〜40.0MPaの圧力まで加圧されている。本発明
ガス発生器は、比較的低圧の気体を充填するため、シー
ル性に関するコストは低く、また、信頼性も高い。
The total pressure of the extra gas such as oxygen, air and argon filled in the combustion chamber is determined by the gap volume and the filling amount of the combustion chamber, and is not particularly limited. The total pressure when the pressure is applied to further improve the property is preferably 20.0 MPa or less, more preferably 10.0 MPa or less. In order to hold the gas in the gas generator at a pressure exceeding 20.0 MPa, in particular, in terms of the sealing property, it is necessary to carefully design the members of the gas generator and processing techniques, thereby increasing the cost. . In addition, when the service life of the gas generator is taken into consideration, the pressurized gas may escape and may not exhibit sufficient performance. In the conventional hybrid gas generator, most of the gas amount (the number of moles of gas) required to deploy the air bag is supplied from the gas in the pressurized chamber. .
It is pressurized to a pressure of 0 to 40.0 MPa. Since the gas generator of the present invention is filled with a relatively low-pressure gas, the cost relating to the sealing property is low and the reliability is high.

【0015】次に、本発明のガス発生方法及びガス発生
器に用いられるガス発生剤について説明する。本発明に
用いられるガス発生剤は、燃料成分と酸化剤を含有する
ものであり、必要に応じて添加物を含有することができ
る。これら、燃焼成分、酸化剤、添加剤については通常
のガス発生剤に用いることができるものであれば特に限
定されない。
Next, the gas generating agent used in the gas generating method and the gas generator of the present invention will be described. The gas generating agent used in the present invention contains a fuel component and an oxidizing agent, and may contain additives as necessary. These combustion components, oxidizing agents, and additives are not particularly limited as long as they can be used for ordinary gas generating agents.

【0016】本発明で用いる燃料成分としては、アジ化
ナトリウムなどの無機化合物を用いることもできるが、
含窒素化合物が好ましく、グアニジン誘導体、テトラゾ
ール誘導体、ビテトラゾール誘導体、トリアゾール誘導
体、ヒドラジン誘導体、トリアジン誘導体、アゾジカル
ボンアミド誘導体、ジシアナミド誘導体から成る群から
選ばれる1種又は2種以上の混合物などが挙げられる。
これらの具体例としては、ニトログアニジン、硝酸グア
ニジン、5−アミノテトラゾール、ビテトラゾールジア
ンモニウム塩、5−オキソ−1,2,4−トリアゾー
ル、シアノグアニジン、トリアミノグアニジン硝酸塩、
トリヒドラジノトリアジン、ビウレット、アゾジカルボ
ンアミド、ビウレア、カルボヒドラジド、カルボヒドラ
ジド硝酸塩錯体、蓚酸ジヒドラジド、ヒドラジン硝酸塩
錯体、ナトリウムジシアナミド等を挙げることができ
る。
As the fuel component used in the present invention, an inorganic compound such as sodium azide can be used.
Nitrogen-containing compounds are preferable, and examples thereof include one or a mixture of two or more selected from the group consisting of guanidine derivatives, tetrazole derivatives, bitetrazole derivatives, triazole derivatives, hydrazine derivatives, triazine derivatives, azodicarbonamide derivatives, and dicyanamide derivatives. .
Specific examples thereof include nitroguanidine, guanidine nitrate, 5-aminotetrazole, bitetrazole diammonium salt, 5-oxo-1,2,4-triazole, cyanoguanidine, triaminoguanidine nitrate,
Examples include trihydrazinotriazine, biuret, azodicarbonamide, biurea, carbohydrazide, carbohydrazide nitrate complex, oxalic acid dihydrazide, hydrazine nitrate complex, and sodium dicyanamide.

【0017】燃料成分は、含窒素有機化合物のうち、殊
にグアニジン誘導体、テトラゾール類から選ばれるのが
好ましく、120℃の高温下、あるいは、−40℃から
100℃における熱サイクル試験において、なんら劣化
を起こさない燃料が良い。好ましくは、硝酸グアニジ
ン、ニトログアニジン、ビテトラゾールアンモニウム塩
である。これらは安価であるうえ、大量に入手しやすい
という利点がある。燃料成分の粒径は50%平均粒径で
5〜50μm程度が好ましい。また、燃料成分の燃焼熱
も低い方が良く、好ましくは4000cal/g以下、
更に好ましくは3500cal/g以下である。燃焼熱
は、例えば、ボンブカロリーメーター等で測定すること
ができ、酸素雰囲気下で、燃焼させることにより燃焼熱
が求められる。例えば、ビテトラゾール二アンモニウム
塩の燃焼熱は、3000cal/g、硝酸グアニジンに
おいては、1600cal/gである。
The fuel component is preferably selected from among nitrogen-containing organic compounds, in particular, guanidine derivatives and tetrazoles, and shows no deterioration in a heat cycle test at a high temperature of 120 ° C. or -40 ° C. to 100 ° C. A fuel that does not cause a problem is good. Preferred are guanidine nitrate, nitroguanidine, and bitetrazol ammonium salt. They have the advantage of being inexpensive and easy to obtain in large quantities. The particle diameter of the fuel component is preferably about 5 to 50 μm as a 50% average particle diameter. The lower the heat of combustion of the fuel component, the better, preferably 4000 cal / g or less.
More preferably, it is 3500 cal / g or less. The heat of combustion can be measured by, for example, a bomb calorimeter, and the heat of combustion is determined by burning in an oxygen atmosphere. For example, the heat of combustion of bitetrazole diammonium salt is 3000 cal / g, and that of guanidine nitrate is 1600 cal / g.

【0018】本発明で用いる酸化剤としては、種々のも
のが使用できるが、アンモニアの硝酸塩、亜硝酸塩、過
塩素酸塩及び塩素酸塩、アルカリ金属の硝酸塩、亜硝酸
塩、過塩素酸塩及び塩素酸塩、アルカリ土類金属の硝酸
塩、亜硝酸塩、過塩素酸塩及び塩素酸塩、及び銅化合物
からなる群より選ばれる1種または2種以上を採用する
のがよい。アルカリ金属の硝酸塩、亜硝酸塩、過塩素酸
塩及び塩素酸塩としては、硝酸ナトリウム、硝酸カリウ
ム、亜硝酸カリウム、過塩素酸カリウム、塩素酸ナトリ
ウムなどが例示できる。アルカリ土類金属の硝酸塩、亜
硝酸塩、過塩素酸塩及び塩素酸塩としては、硝酸マグネ
シウム、硝酸カルシウム、硝酸ストロンチウム、亜硝酸
カルシウム、過塩素酸カルシウム、塩素酸カルシウムな
どが例示できる。また、銅化合物としては、過酸化銅、
硝酸銅、塩基性硝酸銅などが例示できる。
As the oxidizing agent used in the present invention, various ones can be used, and nitrates, nitrites, perchlorates and chlorates of ammonia, nitrates, nitrites, perchlorates and chlorides of alkali metals can be used. It is preferable to employ one or more selected from the group consisting of acid salts, nitrates of alkaline earth metals, nitrites, perchlorates and chlorates, and copper compounds. Examples of the alkali metal nitrate, nitrite, perchlorate and chlorate include sodium nitrate, potassium nitrate, potassium nitrite, potassium perchlorate, sodium chlorate and the like. Examples of the alkaline earth metal nitrate, nitrite, perchlorate and chlorate include magnesium nitrate, calcium nitrate, strontium nitrate, calcium nitrite, calcium perchlorate, calcium chlorate and the like. Further, as the copper compound, copper peroxide,
Examples thereof include copper nitrate and basic copper nitrate.

【0019】本発明においてガス発生成分の酸化剤とし
ては、硝酸アンモニウムが好ましい。硝酸アンモニウム
は燃焼により固体残渣が発生せず、ガス発生器中のフィ
ルタを大幅に減少させることができる。硝酸アンモニウ
ムは、特に、他のカリウム塩などの相安定化剤により相
安定化されているものが好ましい。カリウム塩の代表的
なものは、硝酸カリウム、過塩素酸カリウム等があげら
れる。相安定化硝酸アンモニウムの粒径は50%平均粒
径で5〜50μm程度が好ましい。また、相安定化剤の
添加量は、硝酸アンモニウムに対して、3〜20重量%
が好ましく、3重量%より少ない場合は、相安定化の十
分な効果を発揮できず、また、20重量%より多い場合
は、燃焼後にカリウムに起因する固体残渣を多量に生成
するため、好ましくない。
In the present invention, ammonium nitrate is preferred as the oxidizing agent for the gas generating component. Ammonium nitrate does not generate a solid residue by combustion, and can greatly reduce the filter in the gas generator. Particularly, ammonium nitrate is preferably phase-stabilized with a phase stabilizer such as another potassium salt. Representative potassium salts include potassium nitrate, potassium perchlorate and the like. The particle diameter of the phase-stabilized ammonium nitrate is preferably about 50 to 50 μm in terms of a 50% average particle diameter. The amount of the phase stabilizer is 3 to 20% by weight based on ammonium nitrate.
When the amount is less than 3% by weight, a sufficient effect of stabilizing the phase cannot be exhibited, and when the amount is more than 20% by weight, a large amount of solid residue due to potassium is generated after combustion, which is not preferable. .

【0020】ところで、本発明における好ましい燃料成
分である硝酸グアニジン、ニトログアニジン、ビテトラ
ゾールアンモニウム塩などのグアニジン誘導体、テトラ
ゾール類は、前記の好ましい酸化剤である硝酸アンモニ
ウムと組み合わせてガス発生剤とすると、大気圧下で
は、十分な着火性、燃焼速度を示さず、従来ガス発生器
に用いるには燃焼性が不十分であり、前記伝火薬の量を
増加して、さらに熱、あるいはガスの増加により燃焼性
を確保しようとしても、ガス発生器として、冷却手段の
増加をまねくため、これまでガス発生器に採用できなか
った。しかし、本発明によると着火・燃焼性が向上し、
これら成分の利点、特に前記の硝酸アンモニウムの利点
を享受することができる。
By the way, guanidine nitrate, nitroguanidine, guanidine derivatives such as bitetrazole ammonium salt, and tetrazole, which are preferable fuel components in the present invention, are combined with the above-mentioned preferable oxidizing agent, ammonium nitrate, to form a gas generating agent. At atmospheric pressure, it does not show sufficient ignitability and combustion rate, and the flammability is insufficient for use in conventional gas generators. Even if an attempt is made to ensure the performance, the gas generator would increase the number of cooling means, and thus could not be adopted in the gas generator. However, according to the present invention, ignition and combustibility are improved,
It is possible to enjoy the advantages of these components, especially the above-mentioned advantages of ammonium nitrate.

【0021】一般にガス発生剤における燃料と酸化剤の
割合(酸素バランス)は、燃料が完全酸化(完全燃焼)
される当量(化学量論量)付近が好ましく、これを大き
く外れた場合は、著しいCO、あるいはNOxの発生を
促すおそれがあった。一方、本発明においては、燃焼室
内に存在する酸素が従来のガス発生器よりも有効に酸化
剤として機能する。そのため、本発明におけるガス発生
剤の燃料成分と酸化剤との割合においては、この酸素を
考慮して、当量付近となるように調整するのが好まし
い。また、一般にガス発生剤の酸素バランスが酸素過剰
である場合、前述の通りNOxの発生をきたすことにな
るが、本発明では酸化剤が過剰に存在しても、過剰分が
酸素であれば、一般のガス発生器に比してNOxの発生
は抑えられたものとなり、酸化剤不足から生じるCOの
発生抑止のために大目の酸化剤を用いることも可能とな
る。また、酸素が酸化剤として機能するためガス発生剤
中の酸化剤量を減らすことができることからガス発生剤
の少量化を果たすことができ、ひいてはガス発生器の小
型化に寄与することができる。このため、好ましくはガ
ス発生剤に含有される燃料成分の完全燃焼に必要とする
酸素の10〜80モル%、より好ましくは20〜70モ
ル%を気体酸素が供給するようにガス発生器を調整する
のがよい。また、本発明においては、酸素が酸化剤とし
て寄与するため、燃料に対する酸化剤量が従来のガス発
生剤よりも不足しているために、それ自体の火薬組成物
としての危険性、感度、威力は低下しており、取扱上安
全である。
In general, the ratio (oxygen balance) between the fuel and the oxidizing agent in the gas generating agent is such that the fuel is completely oxidized (complete combustion).
The equivalent (stoichiometric amount) is preferably used, and if it is largely out of this range, there is a possibility that generation of remarkable CO or NOx may be promoted. On the other hand, in the present invention, oxygen present in the combustion chamber functions more effectively as an oxidizing agent than the conventional gas generator. Therefore, it is preferable that the ratio between the fuel component of the gas generating agent and the oxidizing agent in the present invention is adjusted to be around an equivalent in consideration of the oxygen. In general, when the oxygen balance of the gas generating agent is excessive in oxygen, NOx is generated as described above. In the present invention, even if the oxidizing agent is present in excess, if the excess is oxygen, The generation of NOx is suppressed as compared with a general gas generator, and a larger oxidizing agent can be used to suppress the generation of CO caused by the oxidizing agent shortage. Further, since oxygen functions as an oxidizing agent, the amount of the oxidizing agent in the gas generating agent can be reduced, so that the amount of the gas generating agent can be reduced, which can contribute to downsizing of the gas generator. For this reason, the gas generator is adjusted so that gaseous oxygen preferably supplies 10 to 80 mol%, more preferably 20 to 70 mol%, of the oxygen required for complete combustion of the fuel component contained in the gas generating agent. Good to do. In addition, in the present invention, since oxygen contributes as an oxidizing agent, the amount of oxidizing agent for the fuel is less than that of the conventional gas generating agent, so that the danger, sensitivity, and power of the explosive composition itself are used. Is low and safe to handle.

【0022】また、本発明における好ましい燃焼成分及
び酸化剤である硝酸グアニジン、硝酸アンモニウムより
なる化学量論ガス発生成分は、発生ガス中に占めるH
Oガスの割合が多く、発生ガス中の60mol%近くに
もなる。発生ガス中のHOの量が多いと、特に、エア
バックを膨らませる際の、高温、低温作動時における性
能差が大きくなり、好ましくない。本発明においては、
ガス発生成分の気体酸素の含有量を増加させれば、酸化
剤としての役割も発揮するため、相対的に硝酸アンモニ
ウムの含有量は減少し、その結果、発生ガス中に占める
Oガスの割合を少なくできる。
In the present invention, the stoichiometric gas generating component consisting of guanidine nitrate and ammonium nitrate, which are preferred oxidizing agents and the oxidizing agent, is H 2 occupying in the generated gas.
The ratio of O gas is large, and it is close to 60 mol% in the generated gas. If the amount of H 2 O in the generated gas is large, the performance difference particularly at the time of high-temperature and low-temperature operation when inflating the airbag becomes large, which is not preferable. In the present invention,
Increasing the gaseous oxygen content of the gas generating component also serves as an oxidizing agent, so that the ammonium nitrate content is relatively reduced, and as a result, the proportion of H 2 O gas in the generated gas Can be reduced.

【0023】また、本発明においてはガス発生剤にさら
に添加物を、バインダー、燃焼改質剤などの目的で含有
させることができる。バインダーの具体例として、合成
ヒドロタルサイト、二酸化珪素、酸性白土、クレイ、タ
ルク、シランカップリング剤等が挙げられる。また、燃
焼改質剤として、三酸化モリブデン、窒化珪素、炭化珪
素、シリコーン、塩基性硝酸銅等が挙げられる。
In the present invention, an additive can be further contained in the gas generating agent for the purpose of a binder, a combustion modifier and the like. Specific examples of the binder include synthetic hydrotalcite, silicon dioxide, acid clay, clay, talc, and silane coupling agent. Examples of the combustion modifier include molybdenum trioxide, silicon nitride, silicon carbide, silicone, basic copper nitrate and the like.

【0024】本発明に用いられるガス発生剤は、一般的
なガス発生剤の製造方法に準じて製造することができる
が、例えば、は次のようにして調製される。燃料、硝酸
アンモニウム、添加剤を計量し、ボールミルで混合す
る。次に、ペレットにする場合は、プレス成形して所望
の形状にする。押し出し成形の場合には、バインダーを
添加して混合し、餅状にしてから押し出し成形される。
顆粒状にする場合は、グラニュレーターなどで造粒す
る。
The gas generating agent used in the present invention can be produced according to a general method for producing a gas generating agent. For example, is prepared as follows. Weigh the fuel, ammonium nitrate and additives and mix in a ball mill. Next, when pellets are formed, they are press-formed into a desired shape. In the case of extrusion molding, a binder is added and mixed to form a rice cake, followed by extrusion.
When granules are formed, they are granulated with a granulator or the like.

【0025】また、ガス発生剤の形状は、ペレット、デ
ィスク、球、円筒状と、いずれの形状でも良い。
The shape of the gas generating agent may be any of a pellet, a disk, a sphere, and a cylinder.

【0026】本発明に用いられるガス発生成分の好まし
い組み合わせについて説明する。燃料として、硝酸グア
ニジン、酸化剤として、相安定化硝酸アンモニウムおよ
び気体酸素からなる。さらに、バインダー、燃焼改質剤
として少量の添加物を加えることができる。硝酸グアニ
ジンの含有量は、好ましくは35〜90重量%、更に好
ましくは40〜85重量%である。相安定化硝酸アンモ
ニウムの含有量は、好ましくは20〜65重量%、さら
に好ましくは25〜60重量%である。添加物の含有量
は、好ましくは10重量%以下である。気体酸素の含有
量は、ガス発生剤中の硝酸グアニジンを完全燃焼させる
のに必要な酸素量の10〜80モル%、さらに好ましく
は20〜70モル%である。
Preferred combinations of the gas generating components used in the present invention will be described. It consists of guanidine nitrate as fuel, phase stabilized ammonium nitrate and gaseous oxygen as oxidizer. In addition, small amounts of additives can be added as binders and combustion modifiers. The content of guanidine nitrate is preferably 35 to 90% by weight, more preferably 40 to 85% by weight. The content of the phase-stabilized ammonium nitrate is preferably 20 to 65% by weight, more preferably 25 to 60% by weight. The content of the additive is preferably 10% by weight or less. The content of gaseous oxygen is 10 to 80 mol%, more preferably 20 to 70 mol%, of the amount of oxygen required to completely burn guanidine nitrate in the gas generating agent.

【0027】他の好ましい組み合わせについて説明す
る。燃料として、ニトログアニジン、酸化剤として、相
安定化硝酸アンモニウムおよび気体酸素からなる。さら
に、バインダー、燃焼改質剤として少量の添加物を加え
ることができる。ニトログアニジンの含有量は、好まし
くは30〜90重量%、更に好ましくは35〜85重量
%である。相安定化硝酸アンモニウムの含有量は、好ま
しくは20〜70重量%、さらに好ましくは25〜65
重量%である。添加物の含有量は、好ましくは10重量
%以下である。気体酸素の含有量は、ガス発生剤中のニ
トログアニジンを完全燃焼させるのに必要な酸素量の1
0〜80モル%、さらに好ましくは20〜70モル%で
ある。
Another preferred combination will be described. It consists of nitroguanidine as fuel, phase stabilized ammonium nitrate and gaseous oxygen as oxidizer. In addition, small amounts of additives can be added as binders and combustion modifiers. The content of nitroguanidine is preferably 30 to 90% by weight, more preferably 35 to 85% by weight. The content of the phase-stabilized ammonium nitrate is preferably 20 to 70% by weight, more preferably 25 to 65%.
% By weight. The content of the additive is preferably 10% by weight or less. The content of gaseous oxygen is one of the amount of oxygen required to completely burn nitroguanidine in the gas generating agent.
It is 0 to 80 mol%, and more preferably 20 to 70 mol%.

【0028】他の好ましい組み合わせについて説明す
る。燃料として、ビテトラゾールアンモニウム塩、酸化
剤として、相安定化硝酸アンモニウムおよび気体酸素か
らなる。さらに、バインダー、燃焼改質剤として少量の
添加物を加えることができる。ビテトラゾールアンモニ
ウム塩の含有量は、好ましくは15〜65重量%、更に
好ましくは20〜60重量%である。相安定化硝酸アン
モニウムの含有量は、好ましくは20〜85重量%、さ
らに好ましくは25〜80重量%である。添加物の含有
量は、好ましくは10重量%以下である。気体酸素の含
有量は、ガス発生剤中のニトログアニジンを完全燃焼さ
せるのに必要な酸素量の10〜80モル%、さらに好ま
しくは20〜70モル%である。
Other preferred combinations will be described. It consists of bitetrazol ammonium salt as fuel, phase stabilized ammonium nitrate and gaseous oxygen as oxidizer. In addition, small amounts of additives can be added as binders and combustion modifiers. The content of the bitetrazole ammonium salt is preferably 15 to 65% by weight, more preferably 20 to 60% by weight. The content of the phase-stabilized ammonium nitrate is preferably 20 to 85% by weight, more preferably 25 to 80% by weight. The content of the additive is preferably 10% by weight or less. The content of gaseous oxygen is 10 to 80 mol%, more preferably 20 to 70 mol%, of the amount of oxygen required to completely burn nitroguanidine in the gas generating agent.

【0029】[0029]

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。なお、着火試験に用いられた試験装置の概略図を
図1に示す。試験装置は、通電により点火する点火器
6、点火器6の火炎を受け燃焼し、ガス発生剤を着火さ
せるエンハンサー剤4を具備し、ガス発生剤を燃焼室3
内で燃焼させる。燃焼室は気体も充填、保持できるよう
に密閉されており、ガス発生剤が燃焼を開始すると、燃
焼室内の圧力上昇により仕切り板に貼り付けられたシー
ル部材を破断し、圧力センサーの備え付けられた容器内
へガスを流出する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. FIG. 1 shows a schematic diagram of a test device used for the ignition test. The test apparatus includes an igniter 6 that is ignited by energization, an enhancer 4 that receives and burns the flame of the igniter 6, and ignites the gas generating agent.
Burn in. The combustion chamber was sealed so that it could be filled and held with gas, and when the gas generating agent started burning, the pressure in the combustion chamber increased and the seal member attached to the partition plate was broken, and a pressure sensor was provided. Outgas into the container.

【0030】実施例1 燃料として硝酸グアニジン:604g(50%粒径、1
5μm)、酸化剤として硝酸アンモニウム396g(5
0%粒径、30μm)を計量し、ボールミルを用いて混
合した。これに水を噴霧し、造粒した後、回転式打錠機
で直径5.0mm、厚み1.5mmに成形し乾燥させ
て、固体成分ペレットを得た。これを図1に示す試験装
置を用いて、試験を行った。試験装置の燃焼室には、前
記固体成分ペレットに加えて、気体酸素を充填した。こ
の時、充填したガス発生成分は、固体成分ペレットの重
量が11.2g、気体酸素が0.028molであっ
た。また、燃焼計算により、発生ガス組成比の計算を行
った。
Example 1 As a fuel, guanidine nitrate: 604 g (50% particle size, 1%)
5 μm) and 396 g of ammonium nitrate (5
(0% particle size, 30 μm) and mixed using a ball mill. This was sprayed with water and granulated, and then formed into a 5.0 mm diameter and 1.5 mm thick with a rotary tableting machine and dried to obtain solid component pellets. This was tested using the test apparatus shown in FIG. The combustion chamber of the test apparatus was filled with gaseous oxygen in addition to the solid component pellets. At this time, the filled gas generating component had a solid component pellet weight of 11.2 g and gaseous oxygen of 0.028 mol. The generated gas composition ratio was calculated by combustion calculation.

【0031】実施例2 燃料としてニトログアニジン:565g(50%粒径、
10μm)、酸化剤として硝酸アンモニウム435g
(50%粒径、30μm)を計量し、ボールミルを用い
て混合した。これに水を噴霧し、造粒した後、回転式打
錠機で直径5.0mm、厚み1.5mmに成形し、固体
成分ペレットを得た。これを図1に示す試験装置を用い
て、試験を行った。試験装置の燃焼室には、前記固体成
分ペレットに加えて、気体酸素を充填した。この時、充
填したガス発生成分は、固体成分ペレットの重量が1
1.5g、気体酸素が0.028molであった。ま
た、燃焼計算により、発生ガス組成比の計算を行った。
Example 2 Nitroguanidine: 565 g (50% particle size,
10 μm), 435 g of ammonium nitrate as an oxidizing agent
(50% particle size, 30 μm) and weighed using a ball mill. This was sprayed with water and granulated, and then formed into a 5.0 mm diameter and 1.5 mm thick by a rotary tableting machine to obtain solid component pellets. This was tested using the test apparatus shown in FIG. The combustion chamber of the test apparatus was filled with gaseous oxygen in addition to the solid component pellets. At this time, the weight of the solid component pellet was 1
1.5 g, gaseous oxygen was 0.028 mol. The generated gas composition ratio was calculated by combustion calculation.

【0032】実施例3 燃料としてビテトラゾール二アンモニウム塩:350g
(50%粒径、20μm)、酸化剤として硝酸アンモニ
ウム650g(50%粒径、30μm)を計量し、ボー
ルミルを用いて混合した。これに水を噴霧し、造粒した
後、回転式打錠機で直径5.0mm、厚み1.5mmに
成形し、固体成分ペレットを得た。これを図1に示す試
験装置を用いて、試験を行った。試験装置の燃焼室に
は、前記固体成分ペレットに加えて、気体酸素を充填し
た。この時、充填したガス発生成分は、固体成分ペレッ
トの重量が10.7g、充填した気体酸素が0.043
molであった。また、燃焼計算により、発生ガス組成
比の計算を行った。
Example 3 Diammonium bitetrazole as fuel: 350 g
(50% particle diameter, 20 μm) and 650 g of ammonium nitrate (50% particle diameter, 30 μm) as an oxidizing agent were weighed and mixed using a ball mill. This was sprayed with water and granulated, and then formed into a 5.0 mm diameter and 1.5 mm thick by a rotary tableting machine to obtain solid component pellets. This was tested using the test apparatus shown in FIG. The combustion chamber of the test apparatus was filled with gaseous oxygen in addition to the solid component pellets. At this time, the filled gas generating component had a solid component pellet weight of 10.7 g and a charged gaseous oxygen of 0.043 g.
mol. The generated gas composition ratio was calculated by combustion calculation.

【0033】比較例1 燃料として硝酸グアニジン:433g(50%粒径、1
5μm)、酸化剤として硝酸アンモニウム567g(5
0%粒径、30μm)を計量し、ボールミルを用いて混
合した。これに水を噴霧し、造粒した後、回転式打錠機
で直径5.0mm、厚み1.5mmのペレットに成形し
た。これを図1に示す試験装置を用いて、試験を行っ
た。試験装置の燃焼室には、前記ペレットのみで、気体
酸素は充填されていない。この時、ガス発生成分は、固
体成分の重量が11.7gであった。また、燃焼計算に
より、発生ガス組成比の計算を行った。
Comparative Example 1 guanidine nitrate: 433 g (50% particle size, 1
5 μm) and 567 g of ammonium nitrate (5
(0% particle size, 30 μm) and mixed using a ball mill. This was sprayed with water and granulated, and then formed into pellets having a diameter of 5.0 mm and a thickness of 1.5 mm by a rotary tableting machine. This was tested using the test apparatus shown in FIG. The combustion chamber of the test apparatus was filled only with the pellets and was not filled with gaseous oxygen. At this time, the gas generating component had a solid component weight of 11.7 g. The generated gas composition ratio was calculated by combustion calculation.

【0034】比較例2 燃料としてニトログアニジン:394g(50%粒径、
10μm)、酸化剤として硝酸アンモニウム606g
(50%粒径、30μm)を計量し、ボールミルを用い
て混合した。これに水を噴霧し、造粒した後、回転式打
錠機で直径5.0mm、厚み1.5mmのペレットに成
形した。これを図1に示す試験装置を用いて、試験を行
った。試験装置の燃焼室には、前記ペレットのみで、気
体酸素は充填されていない。この時、ガス発生成分は、
固体成分の重量が12.0gであった。また、燃焼計算
により、発生ガス組成比の計算を行った。
Comparative Example 2 Nitroguanidine: 394 g (50% particle size,
10 μm), 606 g of ammonium nitrate as an oxidizing agent
(50% particle size, 30 μm) and weighed using a ball mill. This was sprayed with water and granulated, and then formed into pellets having a diameter of 5.0 mm and a thickness of 1.5 mm by a rotary tableting machine. This was tested using the test apparatus shown in FIG. The combustion chamber of the test apparatus was filled only with the pellets and was not filled with gaseous oxygen. At this time, the gas generating component is
The weight of the solid component was 12.0 g. The generated gas composition ratio was calculated by combustion calculation.

【0035】比較例3 燃料としてビテトラゾール二アンモニウム塩:212g
(50%粒径、20μm)、酸化剤として硝酸アンモニ
ウム788g(50%粒径、30μm)を計量し、ボー
ルミルを用いて混合した。これに水を噴霧し、造粒した
後、回転式打錠機で直径5.0mm、厚み1.5mmの
ペレットに成形した。これを図1に示す試験装置を用い
て、試験を行った。試験装置の燃焼室には、前記ペレッ
トのみで、気体酸素は充填されていない。この時、ガス
発生成分は、固体成分の重量が11.6gであった。ま
た、燃焼計算により、発生ガス組成比の計算を行った。
Comparative Example 3 Diammonium bitetrazole as fuel: 212 g
(50% particle size, 20 μm) and 788 g of ammonium nitrate (50% particle size, 30 μm) as an oxidizing agent were weighed and mixed using a ball mill. This was sprayed with water and granulated, and then formed into pellets having a diameter of 5.0 mm and a thickness of 1.5 mm by a rotary tableting machine. This was tested using the test apparatus shown in FIG. The combustion chamber of the test apparatus was filled only with the pellets and was not filled with gaseous oxygen. At this time, the gas generating component had a solid component weight of 11.6 g. The generated gas composition ratio was calculated by combustion calculation.

【0036】なお、いずれの実施例、比較例において
も、ガス発生成分が燃焼した場合に、0.5molのガ
スが発生するガス発生成分量に統一している。実施例、
比較例の結果を表1に示す。
In each of the examples and comparative examples, the amount of gas-generating components that generate 0.5 mol of gas when the gas-generating components are burned is standardized. Example,
Table 1 shows the results of the comparative example.

【0037】 表1 着火試験における 発生ガス組成比(mol%) 着火時間(ms) N COO ――――――――――――――――――――――――――――――― 実施例1 2.3 33.4 10.9 54.7 実施例2 2.2 37.3 12.2 49.6 実施例3 2.5 38.8 8.4 51.9 比較例1 着火せず 33.2 7.8 58.4 比較例2 8.5 36.0 8.8 54.3 比較例3 着火せず 36.8 5.4 56.8Table 1 Composition ratio of generated gas in ignition test (mol%) Ignition time (ms) N 2 CO 2 H 2 O ―――――――――――――――――――――― ――――――――― Example 1 2.3 33.4 10.9 54.7 Example 2 2.2 37.3 12.2 49.6 Example 3 2.5 38.8 8. 4 51.9 Comparative Example 1 No ignition 33.2 7.8 58.4 Comparative Example 2 8.5 36.0 8.8 54.3 Comparative Example 3 No ignition 36.8 5.4 56.8

【0038】表1の着火試験結果より、本発明のガス発
生方法及びガス発生器においては、いずれの場合も2m
sで圧力の立ち上がりが起きており、着火遅れを生じて
いないことがわかる。ここで、着火時間とは試験装置の
点火器に電流を通電してから圧力が立ち上がるまでの時
間を示す。また、比較例においては、比較例1、3の成
分では着火せず、燃焼室内に残っていた。比較例2は、
着火はしたものの、着火遅れを生じている。通常、ガス
発生器に用いられるガス発生成分は、2〜3ms程度で
燃焼開始するのが好ましく、これが大きく遅れる場合
は、十分な性能を発揮できない。また、表1の発生ガス
組成比の結果より、本発明のガス発生方法及びガス発生
器は、特に、HOの発生量を低減できることがわか
る。特に、燃料が共通の場合、4mol%程度のH
が減少し、逆にCO、Nの割合が増加している。こ
れより、ガス発生器の性能としては、エアバックを膨ら
ませる際の、高温、低温作動時における性能差が小さく
なり、好ましい。
From the ignition test results shown in Table 1, the gas generating method and the gas generator of the present invention showed that in each case 2 m
It can be seen that a rise in pressure occurs at s, and no ignition delay has occurred. Here, the ignition time indicates the time from when a current is supplied to the igniter of the test apparatus to when the pressure rises. In Comparative Examples, the components of Comparative Examples 1 and 3 did not ignite and remained in the combustion chamber. Comparative Example 2
Although ignition occurred, ignition delay occurred. Usually, it is preferable that the gas generating component used in the gas generator starts combustion in about 2 to 3 ms, and if it is greatly delayed, sufficient performance cannot be exhibited. Further, from the results of the generated gas composition ratios in Table 1, it can be seen that the gas generation method and the gas generator of the present invention can particularly reduce the amount of generated H 2 O. In particular, when the fuel is common, about 4 mol% of H 2 O
Decrease, and conversely, the proportions of CO 2 and N 2 increase. Accordingly, the performance of the gas generator is preferable because the difference in performance between high temperature and low temperature operation when the airbag is inflated is small.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明のガス発生方法及びガス発生器
は、作動遅れが無く、燃焼性が良好であるとともに、発
生ガスのHO割合を減少させることができるため、温
度に対してより安定した性能を得ることができる。
The gas generating method and the gas generator according to the present invention have no delay in operation, have good flammability, and can reduce the H 2 O ratio of the generated gas. Stable performance can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の各実施例、比較例で使用した試験装置
の概略図である。
FIG. 1 is a schematic view of a test apparatus used in each of Examples and Comparative Examples of the present invention.

【符号の説明】 1.圧力センサー 2.試験容器 3.燃焼室 4.エンハンサー剤 5.スペーサー 6.点火器 7.ガス発生剤 8.金網 9.仕切り板[Explanation of Codes] Pressure sensor 2. Test container 3. Combustion chamber 4. Enhancer agent5. Spacer 6. Igniter 7. Gas generating agent 8. Wire mesh 9. Partition board

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C06D 5/06 C06D 5/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C06D 5/06 C06D 5/06

Claims (32)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料成分及び酸化剤を含有するガス発生剤
を燃焼させてガスを発生させる方法であって、ガス発生
剤の周りの気体が、常温常圧の空気よりも気体酸素量が
多いことを特徴とするガス発生方法。
1. A method for generating gas by burning a gas generating agent containing a fuel component and an oxidizing agent, wherein a gas around the gas generating agent has a larger amount of gaseous oxygen than air at normal temperature and normal pressure. A gas generating method characterized by the above-mentioned.
【請求項2】燃料成分と酸化剤成分を含有するガス発生
剤が充填されたガス発生器のガス発生剤を燃焼させてガ
スを発生させる方法であって、ガス発生器内のガス発生
剤が収納密閉された燃焼室内の気体が、常温常圧の空気
よりも気体酸素量が多いことを特徴とするガス発生方
法。
2. A method for generating gas by burning a gas generating agent of a gas generator filled with a gas generating agent containing a fuel component and an oxidizing agent component, wherein the gas generating agent in the gas generator is A gas generation method characterized in that gas in a combustion chamber housed and sealed has a larger amount of gaseous oxygen than air at normal temperature and normal pressure.
【請求項3】前記酸化剤が硝酸アンモニウムまたは相安
定化硝酸アンモニウムである請求項1又は2に記載のガ
ス発生方法。
3. The gas generating method according to claim 1, wherein the oxidizing agent is ammonium nitrate or phase-stabilized ammonium nitrate.
【請求項4】燃料成分が含窒素有機化合物である請求項
1又は2に記載のガス発生方法。
4. The gas generation method according to claim 1, wherein the fuel component is a nitrogen-containing organic compound.
【請求項5】前記含窒素有機化合物が、グアニジン誘導
体及び/又はテトラゾール類よりなる請求項1又は2に
記載のガス発生方法。
5. The gas generating method according to claim 1, wherein the nitrogen-containing organic compound comprises a guanidine derivative and / or a tetrazole.
【請求項6】前記グアニジン誘導体が、硝酸グアニジ
ン、ニトログアニジン及び硝酸トリアミノグアニジンか
らなる群より選ばれる1種又は2種以上である請求項5
に記載のガス発生方法。
6. The guanidine derivative is one or more selected from the group consisting of guanidine nitrate, nitroguanidine and triaminoguanidine nitrate.
The gas generation method according to 1.
【請求項7】前記テトラゾール類が、ビテトラゾールの
アンモニウム塩である請求項5に記載のガス発生方法。
7. The gas generation method according to claim 5, wherein the tetrazole is an ammonium salt of bitetrazole.
【請求項8】ガス発生剤にさらに10重量%以下の添加
物が含まれている請求項1から7のいずれか一項に記載
のガス発生方法。
8. The gas generating method according to claim 1, wherein the gas generating agent further contains 10% by weight or less of an additive.
【請求項9】前記添加物が合成ヒドロタルサイト、二酸
化珪素、酸性白土、クレイ、タルク、三酸化モリブデ
ン、シランカップリング剤、窒化珪素、炭化珪素、シリ
コーン及び塩基性硝酸銅からなる群より選ばれる1種又
は2種以上である請求項8に記載のガス発生方法。
9. The additive is selected from the group consisting of synthetic hydrotalcite, silicon dioxide, acid clay, clay, talc, molybdenum trioxide, silane coupling agent, silicon nitride, silicon carbide, silicone and basic copper nitrate. The gas generation method according to claim 8, wherein one or two or more types are used.
【請求項10】前記気体中の気体酸素がガス発生剤のま
わりの気体酸素の量がガス発生剤中の燃料成分を完全燃
焼させるのに必要な酸素量の10〜80モル%であるこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載のガス発生方法。
10. The gaseous oxygen in the gas, wherein the amount of gaseous oxygen around the gas generating agent is 10 to 80 mol% of the amount of oxygen necessary for completely burning the fuel component in the gas generating agent. The gas generation method according to claim 1 or 2, wherein
【請求項11】前記ガス発生剤が次のa〜cを含有する
ものである請求項10に記載のガス発生方法。 a)硝酸グアニジン 35〜90重量% b)相安定化硝酸アンモニウム 20〜65重量% c)添加物 10重量%以下
11. The gas generating method according to claim 10, wherein the gas generating agent contains the following a to c. a) 35-90% by weight of guanidine nitrate b) 20-65% by weight of phase-stabilized ammonium nitrate c) Additives up to 10% by weight
【請求項12】前記ガス発生剤が次のa〜cを含有する
ものである請求項10に記載のガス発生方法。 a)ニトログアニジン 30〜90重量% b)相安定化硝酸アンモニウム 20〜70重量% c)添加物 10重量%以下
12. The gas generating method according to claim 10, wherein the gas generating agent contains the following a to c. a) 30-90% by weight of nitroguanidine b) 20-70% by weight of phase-stabilized ammonium nitrate c) Additives up to 10% by weight
【請求項13】前記ガス発生剤が次のa〜cを含有する
ものである請求項10に記載のガス発生方法。 a)ビテトラゾールアンモニウム塩 15〜65重量% b)相安定化硝酸アンモニウム 20〜85重量% c)添加物 10重量%以下
13. The gas generating method according to claim 10, wherein said gas generating agent contains the following a to c. a) Bitetrazole ammonium salt 15-65% by weight b) Phase-stabilized ammonium nitrate 20-85% by weight c) Additive 10% by weight or less
【請求項14】前記気体が窒素及び/またはアルゴンを
含有し、その量が、酸素量の2倍よりも少ない請求項1
又は2に記載のガス発生方法。
14. The gas of claim 1, wherein said gas contains nitrogen and / or argon, the amount of which is less than twice the amount of oxygen.
Or the gas generation method according to 2.
【請求項15】前記気体が窒素及び/またはアルゴンを
含有し、その量が、酸素よりも少ない請求項1又は2に
記載のガス発生方法。
15. The gas generation method according to claim 1, wherein the gas contains nitrogen and / or argon, and the amount thereof is smaller than that of oxygen.
【請求項16】前記気体がヘリウムを含有し、その量が
全気体中の0.1mol%以上である請求項1又は2に
記載のガス発生方法。
16. The gas generating method according to claim 1, wherein the gas contains helium, and its amount is 0.1 mol% or more of the total gas.
【請求項17】燃料成分と酸化剤成分を含有するガス発
生剤が充填されたガス発生器であって、ガス発生剤の周
りの気体が常温常圧の空気よりも気体酸素量が多いこと
を特徴とするガス発生器。
17. A gas generator filled with a gas generating agent containing a fuel component and an oxidizing agent component, wherein a gas around the gas generating agent has a larger gas oxygen amount than air at normal temperature and normal pressure. Characterized gas generator.
【請求項18】燃料成分と酸化剤成分を含有するガス発
生剤が充填されたガス発生器であって、ガス発生剤が収
納密閉された燃焼室内の気体が、常温常圧の空気よりも
気体酸素量が多いことを特徴とするガス発生器。
18. A gas generator filled with a gas generating agent containing a fuel component and an oxidizing agent, wherein the gas in the combustion chamber containing and sealing the gas generating agent is more gaseous than air at normal temperature and normal pressure. A gas generator characterized by a high oxygen content.
【請求項19】前記酸化剤が硝酸アンモニウムまたは相
安定化硝酸アンモニウムである請求項17又は18に記
載のガス発生器。
19. The gas generator according to claim 17, wherein the oxidizing agent is ammonium nitrate or phase-stabilized ammonium nitrate.
【請求項20】燃料成分が含窒素有機化合物である請求
項17又は18に記載のガス発生器。
20. The gas generator according to claim 17, wherein the fuel component is a nitrogen-containing organic compound.
【請求項21】前記含窒素有機化合物が、グアニジン誘
導体及び/又はテトラゾール類である請求項17又は1
8に記載のガス発生器。
21. The nitrogen-containing organic compound is a guanidine derivative and / or a tetrazole.
9. The gas generator according to 8.
【請求項22】前記グアニジン誘導体が、硝酸グアニジ
ン、ニトログアニジン及び硝酸トリアミノグアニジンか
らなる群より選ばれる1種又は2種以上である請求項1
7又は18に記載のガス発生器。
22. The guanidine derivative is one or more selected from the group consisting of guanidine nitrate, nitroguanidine and triaminoguanidine nitrate.
19. The gas generator according to 7 or 18.
【請求項23】前記テトラゾール類が、ビテトラゾール
のアンモニウム塩である請求項17又は18に記載のガ
ス発生器。
23. The gas generator according to claim 17, wherein the tetrazole is an ammonium salt of bitetrazole.
【請求項24】ガス発生剤にさらに10重量%以下の添
加物が含まれていることを特徴とする請求項14から2
3のいずれか一項に記載のガス発生器。
24. The gas generating agent according to claim 14, further comprising 10% by weight or less of an additive.
4. The gas generator according to claim 3.
【請求項25】前記添加物が合成ヒドロタルサイト、二
酸化珪素、酸性白土、クレイ、タルク、三酸化モリブデ
ン、シランカップリング剤、窒化珪素、炭化珪素、シリ
コーン及び塩基性硝酸銅からなる群より選ばれる1種又
は2種以上である請求項24に記載のガス発生器。
25. The additive is selected from the group consisting of synthetic hydrotalcite, silicon dioxide, acid clay, clay, talc, molybdenum trioxide, silane coupling agent, silicon nitride, silicon carbide, silicone and basic copper nitrate. 25. The gas generator according to claim 24, wherein the gas generator is one or more types.
【請求項26】前記気体中の気体酸素がガス発生剤のま
わりの気体酸素の量がガス発生剤中の燃料成分を完全燃
焼させるのに必要な酸素量の10〜80モル%であるこ
とを特徴とする請求項17又は18に記載のガス発生
器。
26. The gaseous oxygen in the gas, wherein the amount of gaseous oxygen around the gas generating agent is 10 to 80 mol% of the amount of oxygen necessary to completely burn the fuel component in the gas generating agent. A gas generator according to claim 17 or claim 18.
【請求項27】前記ガス発生剤が次のa〜cを含有する
ものである請求項26に記載のガス発生器。 a)硝酸グアニジン 35〜90重量% b)相安定化硝酸アンモニウム 20〜65重量% c)添加物 10重量%以下
27. The gas generator according to claim 26, wherein said gas generating agent contains the following a to c. a) 35-90% by weight of guanidine nitrate b) 20-65% by weight of phase-stabilized ammonium nitrate c) Additives up to 10% by weight
【請求項28】前記ガス発生剤が次のa〜cを含有する
ものである請求項26に記載のガス発生器。 a)ニトログアニジン 30〜90重量% b)相安定化硝酸アンモニウム 20〜70重量% c)添加物 10重量%以下
28. The gas generator according to claim 26, wherein the gas generating agent contains the following a to c. a) 30-90% by weight of nitroguanidine b) 20-70% by weight of phase-stabilized ammonium nitrate c) Additives up to 10% by weight
【請求項29】前記ガス発生剤が次のa〜cを含有する
ものである請求項26に記載のガス発生器。 a)ビテトラゾールアンモニウム塩 15〜65重量% b)相安定化硝酸アンモニウム 20〜85重量% c)添加物 10重量%以下
29. The gas generator according to claim 26, wherein the gas generating agent contains the following a to c. a) Bitetrazole ammonium salt 15-65% by weight b) Phase-stabilized ammonium nitrate 20-85% by weight c) Additive 10% by weight or less
【請求項30】前記気体が窒素及び/またはアルゴンを
含有し、その量が、酸素量の2倍よりも少ない請求項1
7又は18に記載のガス発生器。
30. The gas according to claim 1, wherein the gas contains nitrogen and / or argon, the amount of which is less than twice the amount of oxygen.
19. The gas generator according to 7 or 18.
【請求項31】前記気体が窒素及び/またはアルゴンを
含有し、その量が、酸素よりも少ない請求項17又は1
8に記載のガス発生器。
31. The gas according to claim 17, wherein the gas contains nitrogen and / or argon, and the amount thereof is smaller than that of oxygen.
9. The gas generator according to 8.
【請求項32】前記気体がヘリウムを含有し、その量が
全気体中の0.1mol%以上である請求項17又は1
8に記載のガス発生器。
32. The gas according to claim 17, wherein the gas contains helium, and its amount is at least 0.1 mol% in the total gas.
9. The gas generator according to 8.
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