KR100450704B1

KR100450704B1 - 자동발화성 인핸서제 조성물

Info

Publication number: KR100450704B1
Application number: KR10-2001-7016921A
Authority: KR
Inventors: 고다마료이; 이케다겐지로; 마츠무라야스시; 사토에이시; 구보다이리
Original assignee: 니뽄 가야쿠 가부시키가이샤
Priority date: 1999-07-09
Filing date: 2000-07-07
Publication date: 2004-10-01
Anticipated expiration: 2020-07-07
Also published as: DE60045843D1; CZ200275A3; KR20020019480A; JP2001080986A; CZ304826B6; EP1205458A1; EP1205458A4; EP1205458B1; WO2001004074A1; JP4131486B2; US6562087B1

Abstract

다음의 각 성분을 함유하고, 발열량이 4500J/g이상인 자동발화성 인핸서제 조성물.

(a) 5-아미노테트라졸

(b) 금속분말

(c) 질산칼룸, 질산나트륨 및 질산스트론튬으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종이상

(d) 3산화몰리브덴

더욱, 상기 자동발화성 인핸서 조성물의 100g당의 발생가스몰수는 0.5mol이상 2.0mol이하이다.

Description

자동발화성 인핸서제 조성물{AUTOMATICALLY IGNITABLE ENHANCER AGENT COMPOSITION}

에어백장치는 자동차탑승원의 안전성 향상을 위해 근년에 널리 채용되어 있는 탑승원 보호장치이다. 그 원리는 센서가 충돌을 검지함으로써 전기신호를 발하여, 가스발생기를 작동시켜서 에어백을 전개하여 탑승원의 충돌에 의한 충격을 완화시키는 작용을 한다.

이 가스발생기가 작동하는 순서로서는 센서로부터의 신호를 골라 취한 이그나이터가 우선 발화하여, 다음에 인핸서제로 전화한 후에 가스발생제를 착화시킨다.

여기서 인핸서제의 역할은 소정의 시간내에 가스발생제 개개의 표면을 전면 착화시키는 것이다. 이것에 의해서, 가스발생기는 소정의 계산대로 또 착화 지연함이 없이 본래의 성능을 발휘한다.

종래, 사용되고 있는 인핸서제에는 붕소와 질산칼륨을 주성분으로 하는 소위「보론초석」이 인핸서제로서 일반적으로 사용되고 있다. 이 인핸서제는 순간에 연소하여 또한 높은 발열량을 발생하는 것, 붕소의 금속열 입자가 발생하여 착화를 촉진하는 것등의 이점에서 사용되고 있다. 그러나 이 보론초석의 100g당의 발생가스 몰수는 0.4이하이며, 착화성이 나쁜 가스발생제에 대하여는 발생가스가 적기 때문에 착화가 불안정하게 된다는 문제를 가지고 있다.

또, 가스발생기의 용기재질로서 가스발생기의 경량화를 위해서 종래의 스테인리스(SUS)제에 대체하여 알루미늄제를 사용하는 것이 보급되어 있다. SUS제의 경우에는 고온강도가 우수함으로 차량 화제나 가스발생기의 소각처리등의 승온시에도 용기의 파괴가 생기는 일없이 내부의 가스발생제를 연소시키는 것이 가능하다.

그러나, 가스발생기의 용기가 알루미늄제의 경우에는 고온에 있어서 강도가 현저하게 저하한다. 차량화재등에 의해서 가스발생기가 화염에 들어내어 쬐어서 내부의 가스발생제가 연소한 때, 알루미늄제 용기자체의 강도도 화염에 의해 저하되어 있으면, 가스발생제의 연소압력에 견딜수 없어 용기가 파열한다. 그 파열된 용기의 파편이 주위에 비산하여 탑승원이나 주위에 있는 사람들에게 피해를 줄 염려가 있다.

이 대책으로서 알루미늄제 용기를 사용하는 경우에는 알루미늄의 강도저하가 생기는 온도 보다도 낮은 온도에서 자동발화하는 화약조성물을 가스발생제나 인핸서제와는 따로 알루미늄제 용기내에 설치하여, 알루미늄제용기의 강도저하가 생기기 전에 알루미늄제 용기내에서 가스발생제를 연소시켜버리고 알루미늄제용기의 파열등의 위험이 생기지 않도록 하는 것이 제안되어 있다. 여기서 자동발화하는 화약의 자동발화성이란, 180°이상 210℃이하의 범위에서 발화하는 것이며, 이것은 알루미늄의 고온에 있어서 강도저하가 생기는 것보다도 낮은 온도이다.

예컨대 USP 4,561,657호에 알루미늄제 용기를 사용하는 경우에는 알루미늄의 강도저하가 생기는 온도보다도 낮은 온도에서 자동발화하는 화약을 가스발생기의 용기내면에 밀착시켜서 배치하는 방식이 제안되어 있다. 여기서 사용되고 있는 자동발화약은 니트로셀룰로스를 주성분으로서 구성되어 있는 것이며, 니트로셀룰로스자체는 고온하에서는 장기 안정성이 결여되고, 더욱이 그 열화에 의해 자연발화하는 가능성 조차있다. 그때문에, 가스발생제나 인핸서제와는 별도로 새로이 자동발화성의 화약조성물을 추가할 필요가 있으며, 코스트의 면에서도 유리하다고는 말하기가 어렵다.

더욱이, 일본국 특개평 4-265289호, 특개평 7-232989호, 특개평 8-508972호, 특개평 8-511233호에 개시되어 있는 자동발화성 조성물은 앞서의 미국특허와 마찬가지로 가스발생기의 내부에 어떤 구조물을 부착하거나, 이그나이터의 점화약중이나 인핸서제중에 짜넣거나 할 필요가 있다. 그 때문에 구조가 복잡화하여 코스트가 높게 된다는 문제를 가지고 있다.

또, 재공표 WO 97/20786호에는 자동발화성을 가지는 인핸서제가 개시되어 있다. 그러나, 이 인핸서제는 발열량이 3400J/g와, 보론초석의 발열량 6700J/g에 비교하여 낮고, 금속열입자를 거의 함유하지 않는다. 그 때문에 가스발생기의 착화지체나, 출력부족으로 되는 염려가 있다는 문제를 가지고 있다.

또한, 종래의 보론초석 인핸서는 발화점이 약 470℃부근이며, 여기서 말한자동발화성의 기능을 나타내지 않는다.

본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는 자동발화성을 갖춘 인핸서제 조성물로서 높은 발열량을 가지는 인핸서제 조성물을 제공하는 것에 있다.

본 발명은 자동차용 에어백장치의 가스발생기에 사용되는 인핸서제(전화제)로서 사용이 가능한 신규 화약조성물에 관한 것이다. 본 발명은 높은 발열량을 유지하면서, 자동발화성을 갖는 것을 특징으로 한다.

도 1은 각 실시예, 비교예에서 사용한 발화대기 시험장치도이다.

도 2는 각 실시예, 비교예에서 사용한 가스발생기의 구조를 도시한 주요부 단면모식도이다.

도 3은 본 발명의 자동발화성 인핸서제 조성물을 사용한 가스발생기를 작동하여 얻어진 60L탱크테스트의 연소상태를 시간과 압력의 관계로 도시한 그래프이다.

도 4는 측정시험의 결과를 나타내는 표 1이다.

본 발명자들은 상기 과제를 해결하고자 예의 검토한 결과, 인핸서제 조성을 규정함으로써 자동발화성을 발현하여, 또한 높은 발열량을 가지고 가스발생제로의 착화가 양호하게 되는 것을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.

또, 인핸서제에 의한 가스발생제 착화기능의 고찰로부터 인핸서제는 다음과 같은 i 내지 iii의 특징을 가지고 있는 것이 바람직하고, 이 의미에 있어서, 발열량이 낮고, 가스발생량의 증대를 추구하는 가스발생제란, 근본적으로 목적을 달리하는 화약조성물인 것이라는 이해에 의거하여 본 발명은 이루어졌다. 또한 인핸서제로서는 하기 i 내지 iii의 특징을 모두 갖추고 있는 것이 이상적이나 하기 i의 특징만에 의하여 인핸서제로서 기능하는 것이 가능하다.

인핸서제에 요구되는 특징

i. 가스 발생제에 착화하기 위한 충분한 열량을 주기위해 높은 발열량을 가지고 있는 것.

ii. 가스발생제의 개개의 표면을 전면착화하기 위해서 적당한 가스흐름을 발생시키기 위한 발생가스 몰수를 가지고 있는 것.

iii. 가스발생제에 직접부착하여 가스발생제를 착화시키는 금속열입자를 많이 가지고 있는 것.

즉, 본 발명의 자동발화성 인핸서제 조성물은 다음의 각성분을 함유하고, 발열량이 4500J/g이상, 바람직하게는 6000J/g이상인 것을 특징으로 한다.

(a) 5-아미노테트라졸

(b) 금속분말

(c) 질산칼륨, 질산나트륨 및 질산스트론튬으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이상.

(d) 3산화몰리브덴

상기 본 발명의 자동발화성 인핸서제 조성물은 5-아미노테트라졸 및 금속분말에 가하여, 질산칼륨, 질산나트륨, 질산스트론륨 등의 산화제와 3산화몰리브덴이 첨가되는 것에 의하여 자동발화성을 가지고 있다. 여기서 상기 자동발화성이란 180℃에서 210℃의 범위에서 발화하는 것이며, 이것은 알루미늄의 고온에 있어서 강도저하의 관점에서 필요한 온도범위라 할 수 있다.

상기 본 발명의 자동발화성 인핸서제 조성물은 자동발화성을 가지면서 4500J/g이상의 높은 발열량을 가지고 있음으로 인핸서제 조성물로서는 바람직한 성질을 가지고 있다. 특히 발열량이 6000J/g이상의 것은 인핸서제 조성물로서 최적이다.

그결과, 상기 본 발명의 자동발화성 인핸서제 조성물은 가스발생기 구조를 복잡화 함이 없이 가스발생기에 자동발화성을 가지게 할 수가 있다.

더우기, 본 발명의 자동발화성 인핸서 조성물은 상기 특징에 가하여 100g당의 발생가스 몰수가 0.5mol이상 2.0mol이하인 것을 특징으로 한다. 100g당의 발생가스몰수가 0.5mol이상 2.0mol이하이면, 가스발생제를 착화하는데에 적합한 양의 발생가스흐름을 공급할 수 있다.

이와같은 본 발명의 자동발화성 인핸서 조성물은 높은 발열량과 적당하게 발생하는 가스흐름과를 밸런스하여 조합하는 것으로 안정된 양호한 착화성능을 얻을 수 있다. 그 결과, 본 발명의 자동발화성 인핸서제 조성물은 일반적인 보론초석 인핸서제로 우수한 전화성을 유지하면서 자동발화성을 발현한다.

또, 상기 금속분말은 합금을 분말로 한 것이라면 좋으나 알루미늄, 마그네슘, 마그나륨, 붕소, 티탄 및 지르코늄으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.

구체적으로는 상기 금속분말로서 붕소를 선택한 경우 자동발화성 인핸서제 조성물의 구성비는 다음의 I, 더욱 바람직하게는 II이다.

I. (a) 5-아미노테트라졸 3중량%이상 25중량%이하

(b) 붕소 5중량%이상 30중량%이하

(c) 질산칼륨 50중량%이상 85중량%이하

(d) 3산화몰리브덴 0.2중량%이상 10중량%이하

또는

II. (a) 5-아미노테트라졸 5중량%이상 15중량%이하

(b) 붕소 16중량%이상 25중량%이하

(c) 질산칼륨 60중량%이상 80중량%이하

(d) 3산화몰리브덴 1중량%이상 7중량%이하

이와같은 본 발명의 자동발화성 인핸서제 조성물은 함질소유기화합물을 많이 함유하는 다른 화약조성물과 다르며, 함질소유기화합물 즉, 5-아미노테트라졸의 함유량이 25중량%이하, 더욱 바람직하게는 15중량%로 적고, 또 금속분말을 5중량%이상 30중량%이하의 범위에서, 더욱 바람직하게는 16중량%이상 25중량%이하의 범위에서 다량으로 함유하고 있다. 그 때문에 많은 금속열입자에 의하여 가스발생제를 직접 착화시킴으로서 온도의존성이 적고, 안정된 착화성능이 얻어진다.

본 발명의 자동발화성 인핸서제 조성물은 다음의 각 성분을 함유하고, 발열량이 4500J/g이상, 바람직하게는 6000J/g이상이다.

(a) 5-아미노테트라졸

(b) 금속분말

(c) 질산칼륨, 질산나트륨 및 질산스트론튬으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이상

(d) 3산화몰리부덴

더하여, 본 발명의 자동발화성 인핸서 조성물에 있어서, 100g당의 발생가스몰수는 0.5mol이상 2.0mol이하인 것이 바람직하다.

상기 5-아미노테트라졸은 염료성분으로서 함유되어 있다. 상기 5-아미노테트라졸은 함질소유기화합물 중에서도 안정성, 안전성을 포함하여 극히 취급이 용이하며, 가격도 싸고, 본 발명에 있어서 바람직한 물질이다. 또 5-아미노테트라졸의 함유량은 3중량%이상 25중량%이하가 좋으며, 더욱 바람직하게는 5중량%이상 15중량%이하의 범위이다. 5-아미노테트라졸의 함유량은 자동발화성을 가지기 때문에 최저량이라도 좋으며, 25중량%보다도 많이 함유하는 경우는 인핸서제 조성물의 발열량저하 및 금속열 입자의 감소, 즉, 전화력 부족을 초래한다. 또, 3중량% 보다도 적은 경우에는 자동발화성을 발현하지 않으며 바람직하지 않다.

상기 질산칼륨, 질산나트륨 및 질산스트론튬으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종은 산화제로서 함유되어 있다. 다른 질산염 단독으로는 자동발화성을 발현하지 않으며 바람직하지 않다. 그러나 질산칼륨, 질산나트륨 및 질산스트론튬으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종과 병용하는 것으로 자동발화성을 발현시킬 수가 있다. 특히 질산칼륨은 흡습성이 없는 것이나 취급이 용이한 것이 보다 바람직하다. 산화제의 함유량은 50중량%이상 85중량%이하가 좋고, 더욱 바람직하게는 60중량%이상 80중량%이하이다. 산화제의 함유량은 50중량%보다도 적으면 산소공급량이 부족하여, 불완전 연소때문에 유해한 CO를 생성한다. 85중량%보다도 많으면, 발열량이 저하하여 전화력 부족으로 된다.

상기 금속분말의 구체예로서는 알루미늄, 마그네슘, 마그나륨, 붕소, 티탄 및 지르코늄을 들 수 있다. 취급위험성의 낮음이나 가격이 싼것임으로, 특히 붕소가 바람직하다. 금속분말의 함유량은 많게될수록 발열량은 증가하여, 금속열입자도 많게된다. 그러나 가스발생기가 문제없이 작동하기 위해서는 4500J/g이상, 더욱 바람직하게는 6000J/g이상의 값을 가질 필요가 있다. 그때문에 그 함유량은 5중량%이상, 30중량%이하가 좋으며, 더욱 바람직하게는 16중량%이상 25중량%이하이다. 함유량이 5중량%보다도 적은 경우에는 발열량의 저하, 금속열 입자의 감소를 초래한다. 또 30중량% 보다도 많은 경우에는 상대적으로 다른 성분량이 감소하여, 자동발화성을 발현하지 않게된다.

상기 3산화몰리브덴의 함유량은 0.2중량%이상 10중량%이하가 좋으며, 더욱 바람직하게는 1중량%이상 7중량%이하이다. 3산화몰리브덴의 함유량은 자동발화성이 발현하는 최저량이라도 좋고, 0.2중량%보다도 적은 경우에는 자동발화성이 발현하지 않으며, 10중량% 보다도 많게 첨가한 경우는 현저한 발열량의 저하를 초래한다.

또, 본 발명의 자동발화성 인핸서 조성물에 있어서, 발생가스 몰수가 0.5mol 보다 적은 경우는 발생가스 흐름이 적기 때문에 착화가 불안정하게 되는 염려가 있다. 발생가스몰수가 2.0mol보다 많은 경우, 발열량이 낮게되기 때문에 인핸서제로서의 성능을 충분하게 발휘할 수 없는 염려가 있다.

또, 본 발명의 인핸서제 조성물에 있어서는 필요에 따라서 각종 첨가제를 첨가할 수가 있다. 사용할 수 있는 첨가제로서는 바인더, 고결방지제, 성형용 조제등을 들 수 있다. 바인더로서는 히드로탈사이트류나, 니트로셀룰로오스등을 예시할 수 있으며, 고결방지제로서는 질화규소, 탄화규소 등을 예시할 수 있으며, 성형용 조제로서는 스테아르산마그네슘, 스테아르산아연등을 예시할 수 있다.

이 첨가제의 본 발명의 인핸서제 조성물에 대한 함유량은 0.1중량%이상 5중량%이하인 것이 바람직하다.

다음에, 본 발명의 인핸서제 조성물에 있어서 각 성분의 바람직한 조합에 대하여 설명한다. 금속분말로서는 붕소가 가장 바람직하며, 산화제로서는 질산칼륨이 가장 바람직하다.

그리고, 각 성분의 바람직한 조성비는 5-아미노테트라졸 3중량%이상 25중량%이하, 붕소 5중량%이상 30중량%이하, 질산칼륨 50중량%이상 85중량%이하, 3산화몰리브덴 0.2중량%이상 10중량%이하이다.

더욱 바람직하게는 5-아미노테트라졸 5중량%이상 15중량%이하, 붕소 16중량%이상 25중량%이하, 질산칼륨 60중량%이상 80중량%이하, 3산화몰리브덴 1중량%이상 7중량%이하이다.

그리고 이 조성비의 범위에 있어서 그 발열량이 적어도 4500J/g이상, 더욱 바람직하게는 6000J/g이상이 되도록 조정된다. 또한 발열량은 착화성의 관점에서 높은쪽이 바람직하나, 가스발생기에 사용되는 알루미늄용기의 내열성의 관점에서 7500J/g이하로 하여 두는 것이 바람직하다.

본 발명의 자동발화성 인핸서제 조성물의 형상은 분말상, 과립상, 펠릿상의어느것이라도 좋고, 또 혼련한 약제를 주형품 또는 압출성형품으로 하여도 좋다. 성형할 수 있는 형상으로서는 예컨대 정제상, 단공원통상, 다공원통상등을 들 수 있다.

다음에 본 발명의 인핸서제조성물의 제조법에 대하여 설명한다. 본 발명의 자동발화성 인핸서제 조성물은 프레스성형, 압출성형의 어느방법으로도 실시가능하다. 또한 성형후에 열처리를 행하는 것으로 자동발화성 인핸서제 조성물을 충분하게 건조시켜, 수분에 기인하는 착화지연의 방지나 내환경성의 향상을 이룰 수가 있다.

프레스성형을 행하는 경우, 우선 연료성분, 및 산화제에 고결방지제를 첨가하여, V형혼합기로 혼합한 후에 분쇄를 행한다. 분쇄가 끝난 연료성분, 분쇄가 끝난 산화제, 성형용 조제를 소정량을 계량하여 V형 혼합기로 균일하게 혼합한 후, 프레스성형기에 투입하여, 열처리를 행한다. 얻어진 성형체는 인핸서제 조성물로서 사용된다.

압출성형을 행하는 경우, 마찬가지로 연료성분, 산화제를 분쇄하여, 각 성분을 스파이럴믹서에 계량을하고 외할로 8에서 25중량%의 범위에서 물을 더하여 충분하게 혼련하여, 점성을 갖는 습약으로 한다. 그후에, 진공혼련 압출성형기를 사용하여, 소망의 형상으로 압출성형하여 적절히 절단한 후, 열처리를 행한다. 이와같이하여 얻어진 압출성형체를 인핸서제 조성물로서 사용된다.

다음에, 본 발명의 인핸서제 조성물에 사용하는 각 성분의 입경에 대하여 설명한다. 각 성분의 바람직한 입경은 50%입경으로 다음과 같다.

5-아미노테트라졸: 1㎛이상 30㎛이하,

질산칼륨: 20㎛이상 100㎛이하,

붕소: 0.5㎛이상 20㎛이하,

3산화몰리브덴: 1㎛이상 40㎛이하.

더욱 바람직하게는 입자경은 50%입경으로 다음과 같다.

5-아미노테트라졸: 10㎛이상 20㎛이하, 질산칼륨: 40㎛이상 70㎛이하, 붕소: 1㎛이상 15㎛이하, 3산화몰리브덴: 5㎛이상 25㎛이하.

[측정시험]

본 발명의 자동발화성 인핸서제 조성물에 대하여 다음과 같은 측정시험을 행하였다.

발열량의 측정

발열량의 측정을 펌프칼로리미터에 의해 행하였다.

SUS제의 밀폐용기중에 본 발명의 자동발화성 인핸서제 조성물을 1.0g 계량하여 니크롬선을 접속시킨 상태로 덮개를 닫았다. 이것을 단열용기중에 물이 채워져 있는 중에 투입하여, 니크롬선을 통전시킨중의 인핸서제 조성물을 완전연소시켰다. 상술한 물의 온도와 비열에서 발열량을 계산하였다.

발화대기시험

본 발명의 자동발화성 인핸서제 조성물의 자동발화성을 조사하기 위해, 이하의 발화대기시험을 행하였다. 도 1에 도시한 자동온도조절기 부착 오일배스(10)에 실리콘오일(11)을 채우고, 다시 내경 2cm, 길이 20cm의 철제통(12)을 설치하였다.그리고, 히터(13)와 온도계(14)에 의하여, 200℃로 유지하였다. 철제통(12)중에 본 발명의 자동발화성 인핸서제 조성물을 0.2g투입후, 발화 또는 발온하기까지의 시간을 계측하였다. 1분이내에 발화 또는 발음이 확인된 경우, 자동발화성을 갖는다고 정의하였다.

60L탱크테스트

도 2에 도시된 가스발생기(1)를 사용하여 60L탱크테스트를 행하여, 인핸서제 조성물의 가스발생제에 대한 착화성을 검토하였다. 또한 가스발생기(1)는 점화장치(2)와 전화약(3)이 배치된 중앙의 점화실(7)과 그 주위의 가스발생제(4)가 충전된 연소실(8)과, 더욱이 그 주위의 철망(5)이 배치된 냉각필터실(9)로 구성되어 있다. 이 가스발생기(1)를 내용적 60리터의 용기에 부착한 후, 가스발생기(1)를 작동시켜, 압력을 측정하였다. 여기서 도 3에 도시한 바와같이, P1은 용기내의 최대도달압력, t1은 점화장치로의 통전에서 가스발생기(1)의 작동에 이르기까지의 시간, t2는 가스발생기(1)의 작동에서 압력(P1)을 얻기까지의 시간을 나타낸다. 인핸서제 조성물의 착화성능은 t1의 시간이 4ms이내인 것이 구하여져서, 이 범위를 초과하는 경우, 가스발생기(1)는 작동지연을 발생하여 충분한 성능을 발휘하지 않는다. 여기서는, 점화장치(2)로의 통전에서 가스발생기(1)의 작동에 이르기까지의 시간(t1)을 도시하였다.

상기 60L탱크 테스트를 사용한 가스발생기(1)내의 가스발생제(4)는 이하와 같이하여 제조하였다.

연료성분으로서 5-아미노테트라졸 및 질산구아니딘을, 산화제성분으로서 질산스트론튬을, 슬러그형성제로서 질화규소를, 바인더로서 합성히드로탈사이트를 이하의 조성비로 준비하였다.

5-아미노테트라졸(50%입경으로 15㎛): 24.7중량부

질산구아니딘(50%입경으로 30㎛): 11.9중량부

질산스트론튬(50%입경으로 13㎛): 53.4중량부

질화규소(50%입경으로 5㎛): 5.0중량부

합성히드로탈사이트(50%입경으로 10㎛): 5.0중량부

상기 각 성분을 V형 혼합기에 의해 건식혼합하였다. 다음에 혼합분말 전량에 대하여 15중량부의 물을 분무하면서 혼합하여, 그후 습식조립을 행하여, 입경 1mm이하의 과립상으로 하였다. 이 과립을 가열건조한 후, 회전식 타정기로 프레스성형하여 직경 5mm, 높이 1.5mm의 가스발생제 정제를 얻었다.

이 정제를 도 2에서 도시되는 가스발생기(1)에 40g 충전하여 상기 60L탱크테스트에 사용하였다.

시료의 제조

[실시예 1]

각 성분을 이하의 조성비로 준비하였다.

5-아미노테트라졸(50%입경으로 15㎛): 19.5중량부

붕소미분말(50%입경으로 9㎛): 8.0중량부

3산화몰리브덴(50%입경으로 17㎛): 8.0중량부

질산칼륨(50%입경으로 60㎛): 64.5중량부

니트로셀룰로오스의 아세트산이소아밀용액: 50.0중량부

(농도: 2중량%) (니트로셀롤로오스환산으로 1중량부)

상기 5-아미노테트라졸, 상기 붕소미분말, 상기 3산화몰리브덴을 V형혼합기에 의해서 건식혼합하였다. 이어서, 상기 니트로셀룰로오스의 아세트산이소아밀용액을 가하여 유발로 더욱 슬러리상이 되기까지 혼합하였다. 이것에, 상기 질산칼륨을 가하여 더욱 균일하게 되기까지 혼합하였다. 그후 아세트산이소아밀을 증발시켜서, 1mm눈의 메시를 통하여 과립상으로 하였다. 이것을 110℃에서 5시간 건조시켰다. 본 발명의 자동발화성 인핸서제 조성물을 얻었다.

이 시료를 사용한 상기 각 시험에 있어서 측정결과를 도 4의 표 1에 도시하였다.

[실시예 2]

각 성분을 이하의 조성비로 준비하였다.

5-아미노테트라졸(50%입경으로 15㎛): 11.2중량부

붕소미분말(50%입경으로 9㎛): 16.2중량부

3산화몰리브덴(50%입경으로 17㎛): 3.0중량부

니트로셀롤로오스의 아세트산이소아밀용액: 50.0중량부

(농도: 2중량%) (니트로셀룰로오스환산으로 1중량부)

질산칼륨(50%입경으로 60㎛): 69.6중량부

우선, 상기 5-아미노테트라졸, 상기 붕소미분말, 상기 3산화 몰리브덴을 V형혼합기에 의해 건식혼합하였다. 이어서, 상기 니트로셀룰로오스의 아세트산이소아밀용액을 가하여 유발로 더욱 슬러리 상으로 되기까지 혼합하였다. 이것에, 상기 질산칼륨을 더하여 더욱 균일하게 될때까지 혼합하였다. 그후, 아세트산이소아밀을 증발시켜, 1mm눈의 메시를 통하여, 과립상으로 하였다. 이것을 110℃에서 5시간 건조시켜, 본 발명의 자동발화성 인핸서제 조성물을 얻었다.

[실시예 3]

각 성분을 이하의 조성비로 준비하였다.

5-아미노테트라졸(50%입경으로 15㎛): 8.5중량부

붕소미분말(50%입경으로 9㎛): 18.7중량부

3산화몰리브덴(50%입경으로 17㎛): 1.5중량부

니트로셀룰로오스의 아세트산이소아밀용액: 50.0중량부

(농도: 2중량%) (니트로셀룰로오스환산으로 1중량부)

질산칼륨(50%입경으로 60㎛): 71.3중량부

상기 5-아미노테트라졸, 상기 붕소미분말, 상기 3산화몰리브덴을 V형혼합기에 의해서 건식혼합하였다. 이어서 상기 니트로셀룰로오스의 아세트산이소아밀용액을 가하여, 유발로 더욱 슬러리상이 되기까지 혼합하였다. 이것에 상기 질산칼륨을 가하여 더욱 균일하게 되기까지 혼합하였다. 그후 아세트산이소아밀을 증발시켜서, 1mm눈의 메시를 통하여 과립상으로 하였다. 이것을 110℃에서 5시간 건조시켰다. 본 발명의 자동발화성 인핸서제 조성물을 얻었다.

[비교예 1]

비교예 1로서 일반적으로 인핸서제 조성물로서 사용되고 있는 보론초석을 이하의 수순으로 제조하였다.

각 성분을 이하의 조성비로 준비하였다.

보론미분말 : 25.0중량부

질산칼륨 : 75.0중량부

니트로셀룰로오스의 아세트산이소아밀용액: 50.0중량부

(농도: 2중량%) (니트로셀룰로오스환산으로 1중량부)

상기 보론미분말과 상기 질산칼륨에 상기 니트로셀롤로오스의 아세트산이소아밀용액을 가하여, 유발로 더욱이 슬러리상으로 될때까지 혼합하였다. 그후 아세트산이소아밀을 증발시켜 1mm째의 메시를 통하여, 과립상으로 하였다. 이것을 110℃에서 5시간 건조시켜서 보론초석 인핸서제 조성물을 얻었다.

[비교예 2]

비교예 2로서 재공표 WO 97/20786호에 실시예 1로서 개시된 자동발화성 조성물을 이하의 수순으로 제조하였다.

각 성분을 이하의 조성비로 준비하였다.

5-아미노테트라졸 : 34.2중량부

질산칼륨 : 56.8중량부

3산화몰리브덴 : 4.5중량부

합성히드로탈사이트 : 4.5중량부

상기 5-아미노테트라졸, 상기 질산칼륨, 상기 3산화몰리브덴, 상기 합성히드로탈사이트를 V형혼합기에 의해 건식혼합하였다. 그후, 용매로서 물을 첨가하여, 습식조립을 행하고, 1mm 눈의 메시를 통하여 과립으로 하였다. 이것을 110℃에서 5시간 건조시켜 상기 자동발화성 조성물을 얻었다.

이 시료를 사용한 상기 각 시험에 있어서 측정결과를 도 4의 표1에 도시하였다.

[비교예 3]

비교예 3으로서 일본국 특개평 7-232989호에 개시된 자동발화성 조성물을 이하의 수순으로 제조하였다.

각 성분을 이하의 조성비로 준비하였다.

수크로오스 : 23.0중량부

염소산칼륨 : 74.0중량부

산화마그네슘 : 2.0중량부

상기 수크로오스, 상기 염소산칼륨, 상기 산화마그네슘을 V형혼합기에 의해 건식혼합하였다. 이것에 실리콘수지를 첨가하여 혼련하고, 1mm 눈의 메시를 통하여 조립(造粒)하였다. 48시간 방치하여 경화시켜, 상기 자동발화성 조성물을 얻었다.

결과

제 4도의 표 1에 의해서, 종래 다용되고 있는 보론초석 조성물(비교예 1)은 200℃에 있어서 발화시간이 180초후에 있어서도 발화하지 않으며 자동발화성을 가지고있지 않는 것을 알 수 있다. 또 재공표 WO 97/20786호 개시 조성물(비교예 2), 일본국 특개평 7-232989호 개시 조성물(비교예 3)은 자동발화성을 가지고 있는 것의 발열량이 4500J/g이하이기 때문에, 60L 탱크테스트에 있어서, 가스발생기의 착화지연이 생겨서 가스발생기에 요구되는 성능을 채우지 못한다. 여기서 60L 탱크테스트에 있어서 가스발생기에 구하여지는 t1의 값은 4ms이하이다.

이것에 대하여 본 발명의 자동발화성 인핸서제 조성물(실시예1 내지 실시예 3)은 4500J/g이상의 발열량을 가지면서 자동발화성도 가지고 있으며, 60L탱크테스트에 있어서, 착화지연은 확인되지 않는다.

본 발명의 자동발화성 인핸서제 조성물은 높은 발열량을 가지고 있음으로 인핸서제 조성물로서 최적이다. 더욱, 본 발명은 자동발화성을 갖춘 인핸서제 조성물임으로, 알루미늄제 가스발생기의 구조를 복잡하게 하는 일없이, 알루미늄제 가스발생기에 자동발화성을 가지게 할 수가 있다.

Claims

다음의 각 성분을 함유하고, 발열량이 4500J/g이상인 자동발화성 인핸서제 조성물.

(a) 5-아미노테트라졸

(b) 금속분말

(c) 질산칼륨, 질산나트륨 및 질산스트론튬으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종이상

(d) 3산화몰리브덴.
제 1 항에 있어서, 상기 금속분말이 알루미늄, 마그네슘, 마그나륨, 붕소, 티탄 및 지르코늄으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 자동발화성 인핸서제 조성물.
제 1 항에 있어서, 발열량이 6000J/g이상인 것을 특징으로 하는 자동발화성 인핸서제 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 자동발화성 인핸서 조성물의 100g당의 발생가스 몰수는 0.5mol이상 2.0mol이하인 것을 특징으로하는 자동발화성 인핸서제 조성물.
다음의 각 성분 및 다음의 조성비를 포함하고, 발열량이 4500J/g이상인 것을 특징으로 하는 자동발화성 인핸서제 조성물.

(a) 5-아미노테트라졸 3중량%이상 25중량%이하

(b) 붕소 5중량%이상 30중량%이하

(c) 질산칼륨 50중량%이상 85중량%이하

(d) 3산화몰리브덴 0.2중량%이상 10중량%이하
다음의 각 성분 및 다음의 조성비를 함유하고, 발열량이 4500J/g이상인 것을 특징으로 하는 자동발화성 인핸서제 조성물.

(a) 5-아미노테트라졸 5중량%이상 15중량%이하

(b) 붕소 16중량%이상 25중량%이하

(c) 질산칼륨 60중량%이상 80중량%이하

(d) 3산화몰리브덴 1중량%이상 7중량%이하
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 발열량이 6000J/g이상인 것을 특징으로 하는 자동발화성 인핸서제 조성물.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 자동발화성 인핸서제 조성물이 100g당의 발생가스 몰수가 0.5mol이상 2.0mol이하인 것을 특징으로 하는 자동발화성 인핸서제 조성물.