【手続補正書】
【提出日】平成16年10月1日(2004.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  自動車のエアバッグ拘束システムを膨張させるために有用なガス発生組成物であって、
トリアゾールの１−、３−、および５−置換アミン塩、およびテトラゾールの１−および５−置換アミン塩からなるクラスから選択される高窒素非アジド燃料；
ヒドラゾジカルボナミドおよびアゾジカルボナミドからなる群から選択される第２の燃料；および相安定化硝酸アンモニウム
の混合物を含む、前記組成物。
【請求項２】  高窒素非アジド燃料の、ガス発生組成物中における濃度が５−４５重量％であり、第２の燃料のガス発生組成物中における濃度が１−３５重量％であり、そして相安定化硝酸アンモニウムのガス発生組成物中における濃度が５５−８５重量％である、請求項１に記載のガス発生組成物。
【請求項３】  粘土、珪藻土、アルミナ、およびシリカを含む群から選択された、不活性な組み合わせのスラグ形成剤、結合剤、製造助剤、および冷却剤をさらに含む請求項２に記載のガス発生組成物であって、該スラグ形成剤のガス発生剤中における濃度が０．１−１０重量％である、前記組成物。
【請求項４】  トリアゾールの１−、３−、および５−置換アミン塩、およびテトラゾールの１−および５−置換アミン塩からなるクラスから選択される高窒素非アジド燃料であって、ガス発生組成物中における濃度が５−４５重量％である、該燃料；
ヒドラゾジカルボナミドおよびアゾジカルボナミドからなる群から選択される第２の燃料であって、１−３５重量％の濃度である、該第２の燃料；および
相安定化硝酸アンモニウムからなる酸化剤であって、ガス発生組成物中における濃度が５５−８５重量％である、該酸化剤
の混合物を含む自動車のエアバッグ拘束システムを膨張させるために有用なガス発生組成物であって、
上記燃料が５，５´−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノグアニジニウム塩、５，５´−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジグアニジニウム塩、５，５´−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノアミノグアニジニウム塩、５，５´−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアミノグアニジニウム塩、５，５´−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノヒドラジニウム塩、５，５´−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジヒドラジニウム塩、５，５´−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノアンモニウム塩、５，５´−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアンモニウム塩、５，５´−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノ−３−アミノ−１，２，４−トリアゾリウム塩、５，５´−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジ−３−アミノ−１，２，４−トリアゾリウム塩 、５，５´−アゾビス−１Ｈ−テトラゾールのジグアニジニウム塩、および５−ニトラミノ−１Ｈ−テトラゾールのモノアンモニウム塩からなる群から選択される、前記組成物。
【請求項５】  自動車のエアバッグ拘束システムを膨張させるために有用なガス発生組成物であって、
テトラゾール、トリアゾール、テトラゾールの塩、およびトリアゾールの塩からなる群から選択される高窒素非アジド燃料；
ヒドラゾジカルボナミドおよびアゾジカルボナミドからなる群から選択される第２の燃料；および
ガス発生組成物中における濃度が５５−８５重量％である相安定化硝酸アンモニウム
の混合物を含む、前記組成物。
【請求項６】  高窒素非アジド燃料が、ニトロテトラゾールおよびニトロトリアゾールからなる群から選択される、請求項５の組成物。
【請求項７】  高窒素非アジド燃料が、５−ニトロテトラゾール、ニトロアミノトリアゾール、および３−ニトロ−１，２，４−トリアゾール−５−オンからなる群から選択される、請求項６の組成物。
【請求項８】  請求項１〜７のいずれかに記載のガス発生組成物を含む、ガス膨張システム。
【請求項９】  請求項１〜７のいずれかに記載のガス発生組成物を含む、乗員安全拘束システム。
【請求項１０】  請求項１〜７のいずれかに記載のガス発生組成物を含む、エアバッグ拘束システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
しばしば、相安定化された硝酸アンモニウムまたは純粋な硝酸アンモニウムを含むガス発生組成物は、低い熱安定性を示し、且つ可塑剤および結合剤等の共存する添加剤の組成によって、許容できぬ程高いレベルの、例えばＣＯおよびＮＯｘ等の有毒ガスを生成する。さらに、硝酸アンモニウムは、低い点火性、小さい燃焼速度および性能変動の一因となる。硝酸アンモニウムを含むいくつかの公知のガス発生組成物は、この問題を解決するためＢＫＮＯ３等のよく知られている点火助剤を利用する。しかし、ＢＫＮＯ３等の点火助剤の添加は、それが非常に感度の高い且つエネルギーに富む化合物であるので望ましくなく、さらに熱不安定性、および生成される固体量の増加の一因となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
関連技術の説明
関連技術の説明は以下のようであり、そのすべては参照することによりここに取り込まれる。
Ｐｏｏｌｅによる米国特許No. 5,545,272は、ニトログアニジン（ＮＱ）３５−５５重量％、および相安定化硝酸アンモニウム（ＰＳＡＮ）４５−６５重量％からなるガス発生組成物の使用を開示している。燃料としてＮＱは、豊富なガスを発生し、且つ非常に少ない炭素および酸素からなり、それら両者が燃焼ガス中の高いレベルのＣＯおよびＮＯｘの一因となるので好ましい。 Ｐｏｏｌｅによれば、相安定化硝酸アンモニウム（ＰＳＡＮ）または純粋な硝酸アンモニウムの使用は、酸化剤を含む多くのガス発生組成物が熱的に不安定であるので、問題である。Ｐｏｏｌｅは与えられたパーセンテージのＮＱとＰＳＡＮを組み合わせて熱的に安定なガス発生組成物となることを見い出した。しかし、Ｐｏｏｌｅは１０００ｐｓｉで０．３２−０．３４インチ／秒の燃焼速度を報告している。よく知られているように、１０００ｐｓｉで０．４インチ／秒の燃焼速度は、膨張器内での自信をもっての使用には余にも低すぎる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
Ｐｏｏｌｅによる米国特許No. 5,531,941において、ＰｏｏｌｅはＰＳＡＮおよび非アジド燃料の特定群から選択された２または３以上の燃料の使用を示している。Ｐｏｏｌｅは、酸化剤として硝酸アンモニウム（ＡＮ）を使用するガス発生剤が一般的に、１０００ｐｓｉで典型的に０．１インチ／秒より低い燃焼速度で非常に遅い燃焼であると言っている。彼はさらに、エアバッグ適用には、約０．４−０．５０．１インチ／秒より低い燃焼速度は使用上困難であると示している。ＰＳＡＮの使用は、有毒なガスを最小にして、豊富なガスと最少の固体を生成する性質の故に望ましいとして示されている。にもかかわらず、Ｐｏｏｌｅは、低い燃焼速度の問題を認識し、従ってＰＳＡＮを大部分のＴＡＧＮおよび所望により１または２以上の燃料を含有する燃焼成分と組み合わせている。ＴＡＧＮの添加は硝酸アンモニウム混合物の燃焼速度を増加する。Ｐｏｏｌｅによれば、ＴＡＧＮ／ＰＳＡＮ組成物が許容できる０．５９−０．８３インチ／秒の燃焼速度を示す。しかし、ＴＡＧＮは製造および取り扱いにおいて安全注意を提起する敏感な爆発物である。さらに、ＴＡＧＮは米国運輸局によって“禁止”として分類されており、従って原料規制を複雑にする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
Ｐｏｏｌｅの米国特許No. 5,035,757に記載されたガス発生組成物はより容易に濾過できる固体生成物を生じるが、ガス収率が不満足である。
Ｃｈａｎｇらの米国特許No. 3,954,528は、ＴＡＧＮおよび合成高分子結合剤と酸化材料との組み合わせての使用を記載している。酸化材料は純粋なＡＮを含有するが、ＰＳＡＮの使用は示唆されていない。この特許は、大量の一酸化炭素、窒素酸化物および水素が許容でき且つ望ましい銃および他の装置における使用に対する推進剤の製造を示している。含まれる実用的な適用のため、熱的安定性は重要なパラメェターと考えられていない。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
Ｇｒｕｂａｕｇｈの米国特許No. 3,044,123は、主成分としてＡＮを含有する固体推進剤ペレットを製造する方法を記載している。この方法は、酸化できる有機の結合剤（酢酸セルロース、ＰＶＣ、ＰＶＡ、アクリロニトリル、およびスチレン−アクリロニトリル等）の使用を要求し、次いで圧縮によってペレットをつくるため混合物を形どり、そして熱によってペレットを処理する。これらのペレットは確かに、市販の硝酸アンモニウムが使用されているので温度循環によって壊されるであろうし、且つ特許請求された組成物は大量の一酸化炭素をつくるであろう。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
陽イオン性成分は、アンモニア、アミノグアニジン、ジアミノグアニジン、トリアミノグアニジン、ジシアンジアミド、ニトログアニジン等のグアニジン化合物、ウレア、カルボヒドラジド、オキサミド、オキサミド酸ヒドラジド、ビス−（カルボナミド）アミン、アゾジカルボナミドおよびヒドラゾジカルボナミド等の窒素置換カルボニル化合物、および３−アミノ−１，２，４−トリアゾール、３−アミノ−５−ニトロ−１，２，４−トリアゾール、５−アミノテトラゾールおよび５−ニトラミノテトラゾール等のアミノアゾール類を含有するアミン、アミノおよびアミドを含有する群の中から形成される。粘土、珪藻土、アルミナ、またはシリカ等の任意の不活性添加剤を、結合剤、スラグ形成剤、冷却剤または製造助剤として使用してもよい。非アジド推進剤を含む任意の点火助剤もＢＫＮＯ３等の通常の点火助剤の代りに利用してもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
式Ｉに示されるテトラゾールの一般的非金属塩は、陽イオン性窒素含有成分Ｚおよびテトラゾール環およびテトラゾール環の５位に置換したＲ基を含む陰イオン性成分を含む。式ＩＩに示されるトリアゾールの一般的アミン塩は、陽イオン性窒素含有成分Ｚおよびトリアゾール環を含む陰イオン性成分、およびトリアゾール環の３位および５位に置換した２つのＲ基を含み、Ｒ１はＲ２と構造的に同類であっても、なくてもよい。Ｒ成分は、水素、またはアミノ、ニトロ、ニトラミノ、または直接置換またはアミン基、ジアゾ基またはトリアゾ基を介して置換された、それぞれ式ＩまたはＩＩに示されるテトラゾリル基およびトリアゾリル基等の窒素含有化合物を含む群から選択される。成分Ｚは、いずれの式の１位で置換され、且つアンモニア、カルボヒドラジド、オキサム酸ヒドラジド、およびヒドラジン；グアニジン、アミノグアニジン、ジアミノグアニジン、トリアミノグアニジン、ジシアンジアミドおよびニトログアニジン等のグアニジン化合物；ウレア、オキサミド、ビス（カルボナミド）アミン、アゾジカルボナミドおよびヒドラゾジカルボナミド等の窒素置換カルボニル化合物またはアミド類；３−アミノ−１，２，４−トリアゾール、３−アミノ−５−ニトロ−１，２，４−トリアゾール、５−アミノテトラゾール、３−ニトラミノ−１，２，４−トリアゾール、５−ニトラミノテトラゾール、およびメラミン等のアミノアゾール類を含むアミン、アミノおよびアミドを含む多くの群から形成される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
本発明によれば、好ましいガス発生組成物は、ガス発生組成物の５−４５重量％、そしてより好ましくは９−２７重量％からなる１または２以上の第１の非アジドの高窒素燃料；ガス発生組成物の１−３５重量％、そしてより好ましくは１−１５重量％からなる１または２以上の第２の非アジドの高窒素燃料；およびガス発生組成物の５５−８５重量％、そしてより好ましくは６６−７８重量％からなるＰＳＡＮの混合物から生じる。テトラゾールは、より高い窒素含量とより低い炭素含量のため、トリアゾールよりも好ましく、より高い燃焼速度とより低い一酸化炭素となる。テトラゾールの塩は、より優れた点火安定性のため一層好ましい。ここに引用して含められるＯｎｉｓｈｉの米国特許No.5,439,251によって示されるように、テトラゾールの塩は摩擦や衝撃に対してより感受性が小さく、それによって操作安全性を高める。ビテトラゾールの非金属塩は、より優れた熱安定性の故にテトラゾールの非金属塩よりも好ましい。また、Ｏｎｉｓｈｉによって示されるように、ビテトラゾールの非金属塩は、より高い融点とより高い発熱ピーク温度を有し、それによってＰＳＡＮと組み合わせたとき、より大きな熱安定性を生じる。ビテトラゾールのジアンモニウム塩は、大量に製造され、且つ適当な費用で容易に得られるので好ましい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
相安定化硝酸アンモニウムを、“アジドの無いガス発生組成物の製造方法”と称する共有米国特許No.5,531,941に示されるようにして製造する。過塩素酸アンモニウム等の他の非金属無機酸化剤、または上記の燃料と組み合わせ、そして燃焼すると、できる限り少ない固体を生成する酸化剤はまた使用してもよい。燃料に対する酸化剤の比は好ましくは、平衡排気ガス中に許容される酸素の量が３重量％よりも低く、より好ましくは２重量％よりも低いか、または同じに調節される。酸化剤はガス発生組成物の５５−８５重量％を含む。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
ガス発生組成物の０−１０重量％の任意の燃焼速度修飾剤を、テトラゾールまたはトリアゾールのアルカリ金属、アルカリ土類金属、または遷移金属の塩：アルカリ金属またはアルカリ土類金属の硝酸塩または亜硝酸塩；ＴＡＧＮ；ジシアンジアミド、およびシアンジアミドのアルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩；アルカリ金属またはアルカリ土類金属のボロヒドリド；またはそれらの混合物を含む群から選択される。０−１０重量％の任意の組み合わせのスラグ形成剤と冷却剤は、粘土、珪藻土、シリカ、ガラス、およびアルミナ、またはそれらの混合物を含む群から選択される。記載された任意の添加剤または当業者に知られているものを組み合わせるとき、許容できる熱安定性、燃焼速度、および発射性に関して添加剤を合わせる注意をしなければならない。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
本発明によれば、重量操作によって決定されたＰＳＡＮ、１または２以上の第１の非アジドの高窒素燃料、および１または２以上の第２の非アジドの高窒素燃料の組み合わせは、全生成物質量の９０％以上の有益なガス生成物、および全生成物質量の１０％以下の固体生成物を与える。本発明を実施するのに適当な燃料は、窒素含有量が高く、そして炭素含有量が低く、それによって高い燃焼速度と一酸化炭素のできるだけ少ない発生を与える。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
多くの推進剤は、式Rb=aPn、式中Rb は線形の燃焼速度、Pは圧力、そしてaおよびnは定数である。定数n は圧力指数として知られ、圧力による推進剤の燃焼速度の依存度を表わす。米国特許No.5,074,938（参照してここに含める）中のＣｈｉによって記載されたように、圧力指数はできるだけゼロに近くあるべきである。n が増加すると、圧力のほんの少しの変化が燃焼速度の大きな変化となる。これは高い性能または発射変動、または過剰な圧力となる。従って、自動車のエアーバッグ適用には、約０．３またはそれより小さな圧力指数が膨張器の運転圧として望ましい。多くの燃焼速度が１００ｐｓｉ（６．９Ｍｐａ）で報告されているが、多くの膨張器の実際の運転圧は２２００ｐｓｉを超える。表３および図２に示されるように、本発明（例６によって例証される）の組成物は、上昇した圧力で０．３０以下の圧力指数を示す。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
他の利点は、本組成物の化学成分の非爆発性と入手の可能であることを含む。さらに、ＡＤＣＡの使用がＰＳＡＮをベースにする組成物の流動性を改善することが予期せずして見い出された。さらに、ＡＤＣＡは、滑沢剤として機能し、圧縮錠剤が製造プロセスの間ダイから出されるとき摩擦を減じる。
本発明を、以下の例によって説明する。全ての組成物は重量％で与えられる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
例３−比較例
表４は、典型的な非アジド燃料をPSANと組み合わせたときの、熱不安定性の問題を説明している：
【表４】
表４： PSAN−非アジド燃料混合物の熱安定性
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この例で、“分解した”は与えられた処方物のペレットが、脱色し、膨張し、砕け、および／またはくっつき（融解を示す）、それらをエアーバッグ膨張器における使用には不適当にしたことを意味する。一般に、１１５℃よりも低い融点をもついかなるPSAN−非アジド燃料混合物も１０７℃で保つと分解するであろう。示されるように、周知の非アジド燃料およびPSANを含む多くの組成物は、乏しい熱安定性の故に、膨張器内での使用に適さない。