(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料及び酸化剤を含有しており、燃料としてレーザー散乱法により測定した粒子径（Ｄ５０）が３５μm以下のメラミンを含有するガス発生剤組成物であって、前記酸化剤が塩基性硝酸銅及び／又は塩基性炭酸銅を含有するガス発生剤組成物。
【請求項２】
更に燃料としてグアニジン硝酸塩を含有している請求項１記載のガス発生剤組成物。
【請求項３】
酸化剤として、塩基性硝酸銅と塩基性炭酸銅併用し、その場合の比率が、塩基性硝酸銅１００質量部に対して塩基性炭酸銅が１〜１００質量部である請求項１又は２記載のガス発生剤組成物。
【請求項４】
更に水酸化アルミニウムを含有する請求項１〜３のいずれかに記載のガス発生剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等のエアバッグ拘束システムに適したガス発生剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等のエアバッグ拘束システムに使用するガス発生剤組成物には、発生ガス中の窒素酸化物や一酸化炭素等の量が少ないこと、発生ガス中のミスト量が少ないこと、燃焼温度を低減できること等の各種要望がある。
【特許文献１】特開２００１−２２０２８２号公報
【特許文献２】特開２００４−６７４２４号公報
【特許文献３】特開平１１−３４３１９２号公報
【特許文献４】特開２００６−７６８４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術の中でも、特許文献１、２の発明に開示されたガス発生剤組成物は、発生ガス中の窒素酸化物や一酸化炭素等の量が少なく、燃焼温度を低減することで、冷却用のクーラントフィルタを減量化できる点で優れたものである。しかし、特許文献１，２の発明に開示されたガス発生剤組成物は、冬季のような気温が低い状況における着火性の点で、更に改良の余地がある。
【０００４】
本発明は、低温から高温までの幅広い温度における着火性が良く、かつ燃焼温度が低く、更に発生ガス中の窒素酸化物や一酸化炭素等の量が少ないガス発生剤組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、課題の解決手段として、燃料及び酸化剤を含有しており、燃料としてレーザー散乱法により測定した粒子径（Ｄ５０）が３５μm以下のメラミンを含有するガス発生剤組成物を提供する。
【０００６】
更に本発明は、課題の他の解決手段として、更に燃料としてグアニジン硝酸塩を含有している請求項１記載のガス発生剤組成物；
酸化剤として、塩基性硝酸銅及び／又は塩基性炭酸銅を含有する請求項１又は２記載のガス発生剤組成物；
酸化剤として、塩基性硝酸銅と塩基性炭酸銅併用し、その場合の比率が、塩基性硝酸銅１００質量部に対して塩基性炭酸銅が１〜１００質量部である請求項１〜３のいずれかに記載のガス発生剤組成物；
更に水酸化アルミニウムを含有する請求項１〜４のいずれかに記載のガス発生剤組成物を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のガス発生剤組成物は、燃料成分として粒子径の小さなメラミンを含有しているため、燃焼温度が低いにも拘わらず、着火性が良く、発生ガスも清浄で、窒素酸化物、アンモニア、一酸化炭素の含有量が低減されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明のガス発生剤組成物は、燃料としてレーザー散乱法により測定した粒子径（Ｄ５０）が３５μm以下のメラミン（以下「微粉メラミン」という）を含有している。微粉メラミンの粒子径（Ｄ５０）は、２０μm以下が好ましく、１０μm以下がより好ましい。このような粒子径の微粉メラミンは、燃焼温度が低いにも拘わらず、低温（例えば−４０℃）から高温（例えば８０℃）の範囲における着火性が良い。
【０００９】
本発明のガス発生剤組成物は、燃料として上記した微粉メラミンのみを用いてもよいが、上記した微粉メラミンと他の公知の含窒素化合物を併用してもよい。微粉メラミンと他の公知の含窒素化合物を併用するときは、微粉メラミンの含有量が１質量％以上であることが好ましく、３質量％以上であることがより好ましい。
【００１０】
公知の他の含窒素化合物としては、５−アミノテトラゾール、ビテトラゾールアンモニウム塩を含むテトラゾール類化合物；ニトログアニジン、グアニジン硝酸塩、ジシアンジアミドを含むグアニジン類化合物；トリメチロールメラミン、アルキル化メチロールメラミン、アンメリン、アンメランド、メラミンの硝酸塩、メラミンの過塩素酸塩、トリヒドラジノトリアジン、メラミンのニトロ化化合物を含むトリアジン類化合物から選ばれる１又は２以上を挙げることができる。これらの中でも、ニトログアニジン、グアニジン硝酸塩、ジシアンジアミドを含むグアニジン類化合物が好ましく、特に上記したメラミンと組み合わせることで、ガス発生剤組成物の燃焼温度の過度の低下を抑制して、好適な範囲に調整できるため、グアニジン硝酸塩が好ましい。
【００１１】
上記した微粉メラミンとグアニジン硝酸塩を併用する場合の比率は、微粉メラミン１００質量部に対して、グアニジン硝酸塩１０〜１５００質量部が好ましく、２５〜１０００質量部がより好ましく、５０〜７５０質量部が更に好ましい。
【００１２】
本発明のガス発生剤組成物中、燃料の含有量は５〜５０質量％が好ましく、７．５〜４５質量％がより好ましく、１０〜４０質量％が更に好ましい。
【００１３】
本発明のガス発生剤組成物は、酸化剤として、塩基性硝酸銅及び塩基性炭酸銅の少なくとも一方を含有していることが好ましいが、必要に応じて、更に公知の酸化剤を併用してもよい。塩基性硝酸銅及び塩基性炭酸銅は、それぞれを単独で使用することができるが、塩基性硝酸銅及び塩基性炭酸銅を併用した場合は、ガス発生剤組成物の燃焼温度を低下させることができ、発生ガス中の窒素酸化物や一酸化炭素等の量を低減できるので好ましい。
【００１４】
塩基性硝酸銅と塩基性炭酸銅を併用するときは、塩基性炭酸銅の含有割合を少なくすることが好ましく、塩基性硝酸銅１００質量部に対して、塩基性炭酸銅１〜８０質量部が好ましく、２．５〜６０質量部がより好ましく、５〜５０質量部が更に好ましい。
【００１５】
他の酸化剤としては、金属硝酸塩、硝酸アンモニウム、金属過塩素酸塩、過塩素酸アンモニウム、金属亜硝酸塩、金属塩素酸塩、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等を挙げることができる。
【００１６】
本発明のガス発生剤組成物中、酸化剤の含有量は４０〜９５質量％が好ましく、４５〜９０質量％がより好ましく、５０〜８５質量％が更に好ましい。
【００１７】
本発明のガス発生剤組成物は、更に水酸化アルミニウムを含有することができる。水酸化アルミニウムを含有することで、発生ガス中の窒素酸化物や一酸化炭素等の量を低減できるので好ましい。
【００１８】
本発明のガス発生剤組成物中、水酸化アルミニウムの含有量は０．１〜２０質量％が好ましく、０．２〜１５質量％がより好ましく、１〜１０質量％が更に好ましい。
【００１９】
本発明のガス発生剤組成物は、更にバインダを含有することができる。バインダとしては、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ナトリウム塩、カルボキシメチルセルロースカリウム塩、カルボキシメチルセルロースアンモニウム塩、酢酸セルロース、セルロースアセテートブチレート、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルエチルセルロース、微結晶性セルロース、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、アクリルゴム、グアガム、デンプン、シリコーン等を挙げることができる。
【００２０】
本発明のガス発生剤組成物中、バインダの含有量は０．５〜３０質量％が好ましく、１〜２０質量％がより好ましく、２〜１０質量％が更に好ましい。
【００２１】
本発明のガス発生剤組成物は、必要に応じて、ガス発生剤組成物に配合される公知の添加剤を含有することができる。公知の添加剤としては、酸化銅、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化ニッケル、酸化ビスマス、シリカ、アルミナを含む金属酸化物；水酸化コバルト、水酸化鉄、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物（但し、水酸化アルミニウムは除く）；炭酸コバルト、炭酸カルシウム、塩基性炭酸亜鉛、塩基性炭酸銅を含む金属炭酸塩又は塩基性金属炭酸塩；酸性白土、カオリン、タルク、ベントナイト、ケイソウ土、ヒドロタルサイトを含む金属酸化物又は水酸化物の複合化合物；ケイ酸ナトリウム、マイカモリブデン酸塩、モリブデン酸コバルト、モリブデン酸アンモニウム等の金属酸塩、シリコーン、二硫化モリブデン、ステアリン酸カルシウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ホウ酸、メタホウ酸、無水ホウ酸等を挙げることができる。
【００２２】
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。
【００２３】
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、サイドエアバック用インフレータ、インフレータブルカーテン用インフレータ、ニーボルスター用インフレータ、インフレータブルシートベルト用インフレータ、チューブラーシステム用インフレータ、プリテンショナー用ガス発生器に適用できる。
【００２４】
また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を使用するインフレータは、ガスの供給が、ガス発生剤からだけのパイロタイプと、アルゴン等の圧縮ガスとガス発生剤の両方であるハイブリッドタイプのいずれでもよい。
【００２５】
更に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、雷管やスクイブのエネルギーをガス発生剤に伝えるためのエンハンサ剤（又はブースター）等と呼ばれる着火剤として用いることもできる。
【実施例】
【００２６】
以下における測定方法は、次のとおりである。
【００２７】
（１）燃焼試験
０．９molのガスを発生するガス発生剤を、内径７５ｍｍ、内部高さ２８ｍｍの厚肉チャンバーに入れて密閉した。厚肉チャンバーの中央部には、直径２０ｍｍのインナーチューブがあり、インナーチューブ内に１．４５ｇのＢ／ＫＮＯ３添加剤とイニシエータが配置されている。また、厚肉チャンバーの周壁には、直径２ｍｍのノズルを複数開けた。前記ノズルの数を調整することで、常温（２３℃）で燃焼するときの厚肉チャンバーの内圧を１２MPa前後に調整した。この厚肉チャンバーを低温（−４０℃）の雰囲気におき、イニシエータに電流を流して、ガス発生剤を着火させた。そのときの着火状態を下記の基準で判定した。
良好：イニシエータが点火してから、１０ｍｓ以内にガス発生剤が着火した。
不良：イニシエータが点火してから、１０ｍｓを超えてもガス発生剤が着火しなかった。
【００２８】
（２）燃焼温度、発生ガス効率
理論計算に基づくものである。発生ガス効率は、単位ｍｏｌ／１００ｇは組成物１００ｇ当たりの発生ガスのモル数を表す。
【００２９】
（３）燃焼速度
粉体状の組成物を所定の金型の臼側に充填し、杵側端面より油圧ポンプで圧力１４．７MPaにて５秒間圧縮保持させた後取り出し、外径９．６mm、長さ１２．７０mmの円柱状ストランドに成型した。この成型体を１１０℃で１６時間乾燥した後に、ストランドの重量とストランドの直径、高さからストランドの密度を計算した。さらに、この円柱状成形体の側面と一つの端面にエポキシ樹脂系化学反応形接着剤コニシ株式会社製「ボンドクイック30」を塗布後、室温で２時間以上硬化させ、サンプルとして用いる。
【００３０】
サンプルとなる円柱状ストランドを内容積１ＬのＳＵＳ製密閉ボンブ内に設置して、ボンブ内を完全に窒素置換しながら、６．８６MPaにまで加圧安定させた。その後、ストランド端面に接触させたニクロム線に所定の電流を流し、そのエネルギーにより着火、燃焼させた。ボンブ内の経時圧力挙動は、記録計のチャートにて確認し、燃焼開始から圧力上昇ピークまでの経過時間をチャートの目盛りから確認し、燃焼前のストランド長さをこの経過時間で除して算出した数値を燃焼速度とした。
【００３１】
（４）ガス濃度の測定方法
上記の（３）と同じ方法で調製した円柱状ストランド（質量２．００ｇ）を内容積１ＬのＳＵＳ製密閉ボンブ内に設置して、ボンブ内を完全に窒素置換しながら、７MPaにまで加圧安定させた。その後、ストランド端面に接触させたニクロム線に所定の電流を流し、その溶断エネルギーにより着火、燃焼させた。６０秒間待機し、ボンブ内のガスが均一になってから、所定の栓付きテドラーバッグの開栓部をボンブガス排出部に連結し、ボンブ内の燃焼ガスを移入させることでサンプリングし、ガステック（株）製の気体検知管（ＮＯ２及びＮＯ検知用：No．10，ＮＨ３検知用：No．3L，ＣＯ検知用：No．1L）により、ＮＯ２、ＮＯ、ＮＨ３、ＣＯ濃度を測定した。
【００３２】
以下で用いたガス発生剤組成物の含有成分は、次のとおりである；
微粉メラミン：レーザー散乱法により測定した粒子径（Ｄ５０）が３５μm以下のもの
メラミン：レーザー散乱法により測定した粒子径（Ｄ５０）が３５〜５０μmのもの
ＧＮ：グアニジン硝酸塩
ＢＣＮ：塩基性硝酸銅
ＢＣＣ：塩基性炭酸銅
ＣＭＣＮａ：カルボキシメチルセルロースナトリウム塩
実施例１、比較例１
表１に示す組成を有するガス発生剤組成物について、燃焼試験を行った。結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
0005422096.tif 000002
【００３４】
実施例２〜４
表２に示す組成を有するガス発生剤組成物について、各測定を行った。結果を表２に示す。
【００３５】
【表２】
0005422096.tif 000003
【００３６】
実施例５〜８
表３に示す組成を有するガス発生剤組成物について、各測定を行った。結果を表３に示す。
【００３７】
【表３】
0005422096.tif 000004
【００３８】
実施例９〜１２
表４に示す組成を有するガス発生剤組成物について、各測定を行った。結果を表４に示す。
【００３９】
【表４】
0005422096.tif 000005
【００４０】
実施例１３〜１７
表５に示す組成を有するガス発生剤組成物について、各測定を行った。結果を表５に示す。
【００４１】
【表５】
0005422096.tif 000006
【００４２】
実施例１８〜２４
表６に示す組成を有するガス発生剤組成物について、各測定を行った。結果を表６に示す。
【００４３】
【表６】
0005422096.tif 000007