(57)【要約】【課題】  耐熱性の良いガス発生剤の提供。【解決手段】  車両の少なくともキャビン外に取り付けられ、車両に衝突した被衝突者を保護するためのエアバッグシステムに用いるガス発生器用のガス発生剤であり、密閉系内において１３０℃で４００時間保持した後の質量減少率が１％以下であるガス発生剤。ガス発生剤は、燃料と酸化剤を含み、燃料の融点が２５０℃以上のものが好ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の少なくともキャビン外に取り付けられ、車両に衝突した被衝突者を保護するためのエアバッグシステムに用いるガス発生器用のガス発生剤であり、密閉系内において１３０℃で４００時間保持した後の質量減少率が１％以下であるガス発生剤。
【請求項２】
燃料と酸化剤を含み、燃料の融点又は分解点が２５０℃以上である、請求項１記載のガス発生剤。
【請求項３】
酸化剤が、塩基性硝酸銅、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸ストロンチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸ストロンチウムから選ばれる１種又は２種以上のものである、請求項２記載のガス発生剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に衝突した被衝突者を保護するためのエアバッグシステムに用いるガス発生器用のガス発生剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、自動車内の乗員を保護するためのエアバッグシステムに加えて、自動車と衝突した被衝突者（歩行者等）を保護するためのエアバッグシステムの開発も望まれている。
【０００３】
歩行者保護用のエアバッグシステムでは、ガス発生器はキャビン（乗員がいる自動車内）外に取り付けることになるため、外部環境の影響や自動車の動力（エンジン）等による熱等の影響を受けやすくなることから、そのための対策が必要となる。
【０００４】
特許文献１には、ニトログアニジンと相安定化硝酸アンモニウムの組み合わせで、融点が１００℃以上の熱的に安定なガス発生剤組成物が特許請求の範囲に記載されている。そして、実施例においては、１２０℃、１３０℃で硝酸アンモニウムが相変化を示しており、このような高温放置条件下では、体積変化が起こり、ガス発生剤組成物の形状を維持できない。
【０００５】
特許文献２には、燃料としてのニトログアニジン、テトラゾール、トリアゾール、酸化剤としての相安定化硝酸アンモニウム、過塩素酸アンモニウムの組み合わせで、熱的に安定な非アジド系ガス発生剤が特許請求の範囲に記載されている。しかし、相安定化硝酸アンモニウムを添加すると、１２０℃、１３０℃で硝酸アンモニウムが相変化を示しており、このような高温放置下では、体積変化が著しくなり、ガス発生剤組成物の形状を維持できない。また、テトラゾール、トリアゾールは、相安定化硝酸アンモニウムと１００℃でも反応して、アンモニアガスを発生して分解してしまう。更に過塩素酸アンモニウムについては、燃焼時に塩化水素や塩素等のガスを大量に発生させることから、エアバッグシステム用には不適である。
【０００６】
特許文献３には、カチオン性高分子化合物とアニオン性高分子化合物、更にバインダーを含み、強い結合力のある熱安定性に優れたガス発生剤が特許請求の範囲に記載されている。しかし、具体的には、ガス発生剤の使用温度範囲は−４０℃〜１２０℃に限定されており、実施例でも、１０７℃×４００時間の高温放置試験、及び−４０℃〜１００℃×２００回程度の条件による熱衝撃性試験しか実施されていない。
【特許文献１】ＷＯ９６／２７５７４
【特許文献２】ＷＯ９８／０４５０７
【特許文献３】ＷＯ０３／０１１７９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した特許文献１〜３の発明では、自動車による熱的影響を受けやすい場所、例えばエンジンルーム近傍にガス発生器を取り付ける場合にはガス発生剤の耐熱性が十分ではない。
【０００８】
本発明は、特に耐熱性が優れており、車両に衝突した被衝突者を保護するためのエアバッグシステムに用いるガス発生器用のガス発生剤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】
【０００９】
本発明は、課題の解決手段として、車両の少なくともキャビン外に取り付けられ、車両に衝突した被衝突者を保護するためのエアバッグシステムに用いるガス発生器用のガス発生剤であり、密閉系内において１３０℃で４００時間保持した後の質量減少率が１％以下であるガス発生剤を提供する。
【００１０】
本発明のガス発生剤は、燃料と酸化剤を含み、燃料の融点又は分解点が２５０℃以上のものにすることができる。
【００１１】
本発明のガス発生剤は、酸化剤が、塩基性硝酸銅、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸ストロンチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸ストロンチウムから選ばれる１種又は２種以上のものにすることができる。
【００１２】
本発明のガス発生剤は、エアバッグの膨張手段として燃焼ガスのみを使用するパイロインフレータ用として適しているが、それ以外にも、エアバッグの膨張手段として燃焼ガスと加圧ガス（アルゴン、ヘリウム、窒素ガス等を高圧充填したガス）を併用するものや、加圧ガスのみを使用するもの（この場合は、インフレータ内を高圧に維持するための密閉系を形成するために用いる破裂板を破壊するためにガス発生剤を使用する）にも適用できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のガス発生剤は、耐熱性が非常に高いため、外部環境からの熱的影響を受けにくく、自動車の耐用年数である１０年以上の間、設計当初のガス発生性能を維持できる。
【００１４】
よって、車両に衝突した被衝突者（歩行者等）を保護するためのエアバッグシステムに用いるガス発生器用のガス発生剤として使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＜質量減少率＞
本発明のガス発生剤は、密閉系内において１３０℃で４００時間保持した後の質量減少率が１％以下のものであり、好ましくは０．８％以下、より好ましくは０．６％以下のものである。なお、質量減少率は、実施例に記載した試験方法により求められるものである。以下、このような質量減少率を満たすガス発生剤の各成分について説明する。
【００１６】
＜ガス発生剤の成分＞
本発明のガス発生剤は、（ａ）燃料及び（ｂ）酸化剤を含むものであり、それ以外にも必要に応じて（ｃ）バインダーや（ｄ）添加剤を含むことができる。
【００１７】
（ａ）成分の燃料は、融点又は分解点が２５０℃以上のものが好ましい。このような燃料としては、下記表１〜表５に示すもの、下記のプラスチック系材料、及びゴム系材料から選ばれる１種又は２種以上のものを挙げることができる。
【００１８】
【表１】
2006089347.tif 000002
【００１９】
【表２】
2006089347.tif 000003
【００２０】
【表３】
2006089347.tif 000004
【００２１】
【表４】
2006089347.tif 000005
【００２２】
【表５】
2006089347.tif 000006
【００２３】
（プラスチック系材料）
フェノール-ホルムアルデヒド樹脂、ユリア-ホルムアルデヒド樹脂、メラミン-ホルムアルデヒド樹脂、不飽和ポリエステル、ポリフタル酸ジアリル、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体、ポリアミド、ポリメタクリル酸メチル、ポリオキシメチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ケイ素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、ポリフェニレンエーテル、液晶ポリマー、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等。
【００２４】
（ゴム系材料）
並びに天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、スチレン-ブタジエンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、エチレン-プロピレンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム等。
【００２５】
（ｂ）成分の酸化剤は、塩基性硝酸銅、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸ストロンチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸ストロンチウムから選ばれる１種又は２種以上のものを挙げることができる。これらの中でも、本発明の課題を解決する観点から、過塩素酸カリウム、塩基性硝酸銅、硝酸ナトリウム、硝酸カリウムが好ましい。
【００２６】
本発明のガス発生剤は、必要に応じて、本発明の課題を解決できる範囲で（ｃ）成分としてバインダーを併用することができる。
【００２７】
バインダとしては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（ＣＭＣＮａ）、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、シリコーン等から選ばれる１種又は２種以上を用いることができる。
【００２８】
本発明のガス発生剤は、必要に応じて、本発明の課題を解決できる範囲で（ｄ）成分として各種の添加剤を併用することができる。
【００２９】
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、酸化ガリウム、シリカ、アルミナ等の金属酸化物；炭酸コバルト、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、塩基性炭酸亜鉛、塩基性炭酸銅等の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、ヒドロタルサイト等の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、二硫化モリブデン、ステアリン酸カルシウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素から選ばれる１種又は２種以上を挙げることができる。
【００３０】
＜ガス発生剤の成分の含有割合＞
本発明のガス発生剤が（ａ）燃料と（ｂ）酸化剤の２成分を含むとき、本発明の課題を解決する観点から、各成分の含有割合が次のとおりであることが好ましい。
【００３１】
（ａ）燃料は５〜６５質量％が好ましく、８〜６０質量％がより好ましく、１０〜５０質量％が更に好ましい。
【００３２】
（ｂ）酸化剤は３５〜９５質量％が好ましく、４０〜９２質量％がより好ましく、５０〜９０質量％が更に好ましい。
【００３３】
本発明のガス発生剤が（ａ）燃料、（ｂ）酸化剤、（ｃ）バインダの３成分を含むとき、本発明の課題を解決する観点から、各成分の含有割合が次のとおりであることが好ましい。
【００３４】
（ａ）燃料は５〜６０質量％が好ましく、８〜５５質量％がより好ましく、１０〜５０質量％が更に好ましい。
【００３５】
（ｂ）酸化剤は３５〜９５質量％が好ましく、４０〜９２質量％がより好ましく、５０〜９０質量％が更に好ましい。
【００３６】
（ｃ）バインダは０．１〜１５質量％が好ましく、１〜１２質量％がより好ましく、２〜１０質量％が更に好ましい。
【００３７】
本発明のガス発生剤が（ａ）燃料、（ｂ）酸化剤、（ｃ）バインダ、（ｄ）添加剤の４成分を含むとき、本発明の課題を解決する観点から、各成分の含有割合が次のとおりであることが好ましい。
【００３８】
（ａ）燃料は５〜６０質量％が好ましく、８〜５５質量％がより好ましく、１０〜５０質量％が更に好ましい。
【００３９】
（ｂ）酸化剤は３５〜９５質量％が好ましく、４０〜９２質量％がより好ましく、５０〜９０質量％が更に好ましい。
【００４０】
（ｃ）バインダは０．１〜１５質量％が好ましく、１〜１２質量％がより好ましく、２〜１０質量％が更に好ましい。
【００４１】
（ｄ）添加剤は０．１〜１０質量％が好ましく、０．５〜７質量％がより好ましく、１〜５質量％が更に好ましい。
【００４２】
本発明のガス発生剤は、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。
【００４３】
本発明のガス発生剤（又はそれから得られる成型体）は、車両に衝突した被衝突者を保護するためのエアバッグシステムに用いるガス発生器用のガス発生剤に使用するものであるが、公知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も適用できる。
【００４４】
更に本発明のガス発生剤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】
【００４５】
（質量減少率）
SUS製の破裂板（０．２mmアルミ板、破裂圧約１２kg/cm２）付き容器（内容量１１８ｍｌ）内に、精密秤量したガス発生剤（粉末状）４０．０±０．１ｇを入れ、直ちに密封した。容器内部は、外部雰囲気からは遮断されている。この容器を１３０℃の恒温槽中に入れ、４００時間保持した後、取り出してガス発生剤を精密秤量し、下記式より、質量減少率を求めた。
【００４６】
質量減少率（％）＝（初期質量−試験後質量）×100／初期質量
（初期質量及び試験後質量は、ガス発生剤の質量である。）
（燃焼速度）
ガス発生剤組成物を製造し、これらの組成物を直径約９．６mm、高さ約１２．７mmのストランドに成型して、６８６０kＰa圧力で、窒素雰囲気下で燃焼速度を測定した。
【００４７】
実施例１
メラミン-ホルムアルデヒド樹脂／過塩素酸カリウム／カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（ＣＭＣＮａ）：24.1／70.9／5（質量％）からなる組成のガス発生剤を調製した。このガス発生剤を用いて、質量減少率と燃焼速度を測定した。その結果、重量減少率は０．３％で、優れた耐熱性を示した。また、燃焼速度は１４mm/sで、実用できる燃焼性能を示した。
【００４８】
実施例２
ポリイミド６/過塩素酸カリウム：16.4/83.6（質量％）からなるガス発生剤成型体を調製した。このガス発生剤成型体を用いて、質量減少率と燃焼速度を測定した。その結果、重量減少率は０．４％で、優れた耐熱性を示した。また、燃焼速度は7.5mm/sで、実用できる燃焼性能を示した。
【００４９】
実施例３
ビニルメチルシリコーンゴム/過塩素酸カリウム：21.2/78.8（質量％）からなるガス発生剤成型体を調製した。このガス発生剤成型体を用いて、質量減少率と燃焼速度を測定した。その結果、重量減少は０．６％で、優れた耐熱性を示した。また、燃焼速度は18mm/sで、実用できる燃焼性能を示した。
【手続補正書】
【提出日】平成17年8月12日(2005.8.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
【表２】
2006089347.tif 000007
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
実施例２
ポリアミド６/過塩素酸カリウム：16.4/83.6（質量％）からなるガス発生剤成型体を調製した。このガス発生剤成型体を用いて、質量減少率と燃焼速度を測定した。その結果、重量減少率は０．４％で、優れた耐熱性を示した。また、燃焼速度は7.5mm/sで、実用できる燃焼性能を示した。