(57)【要約】【課題】  ＣＯ発生量が抑制されたエアバッグインフレータ用ガス発生剤の提供。【解決手段】  燃料、酸化剤、バインダ及び添加剤を含有しており、前記添加剤が下記一般式（I）又は（II）で表される複合塩基性炭酸塩から選ばれる１種又は２種以上のものであるガス発生剤組成物。  Ｍ１＋Ｍ２３＋ＣＯ３（ＯＨ）２  （I），Ｍ３２＋Ｍ４２＋ＣＯ３（ＯＨ）２  （II）（式（I）中、Ｍ１＋は、Ｈ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋又はＮＨ４＋を示し；Ｍ２３＋は、Ａｌ３＋、Ｆｅ３＋、Ｃｒ３＋、Ｃｏ３＋、Ｉｎ３＋、Ｂｉ３＋、Ｓｂ３＋、Ｂ３＋、Ｓｃ３＋又はＧａ３＋を示し；式（II）中、Ｍ３２＋とＭ４２＋は互いに異なるものであり、Ｃｕ２＋、Ｚｎ２＋、Ｃｏ２＋、Ｎｉ２＋、Ｍｇ２＋、Ｍｎ２＋、Ｆｅ２＋又はＢｅ２＋を示す。）【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料、酸化剤、バインダ及び添加剤を含有しており、前記添加剤が下記一般式（I）又は（II）で表される複合塩基性炭酸塩から選ばれる１種又は２種以上のものであるガス発生剤組成物。
Ｍ１＋Ｍ２３＋ＣＯ３（ＯＨ）２        （I）
Ｍ３２＋Ｍ４２＋ＣＯ３（ＯＨ）２      （II）
（一般式（I）中、Ｍ１＋は、Ｈ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋又はＮＨ４＋を示し；Ｍ２３＋は、Ａｌ３＋、Ｆｅ３＋、Ｃｒ３＋、Ｃｏ３＋、Ｉｎ３＋、Ｂｉ３＋、Ｓｂ３＋、Ｂ３＋、Ｓｃ３＋又はＧａ３＋を示す。
一般式（II）中、Ｍ３２＋とＭ４２＋は互いに異なるものであり、Ｃｕ２＋、Ｚｎ２＋、Ｃｏ２＋、Ｎｉ２＋、Ｍｇ２＋、Ｍｎ２＋、Ｆｅ２＋又はＢｅ２＋を示す。）
【請求項２】
前記バインダが、有機物系バインダ及び／又は無機物系バインダである請求項１記載のガス発生剤組成物。
【請求項３】
バインダが、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、シリコーンから選ばれる１種又は２種以上のものである請求項１又は２記載のガス発生剤組成物。
【請求項４】
バインダが、酸化アルミニウムゾル、酸化ケイ素ゾル、酸化チタンゾル、酸化アンチモンゾルから選ばれる１種又は２種以上のものである請求項１又は２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、エアバッグ用インフレータ等に使用できるガス発生剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
エアバッグインフレータ用のガス発生剤は、一般に燃料、酸化剤、バインダ、各種添加剤を含有しているが、乗員の安全性確保の観点から、ガス発生剤が燃焼して生じるガス中に人体に有害なガス量ができるだけ少ないことが望ましい。
【０００３】
従来、前記ガス中のＣＯ濃度を低下させる方法として、ガス発生剤の酸素バランスを量論比よりも（＋）側にする方法、添加剤として水酸化アルミニウム等の金属水酸化物を含有させる方法が知られている。
【０００４】
ガス発生剤の酸素バランスを調整する方法を適用した場合、ＣＯ発生量は低減させることができるが、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生量が増加するという問題がある。金属水酸化物を含有させる方法を適用した場合、ＣＯ発生量は低減させることができるが、ガス発生剤の着火性が低下する傾向がある。
【特許文献１】特開平５−８７９号公報
【特許文献２】ＷＯ９７／０５０８７
【特許文献３】特開平１１−３１０４９０号公報
【特許文献４】ＷＯ９７／２０７８６
【特許文献５】特開２０００−３１９０８６号公報
【特許文献６】ＷＯ９８／２９３６１
【特許文献７】特開２００１−１９２２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、６に記載されたハイドロタルサイト類化合物は層状複水酸化物と呼ばれ、複数の水酸化物が重なった状態での層状構造となっており、その層間に２価及び３価の金属陽イオンが取り込まれ、それだけでは全体として正に荷電される。そのため、さらに層間に陰イオンが取り込まれることにより静電的なバランスが保たれており、さらにこの陰イオン同士の隙間には水分子（層間水）の介在が不可欠となっている。ガス発生剤組成物の原料としてこのような水分子を有する化合物を用いた場合は、耐温度環境下で質量減少を生じたり、発生した水分に起因する耐熱性の低下等が問題になる。
【０００６】
本発明で使用する複合塩基性炭酸塩の構造（金属陽イオンが１価＋３価又は２価＋２価の組合せ）は、上記ハイドロタルサイト類化合物のような層状構造ではないため水分子（層間水）の介在は不要であり、前記問題が生じるおそれは少ないと考えられる。
【０００７】
本発明は、着火性を低下させずにＣＯ発生量を低減させることができ、他の人体に有害なガスの発生量を増加させることの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】
【０００８】
本発明は、課題を解決する手段として、
燃料、酸化剤、バインダ及び添加剤を含有しており、前記添加剤が下記一般式（I）又は（II）で表される複合塩基性炭酸塩から選ばれる１種又は２種以上のものであるガス発生剤組成物を提供する。
【０００９】
Ｍ１＋Ｍ２３＋ＣＯ３（ＯＨ）２        （I）
Ｍ３２＋Ｍ４２＋ＣＯ３（ＯＨ）２      （II）
（一般式（I）中、Ｍ１＋は、Ｈ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋又はＮＨ４＋を示し；Ｍ２３＋は、Ａｌ３＋、Ｆｅ３＋、Ｃｒ３＋、Ｃｏ３＋、Ｉｎ３＋、Ｂｉ３＋、Ｓｂ３＋、Ｂ３＋、Ｓｃ３＋又はＧａ３＋を示す。
【００１０】
一般式（II）中、Ｍ３２＋とＭ４２＋は互いに異なるものであり、Ｃｕ２＋、Ｚｎ２＋、Ｃｏ２＋、Ｎｉ２＋、Ｍｇ２＋、Ｍｎ２＋、Ｆｅ２＋又はＢｅ２＋を示す）。
【００１１】
本発明は、課題を解決する他の手段として、
前記バインダが、有機物系バインダ及び／又は無機物系バインダである請求項１記載のガス発生剤組成物；
バインダが、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、シリコーンから選ばれる１種又は２種以上のものである請求項１又は２記載のガス発生剤組成物；
バインダが、酸化アルミニウムゾル、酸化ケイ素ゾル、酸化チタンゾル、酸化アンチモンゾルから選ばれる１種又は２種以上のものである請求項１又は２記載のガス発生剤組成物；
を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のガス発生剤は、ＮＯｘ等の人体に有害なガス発生量を増加させることなく、ＣＯ発生量を低減させることができる。更に本発明のガス発生剤は、添加剤として水酸化アルミニウムを含有する場合のように着火性が低下することもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明で用いる燃料としては、公知のガス発生剤で使用しているものを挙げることができるが、それらの中でも含窒素有機化合物が好ましい。含窒素有機化合物としては、硝酸グアニジン、ニトログアニジン、５−アミノテトラゾール、硝酸アンモニウム、メラミンから選ばれる１種又は２種以上を挙げることができる。
【００１４】
本発明で用いる酸化剤としては、公知のガス発生剤で使用しているものを挙げることができるが、それらの中でも、塩基性硝酸銅、塩基性炭酸銅、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸ストロンチウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸アンモニウムが好ましい。
【００１５】
本発明で用いるバインダは、有機物系バインダ又は無機物系バインダであり、これらを併用することもできる。
【００１６】
有機物系バインダとしては、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、シリコーンから選ばれる１種又は２種以上を挙げることができる。これらの中でも、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、グアガム、デンプンから選ばれる１種又は２種以上が好ましい。
【００１７】
無機物系バインダは無機物のゾルが好ましく、無機物のゾルは、水を分散媒とするものでもよいし、有機溶媒を分散媒とするものでもよい。バインダとして無機物のゾルを用いた場合には、人体に有害なガス（ＮＯｘやアンモニア等）の発生量も低減させることができるので好ましい。また、無機物のゾルは、公知の無機物系のバインダを使用した場合のように成型性が低下するという問題もない。
【００１８】
無機物のゾルとしては、金属酸化物のゾルが好ましく、金属酸化物のゾルとしては、酸化アルミニウムゾル、酸化ケイ素ゾル、酸化チタンゾル、酸化アンチモンゾルから選ばれる１種又は２種以上を挙げることができる。
【００１９】
本発明で用いる添加剤は、下記一般式（I）又は（II）で表される複合塩基性炭酸塩から選ばれる１種又は２種以上のものである。
【００２０】
Ｍ１＋Ｍ２３＋ＣＯ３（ＯＨ）２        （I）
Ｍ３２＋Ｍ４２＋ＣＯ３（ＯＨ）２      （II）
（一般式（I）中、Ｍ１＋は、Ｈ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋又はＮＨ４＋を示し；Ｍ２３＋は、Ａｌ３＋、Ｆｅ３＋、Ｃｒ３＋、Ｃｏ３＋、Ｉｎ３＋、Ｂｉ３＋、Ｓｂ３＋、Ｂ３＋、Ｓｃ３＋又はＧａ３＋を示す；
一般式（II）中、Ｍ３２＋とＭ４２＋は互いに異なるものであり、Ｃｕ２＋、Ｚｎ２＋、Ｃｏ２＋、Ｎｉ２＋、Ｍｇ２＋、Ｍｎ２＋、Ｆｅ２＋又はＢｅ２＋を示す）。
【００２１】
一般式（I）で表される複合塩基性炭酸塩としては、Ｍ１＋がＮａ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋で、Ｍ２３＋がＡｌ３＋、Ｆｅ３＋、Ｃｏ３＋であるものが好ましい。
【００２２】
一般式（II）で表される複合塩基炭酸塩としては、Ｍ３２＋及びＭ４２＋がＣｕ２＋、Ｚｎ２＋、Ｍｇ２＋であるものが好ましい（Ｍ３２＋とＭ４２＋は互いに異なるもの）。
【００２３】
本発明のガス発生剤組成物において、燃料、酸化剤、バインダ及び添加剤（複合塩基性炭酸塩）の含有割合は、以下のとおりである。なお、バインダとして金属酸化物のゾルを用いた場合には、分散媒を除いた固形分の質量を基準とする割合である。
【００２４】
燃料は１０〜７０質量％が好ましく、より好ましくは２０〜６０質量％であり、更に好ましくは３０〜５０質量％である。
【００２５】
酸化剤は２５〜８５質量％が好ましく、より好ましくは３０〜７０質量％であり、更に好ましくは４０〜６０質量％である。
【００２６】
有機物系のバインダは０．１〜２０質量％が好ましく、より好ましくは１〜１５質量％であり、更に好ましくは３〜１０質量％である。
【００２７】
無機物系のバインダ（金属酸化物のゾル）は０．１〜２０質量％が好ましく、より好ましくは１〜１５質量％であり、更に好ましくは３〜１０質量％である。
【００２８】
添加剤（複合塩基性炭酸塩）０．１〜２０質量％が好ましく、より好ましくは１〜１５質量％であり、更に好ましくは３〜１０質量％である。前記範囲内で含有させることにより、ＣＯ発生量を抑制することができ、ＮＯｘ等の有害ガスの発生量を抑制することができる。
【００２９】
本発明のガス発生剤は、本発明の課題を損なわない範囲で、上記した各成分に加えて、公知のガス発生剤に含まれている各種添加剤を含有することができる。この添加剤としては、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、アルミナ等の金属酸化物；炭酸コバルト、炭酸カルシウム；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種又は２種以上を挙げることができる。
【００３０】
添加剤（一般式（I）又は（II）で表される複合塩基性炭酸塩は除く）の含有量は、添加剤の種類に応じて適宜選択されるものであるが、燃料、酸化剤、バインダ及び一般式（I）又は（II）で表される複合塩基性炭酸塩の合計量１００質量部に対して、約０．１〜２０質量部が好ましい。
【００３１】
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。単孔円柱状、多孔円柱状のものは、孔が長さ方向に貫通しているもの、孔が貫通せずに窪みを形成しているもののいずれでもよい。
【００３２】
本発明のガス発生剤組成物の製造方法としては、燃料、酸化剤、バインダ及び添加剤（複合塩基性炭酸塩）を捏和機で混合して混合物を得た後、圧伸機により押出成型する方法を適用することができる。なお、バインダとして、水又は有機溶媒を分散媒とする無機物のゲルを使用した場合、捏和機で混合する際には、水や有機溶媒は必要に応じて添加すればよい。
【００３３】
本発明のガス発生剤組成物は、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。
【００３４】
また本発明のガス発生剤組成物を使用するインフレータは、ガスの供給が、ガス発生剤組成物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組成物の両方であるハイブリッドタイプのいずれでもよい。
【００３５】
更に本発明のガス発生剤組成物は、雷管やスクイブのエネルギーをガス発生剤組成物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】
【００３６】
実施例及び比較例
（１）試験用ストランドの調製
実施例及び比較例のガス発生剤組成物（成型前の混合物）を１１０℃で１６時間乾燥した。その後、粉砕し、更に３００μmの網目のＳＵＳ製篩に２回通して粒子径を揃えた。この粒径が調整された混合物２．００ｇを所定の金型の臼側に充填し、杵側端面から油圧ポンプで圧力１４．７MPaにて５秒間圧縮保持させた後に取り出し、外径９．５５mmの円柱状ストランドを成型して試験用サンプルとした。
【００３７】
（２）ガス濃度の測定方法
試験用サンプルの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、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、そのエネルギーにより着火、燃焼させた。６０秒待機し、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。
【００３８】
実施例１、２のガス濃度については、比較例１のガス濃度を１００％としたときの相対表示とした。結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
2008056500.tif 000002
【００４０】
表１から明らかなとおり、実施例１、２では比較例１と比べると、ＮＯ発生量は僅かに増加していたが、ＣＯ発生量は顕著に抑制されていた。また、実施例１、２、３と比較例１の着火性は、実施例１〜３はいずれも比較例１を超える量の添加剤を含んでいるにも拘わらず、ガス濃度測定時の観察から、同等以上の着火性を有することが確認された。