(57)【要約】ポリビニル（テトラゾール）は水性方法によって形成される。ポリビニル（テトラゾール）を含むガス生成組成物１２は、例示的なガス生成装置１０内に含まれている。物品またはガス生成システム２００はポリビニル（テトラゾール）をその内部に組込む。乗り物乗員保護システム１８０はガス生成システム２００を組込む。水性方法の生成物から形成されたコーティング３０２を含む物品または基体３００も記載される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含むポリビニル（テトラゾール）塩を形成する方法：
反応容器を提供する工程；
反応容器に水を加える工程；
反応容器に少なくとも１つのアジド塩を加える工程；
反応容器に少なくとも１つの界面活性剤を加える工程；
反応容器に少なくとも１つの二価のハロゲン化亜鉛を加える工程；
シアノまたはニトリル官能基を含む少なくとも１つのポリマーを反応容器に加える工程、ここで反応物容器に水、アジド塩、界面活性剤およびポリマーを加える順番は変えることができる；
反応容器の内容物を混合し、液体混合物にする工程；
反応容器の内容物を加熱し、反応容器の内容物を反応させる工程；
反応容器の内容物を冷却する工程；
反応容器の内容物をろ過し、ろ液を生成する工程；
水でろ液を洗浄し、ろ液／水混合物を生成する工程；
約１．０−１０リットルの冷水中にろ液／水混合物を分散させ、これを撹拌する工程；
分散されたろ液／水混合物を酸性化して約１−３のｐＨにして、これを撹拌する工程；
酸性化されたろ液／水混合物をろ過し、酸性化されたろ液／水混合物から固体を分離する工程；
固体を洗浄する工程；
固体を水中に懸濁し、撹拌しながらサスペンジョンに過剰の水酸化アンモニウムを加える工程；
水酸化アンモニウム混合物に固体を溶解してスラリーを形成する工程；および
コンテナー内へスラリーを注ぎ、スラリーを乾燥し、最終の固体を形成する工程。
【請求項２】
請求項１記載の方法の生成物を含む物品。
【請求項３】
反応容器を提供する工程；
反応容器に水、少なくとも１つのアジド塩、少なくとも１つの界面活性剤、少なくとも１つの二価のハロゲン化亜鉛、シアノまたはニトリル官能基を含む少なくとも１つのポリマーを反応容器に加える工程、ここで反応物容器に水、アジド塩、界面活性剤およびポリマーを加える順番は変えることができる；
反応容器の内容物を混合し、液体混合物にする工程；
反応容器の内容物を洗浄ろ過し、ろ液／水混合物を生成する工程；
ろ液／水混合物を酸性化して約１−３のｐＨにして、これを撹拌し、溶液中の固体を生成する工程；
固体を水中に懸濁し、撹拌しながらサスペンジョンに過剰の塩基を加える工程；
塩基／水混合物に固体を溶解してスラリーを形成する工程；および
コンテナー内へスラリーを注ぎ、スラリーを乾燥し、最終の固体を形成する工程；
を含むポリ（テトラゾール）の製造方法から形成された発光組成物。
【請求項４】
請求項３記載の発光組成物を含む物品。
【請求項５】
請求項３記載の方法の生成物をむガス生成装置。
【請求項６】
請求項１記載の方法の生成物から形成されたコーティングを含む基体。
【請求項７】
請求項３記載の発光組成物から形成されたコーティングを含む基体。
【請求項８】
反応容器を提供する工程；
反応容器に水、少なくとも１つのアジド塩、少なくとも１つの界面活性剤、少なくとも１つの二価のハロゲン化亜鉛、シアノまたはニトリル官能基を含む少なくとも１つのポリマーを反応容器に加える工程、ここで反応物容器に水、アジド塩、界面活性剤およびポリマーを加える順番は変えることができる；
反応容器の内容物を混合し、液体混合物にする工程；
反応容器の内容物を洗浄ろ過し、ろ液／水混合物を生成する工程；
ろ液／水混合物を酸性化して約１−３のｐＨにして、これを撹拌する工程；
酸性化されたろ液／水混合物をろ過し、酸性化されたろ液／水混合物から固体を分離する工程；
固体を水中に懸濁し、撹拌しながらサスペンジョンに過剰の塩基を加える工程；
塩基／水混合物に固体を溶解してスラリーを形成する工程；および
コンテナー内へスラリーを注ぎ、スラリーを乾燥し、最終の固体を形成する工程；
を含む、５位置で置換されたビニル化テトラゾールの製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法から形成された生成物を含んでいる物品。
【請求項１０】
請求項８記載の方法の生成物から形成されたコーティングを含む基体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
この出願は、２００５年７月３１日に出願された米国仮出願番号６０／７０４，３９７の利益を要求する。この出願はさらに米国特許出願番号１１，１４３，１９８の一部継続出願である、同時係属の出願番号１１／２６４，９８２の一部継続出願である。
【０００２】
技術分野
本発明は一般にガス生成システムに関し、またたとえば自動車の拘束システムのためのガス発生装置の中で使用されるガス生成物質組成物に関する。ポリビニル（テトラゾール）類の水性製造方法も提供される。公知の発光ダイオード（ＬＥＤｓ）および液晶ディスプレー（ＬＣＤｓ）の置き換えが企図される他の物品も提供される。
【０００３】
本発明の背景
本発明は、燃焼に際して自動車の乗員安全拘束装置を膨張させるために使用されるガスを急速に生成する無毒性のガス生成組成物に関する。特には本発明は許容可能な燃焼速度だけではなく、燃焼に際して許容可能なフレーム温度において比較的高いガス体積と固体粒子の比率を示す熱的に安定な非アジドガス生成組成物に関する。
【０００４】
アジドに基づいたガス生成物質から非アジド・ガス生成物質への変遷は、先行技術の中でよく記載されている。アジ化物ガス生成物質と比較した非アジ化物ガス生成物質組成物の利点は、たとえば、米国特許番号４，３７０，１８１；４，９０９，５４９；４，９４８，４３９；５，０８４，１１８；５，１３９，５８８および５，０３５，７５７に記載されている。これらの特許は参照され、本明細書の一部として組み込まれる。
【０００５】
燃料成分に加えて、火工品の非アジ化物ガス生成物質は、迅速な燃焼に必要な酸素を提供し、かつ生成される有毒ガスの量を減らすための酸化剤、炭素と窒素の有毒酸化物の無害のガスへの転換を促進する触媒、および燃焼の間および直後に形成された固体および液体生成物を凝集し、濾過可能なクリンカー状の微粒子にするスラグ形成成分のような成分を含む。燃焼速度向上剤またはまたはバリスティック改良剤、および点火助剤のような他の任意の添加物は、ガス生成物質の点火特性および燃焼特性をコントロールするために使用される。
【０００６】
公知の非アジ化物ガス生成物質組成物の欠点のうちの１つは、燃焼の間に形成される固体の残留物の量および物理的な性質である。乗り物乗員保護システム中で使用された時、燃焼の結果生成された固体はろ過されるか、または他の方法で乗り物の乗員と接触しないようにしなければならない。高速で安全装置を膨張させるために適切な多量の無毒なガスを提供しつつ、固体の微粒子の生成量を最低にする組成物を開発することは、したがって非常に望ましい。
【０００７】
たとえば、酸化剤として相安定化された硝酸アンモニウムを使用することは好ましい。なぜなら、それは燃焼に際して豊富な無毒のガスおよび最小量の固体を生成するからである。しかしながら、有用とするためには、自動車用途のためのガス生成物質は１０７℃で４００時間またはそれ以上でエージングされた時、熱的に安定していなければならない。組成物はさらに、−４０℃と１７０℃の間でサイクルされたときに、構造の完全性を保持していなければならない。さらに、相安定化された、または純粋な硝酸アンモニウムを組込んだガス生成物質組成物は時々貧弱な熱的安定性を示し、可塑剤およびバインダーのような付随する添加物の組成に依存して、許容しがたいほど多量の有毒ガス、たとえばＣＯおよびＮＯｘを生成する。更に、米国自動車基準の最近の改正は、流出ガス中の比較的少量のアンモニアを要求する。取り組まれなければならない別の問題は、米国運輸省（ＤＯＴ）の規則がガス生成物質のための「キャップ試験」を要求するということである。たとえば硝酸アンモニウムおよび硝酸トリアミノグアニジンと共にしばしば使用される燃料の爆発への感度のために、硝酸アンモニウムを組込む多くのプロペラントは大きなディスクにしなければキャップテストに合格せず、それはひいてはインフレータの設計の柔軟性を減じる。
【０００８】
別の関心は、典型的な無煙のガス生成物質組成物のより遅いコールドスタート点火に関し、それは１０％未満の固体の燃焼生成物をもたらすガス生成物質組成物である。
【０００９】
さらなる別の問題は、有機化合物、溶剤、およびポリビニル（テトラゾール）類の製造中で使用された混合物の処分および取り扱いを含む。ポリビニル（テトラゾール）類の製造における有機溶媒の使用に伴う環境への影響は、これらの有機化合物の処分、取り扱いおよび貯蔵に関連する問題を含む。多くの有機化合物の可燃性は、製造工程の相対的な危険を増加させる。その一方で溶剤の性質はＵ．Ｓ．Ｄ．Ｏ．Ｔ．有害性物質規則に従う貯蔵と処分を要求している。
【００１０】
従って、自動車のガス生成システムの設計における進行中の努力は、例えば、上に言及された欠点がなく、より多くのガスを生成し、およびより少ない固体を生成するものに払われている。
【００１１】
別の領域においては、多くの種類の電子工学製品のための多目的な視覚的ディスプレイの必要が増加している。発光ダイオード（「ＬＥＤｓ」）および液晶ディスプレー（「ＬＣＤｓ」）は多くの有用な用途を見出したが、すべての場合において適切であるわけではない。比較的最近に開発され、多くの可能性を示した視覚的ディスプレイは、有機電界発光素子である。電界発光素子は、基本的に、１対の電極の間に置かれた電界発光物質から成る。電位が電極間に加えられる場合、電界発光物質は可視光線を発する。典型的には、１つの電極は透明であり、光が通り抜けて発光することを可能にする。
【００１２】
今図８を参照する。当該技術分野において公知の有機電界発光素子は、基体４０３上のアノード４０１、アノードに隣接する導電性高分子層４０５、導電性高分子層に隣接する正孔輸送層４０７、正孔輸送層に隣接する電子輸送層４０９、および電子輸送層に隣接する、カソード４１１を含む。電力が加えられると、カソードに対して正にアノードにバイアスがかかり、正孔輸送層と電子輸送層の間の接触面４１３で発光される。
【００１３】
図９は、当該技術分野において公知の別の典型的な電界発光素子を例示する。たとえば一辺１５ミリメートルの正方形のガラス基板５０１は、透明なアノード５０３でコーティングされる。一辺約１０ミリメートルの正方形の透明な正孔輸送層５０５はアノードを覆い、電子輸送層５０７は正孔輸送層を覆い、２つの層の間に接触面５０９を形成する。カソード５１１は電子輸送層を覆う。いくつかの装置では、正孔輸送層はわずかに異なる組成の２つの層から成り、１つの層はアノードに隣接する下部領域５１３を形成し、他の層は電子輸送層に隣接する上部領域５１５を形成する。アノード、正孔輸送層、電子輸送層およびカソードの厚さは、各々約１０−５００ナノメートル（１００−５０００オングストローム）である。
【００１４】
作動時には、電圧源５１７からの電力はカソードとアノードに対して印加され、カソードに対して正にアノードにバイアスをかける。これは、陽電荷（「正孔」）の領域の、正孔輸送層を通ってのアノードから電子輸送層への移動と、電子の電子輸送層を通ってのカソードから正孔輸送層への移動を引き起こす。正孔と電子は２つの層の間の接触面５０９で結合して可視光線を発する。光は、矢５１９によって示されるように、正孔輸送層、アノードおよび基体を通って装置外に伝搬する。
【００１５】
有機発光素子の製造およびその複雑性を単純化することは本発明のさらなる利点になるだろう。
【００１６】
本発明の要約
上記の課題は、押し出し可能なポリビニルテトラゾール燃料を含むガス生成組成物を含むガス生成システムによって解決される。好ましい酸化剤としては、相安定化された硝酸アンモニウムのような非金属酸化剤があげられる。他の酸化剤としてはアルカリ金属およびアルカリ土類金属の硝酸塩があげられる。燃料は、ポリビニルテトラゾール類およびそれらの混合物の群から選ばれる。燃料の例示的な群としては、アゾール・ペンダントの上に官能基を有するポリマーのテトラゾールがあげられる。好ましいビニル・テトラゾールとしては、両方とも自己伝搬性熱分解を示す、５−アミノ−１−ビニルテトラゾールおよびポリ（５−ビニルテトラゾール）があげられる。他の燃料としてはポリ（２−メチル−５−ビニル）テトラゾールおよびポリ（１−ビニル）テトラゾールがあげられる。これらおよび他の可能な燃料は、本明細書の図の中にその構造が例示される。そのためガス生成組成物の設計基準に依存するか、またはポリビニルテトラゾールの合成での出発試薬に依存して、ポリビニルテトラゾールはペンダント芳香族特性、またはポリマー骨格鎖内芳香族特性を示すことができる。ある実施態様では、燃料はガス生成組成物の約１０−４０重量％を構成する。
【００１７】
酸化剤は、非金属およびアルカリ金属、アルカリ土類金属の硝酸塩、またはそれらの混合物の群から好ましくは選ばれる。非金属硝酸塩としては、硝酸アンモニウムおよび公知の方法で安定化された相安定化された硝酸アンモニウムがあげられる。アルカリ金属およびアルカリ土類金属の硝酸塩としては、硝酸カリウムおよび硝酸ストロンチウムがあげられる。エアバッグ用ガスの生成組成物として有用である公知の他の酸化剤も企図される。ある実施態様では、酸化剤はガス生成組成物の約６０−９０重量％を構成する。
【００１８】
乗り物乗員保護システムおよび典型的にその内部に含まれていたガス生成物質組成物におけるその有用性が公知である他のガス生成成分は、本発明の組成物中において機能的に有効な量で使用されることができる。これらとしては、当該技術分野において公知のクーラント、スラグ形成剤およびバラスティック改良剤があげられるが、これらに限定されるものではない。
【００１９】
アジドおよび界面活性剤の存在下で、加圧高温条件下で、プレポリマーと二価のハロゲン化亜鉛とを反応させることにより、ニトリル含有プレポリマーが最初にポリマーに結合された亜鉛テトラゾール有機金属錯体に変換される水性方法が開発された。得られたポリマー中間体は、一旦ろ過され、反応メディアから洗浄され、ついで濃縮酸での処理によって対応するテトラゾール塩に変換されることができる。その後、ポリビニル（テトラゾール）酸は、酸と適当な塩基とを反応させることにより、水溶性の塩に変換されることができる。
【００２０】
本発明は、熱的安定性のような他の設計の要求を保持しつつ、ガス燃焼生成物を最大限にし、固体の燃焼生成物を最小限にするガス生成物質組成物を含む。水溶性塩のコーティングから形成された物品も提供され、さらに以下に記載される。これらおよび他の利点は詳細な説明により明らかになる。
【００２１】
好ましい実施態様
本発明は、一般に、乗員拘束システムのインフレータ用のガス生成物質組成物に関する。本発明では、火工品組成物は、ポリ（テトラゾール）類または押し出し成形可能な燃料、たとえばポリビニルテトラゾール（ＰＶＴ）類を、ガス生成システム内での使用、たとえば乗り物乗員保護システムにおける高いガス収率の自動車のエアバッグ・プロペラントのために含む。ポリ（テトラゾール）は、１またはそれ以上のテトラゾール環を含む任意の化合物または分子として定義されることができる。燃料は、さらにバインダーとして機能する。好ましい酸化剤としては、硝酸アンモニウムおよび過塩素酸アンモニウムのような非金属酸化剤があげられる。他の酸化剤としてはアルカリ金属およびアルカリ土類金属の硝酸塩があげられる。
【００２２】
燃料は、ポリ（テトラゾール）類またはポリビニルテトラゾール類およびそれの混合物の群から選ばれる。燃料の例示的な群としては、アゾール・ペンダントの上に官能基を有するポリマーのテトラゾールがあげられる。ビニル・テトラゾール類は両方とも自己伝搬性熱分解を示す、５−アミノ−１−ビニルテトラゾールおよびポリ（５−ビニルテトラゾール）を含む。他の燃料としてはポリ（２−メチル−５−ビニル）テトラゾールおよびポリ（１−ビニル）テトラゾールがあげられる。反応のために選択されたプレポリマーに依存して、これらおよび他の可能なポリ（テトラゾール）塩類／燃料は、その構造が以下に例示されるが、これらに限定されるものではない。
【００２３】
【化１】
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【００２４】
本発明の燃料に関するさらなる利益が見出された。それはより強力な点火トレインおよびブースターを必要とする困難なコールドスタート点火が回避されることである。例えば、ポリ（５−アミノ−１−ビニル）テトラゾールは発熱を伴う分解が始まる前に、吸熱性のプロセスを有しない。したがって、燃焼の熱放散工程の前に通常付随する熱消費工程（それは、エネルギー障壁の役割をする）が、本発明の組成物においては存在しない。本発明において燃料として機能する他の重合体のアゾール類も同じ利益を有すると信じられている。ポリビニルアゾール燃料は、ガス生成組成物の約５−４０重量％を構成する。
【００２５】
酸化剤は、非金属およびアルカリ金属およびアルカリ土類金属の硝酸塩およびそれらの混合物の群から好ましくは選ばれる。非金属硝酸塩としては、公知の技術により安定された相安定化硝酸アンモニウムがあげられる。アルカリ金属およびアルカリ土類金属の硝酸塩としては、硝酸カリウムおよび硝酸ストロンチウムがあげられる。本発明の相安定化された硝酸アンモニウムを含む組成物は、安定化されていない硝酸アンモニウムおよび／または相安定化された硝酸アンモニウムを含む他の多くの公知の組成物とは対照的に、十分な熱的安定性を示す。エアバッグガス生成物としての有用性が知られている他の酸化剤も企図される。しかしながら、一酸化炭素および／または酸化窒素の生成を最小限にするために、本発明の酸化剤が燃焼反応内の全体の酸素収支を提供することは認識されなければならない。本発明において提供される酸素収支は、酸化剤によって提供される時、−４．０％から＋４．０％になるだろう。例えば黒色火薬においては、それぞれの黒色火薬の燃焼の際に一酸化炭素を生成し、それにより最も小さい分子量のガスで必要な押出力を提供するように意図的に酸素収支の量が与えられる。ある実施態様では、酸化剤はガス生成組成物の約６０−９５重量％を構成する。
【００２６】
エアバッグガス生成物質組成物におけるその有用性が公知である他のガス生成成分は、本発明の組成物中において機能的に有効な量で使用されることができる。これらとしては、当該技術分野において公知のクーラント、スラグ形成剤およびバラスティック改良剤があげられるが、これらに限定されるものではない。
【００２７】
本発明のガス生成物質成分は当該技術分野において公知のサプライヤーによって供給され、湿式法によって好ましくは混合される。典型的な公知のサプライヤーとしてはアルドリッチまたはフィッシャーケミカル社があげられる。ポリマー燃料に置換された基に関して選ばれた溶剤は燃料を溶解するのに十分な温度であるが沸点以下に、たとえば１００℃よりも若干低い温度であるが、それらが加えられその後に沈殿される時に任意の成分の自己発火を防ぐに十分低い温度に加熱される。親水基は、例えば、溶剤として水を使用することによってより効率的に溶解されることができる。他の基は、たとえば硝酸のような酸性溶液中でより効率的に溶解されることができる。他の溶剤としてはアルコール、およびポリエチレングリコールのような可塑剤があげられる。一旦適当な溶剤が選ばれ加熱されれば、燃料はゆっくり加えられ溶解される。その後、酸化剤がゆっくり加えられ溶解される。他の望ましい成分も同様に溶解される。その溶液は加熱され連続的に撹拌される。溶剤の加熱停止後、燃料および酸化剤、および他の成分は、均質の固溶体として共沈殿される。一旦溶剤を少なくとも実質的に揮発させた後、より好ましくは完全に蒸発させた後、沈殿が溶剤から回収される。その後、組成物はペレットまたは他の有用な形状へ押し出されることができる。より好ましくは、本発明のガス生成組成物はポリビニル（テトラゾール）および相安定化された硝酸アンモニウムを含む。その利点は高いガス収率および低い固体生成、高エネルギー燃料／バインダーおよび廉価な酸化剤である。それにより、固体が燃焼に際して生成される場合に必要とされるガスのろ過を回避できる。本発明の組成物はポリマーの燃料の柔軟な性質のために押し出されることができる。
【００２８】
本発明のガス生成物質組成物は、さらにテトラゾール類およびトリアゾール類のアミン塩類から形成された第二の燃料を含むことができる。これらは、出願人により所有される米国特許番号５，８７２，３２９、６，０７４，５０２、６，２１０，５０５および６，３０６，２３２に記載され例証される。これらの特許は参照され本明細書の一部として組み込まれる。第１と第２の燃料の両方または本発明の組成物の燃料成分の合計の重量％は、ガス生成組成物全体の約５〜４０重量％である。図３および４の中に示されたデータに示されるように、第二の燃料の使用は圧力上昇とともに増大する燃焼速度を提供する。
【００２９】
より詳細にはテトラゾール類およびトリアゾール類の非金属塩類としては、特には以下を含む群から選択されるテトラゾール類およびトリアゾール類のアミン塩、アミノ塩およびアミド塩があげられる；５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノグアニジニウム塩（ＢＨＴ・１ＧＡＤ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジグアニジニウム塩（ＢＨＴ・２ＧＡＤ）、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（ＢＨＴ・１ＡＧＡＤ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアミノグアニジニウム塩（ＢＨＴ・２ＡＧＡＤ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノヒドラジニウム塩（ＢＨＴ・１ＨＨ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジヒドラジニウム塩（ＢＨＴ・２ＨＨ）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのモノアンモニウム塩（ＢＨＴ・１ＮＨ３）、５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアンモニウム塩（ＢＨＴ・２ＮＨ３）、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（ＢＨＴ・１ＡＴＡＺ）、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（ＢＨＴ・２ＡＴＡＺ）、および５，５’−アゾビス−１Ｈ−テトラゾールのジグアニジニウム塩（ＡＢＨＴ・２ＧＡＤ）。
【００３０】
トリアゾール類のアミン塩類としては以下があげられる：３−ニトロ−１，２，４−トリアゾールのモノアンモニウム塩（ＮＴＡ・１ＮＨ３）、３−ニトロ−１，２，４−トリアゾールのモノグアニジニウム塩（ＮＴＡ・１ＧＡＤ）、ジニトロビトリアゾールのジアンモニウム塩（ＤＮＢＴＲ・２ＮＨ３）、ジニトロビトリアゾールのジグアニジニウム塩（ＤＮＢＴＲ・２ＧＡＤ）、および３，５−ジニトロ−１，２，４−トリアゾールのモノアンモニウム塩（ＤＮＴＲ・１ＮＨ３）。
【００３１】
【化２】
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【００３２】
式Ｉに示されるようなテトラゾールの一般的な非金属塩は、カチオン性の窒素含有成分Ｚ、並びにテトラゾール環およびテトラゾール環の５−位置に置換されたＲ基を含むアニオン性成分を含む。式ＩＩに示されるようなトリアゾールの一般的な非金属塩は、カチオン性の窒素含有成分Ｚ、並びにトリアゾール環およびトリアゾール環の３−位置と５−位置に置換された２つのＲ基を含むアニオン性成分を含む。ここでＲ１はＲ２と構造的に類似していても、類似していなくてもよい。Ｒ成分は水素または任意の窒素含有化合物、たとえば、アミノ、ニトロ、ニトロアミノまたは、それぞれ式ＩもしくはＩＩからの、直接置換されるかもしくはアミン、ジアゾもしくはトリアゾ基を介して置換されるテトラゾリルもしくはトリアゾリル基から選択される。化合物Ｚはそれぞれの式の１−位に置換し、アンモニア、カルボヒドラジド、オキサミックヒドラジド、およびヒドラジンをはじめとするアミン、アミノ、アミド；グアニジン化合物、たとえば、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、ニトログアニジン；窒素置換されたカルポニル化合物またはアミド、たとえば、尿素、オキサミド、ビス−（カルボンアミド）アミン、アゾジカルボンアミド、およびヒドラゾジカルボンアミド；アミノアゾール、たとえば、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−ニトロアミノ−１，２，４−トリアゾール、および５−ニトロアミノテトラゾールおよびメラミンを含む群から形成される。
【００３３】
実施例１：
以下に示された反応は、本発明のポリ（テトラゾール）の水性反応および形成を例証する。
【００３４】
【化３】
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【００３５】
反応に示されるように、高温で加圧下で界面活性剤とアジドの存在下に、二価のハロゲン化亜鉛（塩素、臭素または例えばフッ素）とプレポリマーを反応させることにより、ニトリル含有プレポリマーは最初にポリマーに結合された亜鉛テトラゾール有機金属錯体に変換される。臭化亜鉛、アジ化ナトリウムおよびアンモニウムラウリル硫酸塩が、それぞれハロゲン化亜鉛、アジド塩および界面活性剤として使用される。反応時間は約１７０℃で約２４時間である。その後、ポリマー中間体はろ過され、反応媒体を洗い流すためにすすがれた。その後、洗われたポリマー中間体は、濃縮酸（たとえば塩酸）で処理される。その後、ポリ（テトラゾール）酸は、塩基で処理され、酸を水溶性の塩に変換する。プロセスの工程はすべて、しばしば使用される典型的な有機溶媒とは対照的に水中で行なわれる。ポリ（テトラゾール）に変換されたニトリル・プレポリマーの収量パーセントは、約９５％である。
【００３６】
実施例２：
ポリ（テトラゾール）は、実施例１中で与えられものと同じ方法および同じモル比、および反応で形成された。高温加圧下で界面活性剤とアジドの存在下に、二価のハロゲン化亜鉛とプレポリマーを反応させることにより、ニトリル含有プレポリマーは最初にポリマーに結合された亜鉛テトラゾール有機金属錯体に変換される。臭化亜鉛、アジ化ナトリウムおよびアンモニウムラウリル硫酸塩が、それぞれハロゲン化亜鉛、アジド塩および界面活性剤として使用される。反応時間は約１５０℃で約１６時間である。その後、ポリマー中間体はろ過され、反応媒体を洗い流すためにすすがれた。その後、洗われたポリマー中間体は、濃縮酸（たとえば塩酸）で処理される。その後、ポリ（テトラゾール）酸は、塩基で処理され、酸を水溶性の塩に変換する。プロセスの工程はすべて、しばしば使用される典型的な有機溶媒とは対照的に水中で行なわれる。ポリ（テトラゾール）に変換されたニトリル・プレポリマーの収量パーセントは、約９０−９５％である。
【００３７】
実施例３：
ポリ（テトラゾール）は、実施例１中で与えられものと同じ方法および同じモル比、および反応で形成された。高温加圧下で界面活性剤とアジドの存在下に、二価のハロゲン化亜鉛とプレポリマーを反応させることにより、ニトリル含有プレポリマーは最初にポリマーに結合された亜鉛テトラゾール有機金属錯体に変換される。臭化亜鉛、アジ化ナトリウムおよびアンモニウムラウリル硫酸塩が、それぞれハロゲン化亜鉛、アジド塩および界面活性剤として使用される。反応時間は約１１５℃で約１６時間である。その後、ポリマー中間体はろ過され、反応媒体を洗い流すためにすすがれた。その後、洗われたポリマー中間体は、濃縮酸（たとえば塩酸）で処理される。その後、ポリ（テトラゾール）酸は、塩基で処理され、酸を水溶性の塩に変換する。プロセスの工程はすべて、しばしば使用される典型的な有機溶媒とは対照的に水中で行なわれる。ポリ（テトラゾール）に変換されたニトリル・プレポリマーの収量パーセントは、約７０％である。
【００３８】
実施例４−９：
実施例４−９は以下の表に示され、いくつかの公知のガス生成組成物と本発明により作られたガス生成組成物に関し、生成されたガスのタイプと量を比較して示している。実施例４は、参照され本明細書の一部として組み込まれる、米国特許番号５，０３５，７５７により作られた、５−アミノテトラゾールおよび硝酸ストロンチウムから形成された代表的なガス生成組成物である。実施例５は、参照され本明細書の一部として組み込まれる、米国特許番号６，２１０，５０５により作られた、５，５’−ビ−１Ｈ−テトラゾールのジアンモニウム塩のようなテトラゾールのアミン塩、硝酸ストロンチウムおよびクレイから形成された代表的なガス生成組成物である。実施例６は、参照され本明細書の一部として組み込まれる、米国特許番号５，８７２，３２９により作られた、５，５’−ビ−１Ｈ−テトラゾールのジアンモニウム塩のようなテトラゾールのアミン塩、および相安定化された硝酸アンモニウムから形成された代表的なガス生成組成物である。実施例７は、参照され本明細書の一部として組み込まれる、米国特許番号５，８７２，３２９により作られたアンモニウムニトロアミンテトラゾール、および相安定化された硝酸アンモニウムから形成された代表的なガス生成組成物である。実施例８は、参照され本明細書の一部として組み込まれる、米国特許番号５，８７２，３２９により作られたアンモニウムニトロアミンテトラゾール、相安定化された硝酸アンモニウム、およびスラグ形成剤から形成された代表的なガス生成組成物である。実施例９は、本発明により作られた代表的な組成物であり、アンモニウムポリビニルテトラゾール、および相安定化された硝酸アンモニウム（１０％の硝酸カリウムで共沈殿された硝酸アンモニウム）を含む。
【００３９】
表１は、各実施例において生成された、一酸化炭素（ＣＯ）、アンモニア（ＮＨ３）、一酸化窒素（ＮＯ）および二酸化窒素（ＮＯ２）の生成量（ｐｐｍ）の相対量およびガス生成物質の量（ｇ）を示す。実施例ではすべて実質的に同じ設計のガス生成装置の中で燃焼された。
【００４０】
【表１】
2010511594.tif 000006
【００４１】
集められたデータは、本発明により形成された実施例９の組成物が３５ｐｐｍの業界基準より十分に低く、他の実施例よりはるかに少ないアンモニアを与えることを示す。他の公知のガス生成物質と比較して、本発明の組成物が実質的により少ない量のアンモニアを与えることが見出された。ある公知のガス生成物質組成物では、他の性能基準は好ましいままにしつつ、燃焼に際して生産されたアンモニアの合計量を減じるのは多くの場合難しい。
【００４２】
実施例１０−１４：
理論的な実施例１０−１４が以下の表に示され、本発明に従つて形成されたいくつかのガス生成物質組成物に関して、生成された異なる量およびガス種についての比較を提供する。表２の中で言及された相安定化された硝酸アンモニウム（ＰＳＡＮ１０）はすべて、ＰＳＡＮの合計の１０重量％の硝酸カリウムによって安定された。すべての実施例において、第一の燃料としてアンモニウム・ポリ（Ｃ−ビニルテトラゾール）（ＡＰＶ）を使用する。ある実施例では、第二の燃料として５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾール（ＢＨＴ．２ＮＨ３）の非金属ジアンモニウム塩を使用する。すべての実施例は、同様の設計のインフレータ内、または等価なヒート・シンク設計のガス生成装置内で、ガス生成物質成分（プロペラント組成物）を燃焼することによって得られた結果を反映する。
【００４３】
【表２】
2010511594.tif 000007
【００４４】
実施例１０では、１０７℃で４００時間で０．５％の質量減少のみであり、熱安定性であることが見出された。従って、実施例１０は、本発明のガス生成物質組成物、特に本明細書に定義されるようなポリビニルテトラゾール、および相安定化された硝酸アンモニウム（１０％の硝酸カリウムで安定させられた）を組込むものの、予期しない熱的安定性を例証する。公知または当該技術分野において認められた他の相安定化剤も企図されることが強調されるべきである。
【００４５】
実施例１１〜１３は、金属の酸化剤とポリビニルテトラゾールの使用を例証する。ある用途では、金属の酸化剤の使用が、可燃性、燃焼速度指数、ガス生成物質燃焼速度および他の設計基準の最適化のために望まれることがある。実施例は、より多くの金属の酸化剤が使用されると、燃焼に際して生じるガスのモル数が減少することを例証する。
【００４６】
対照的に、実施例１０および１４は、非金属ガス生成物質成分が使用される場合に、ガス燃焼生成物のモル数が最大にされることを例証する。従って、本発明の好ましいガス生成物質組成物は、燃料成分として少なくとも１つのポリビニル（テトラゾール）を、酸化剤成分として１つの非金属酸化剤を含む。
【００４７】
最後に、実施例１４に関して、ＡＰＶおよびＰＳＡＮ１０に、別の非金属燃料（ＢＨＴ．２ＮＨ３）を加えることにより、ガス生成物質燃焼速度が高められ、それによりガス生成組成物の燃焼プロフィルが最適化されることが見い出された。実施例１４での燃焼速度は５５００ｐｓｉで毎秒１．２インチと記録される。５，８７２，３２９に記載されているようなトリアゾールの非金属アミン塩類および／またはテトラゾールの非金属アミン塩類の追加は、燃焼速度およびガス生成に関して有利なことがある。更に、ＡＰＶの柔軟な性質は、プロペラント組成物に押し出し成形可能性を提供する。図３および４の中で示されたように、上記の第二の燃料の追加は、燃焼圧の上昇と共に増大する燃焼速度を与える。図３は、ポリビニルテトラゾールおよび相安定化された硝酸アンモニウムのみを含む配合物の圧力に対する燃焼速度を例証する。対照的に、図４は、ポリビニルテトラゾールおよび相安定化された硝酸アンモニウムを含み、本明細書に示される重量％範囲でジ−アンモニウムＢＨＴが追加された図３と類似する組成物の、圧力に対する燃焼速度を例証する。本明細書に記載される第二の燃料の追加は、燃焼速度に関する重要な利点を与えると結論できる。実際的な効果は、性能の再現性および形成されたガス生成物質のバラスティックの特性の向上である。
【００４８】
実施例１５および１６：
実施例１５および１６は、ポリビニルテトラゾールを含むガス生成物質組成物のコールドスタート効果を例証する。示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）によって示されるように、典型的な無煙組成物または非金属組成物は発熱を伴う燃焼に先立ち吸熱の傾向を示すことがある。その結果、比較的より大きなエネルギー量が、ガス生成物質に点火しその燃焼を保持するために利用されなければならない。しばしば、より積極的なブースター組成物を恐らく含むより積極的な点火トレインが、ガス生成物質に点火しかつ燃焼を保持するのに必要なエネルギーレベルに到達するために要求される。実施例１５は、６５％のＰＳＡＮ１０および約３５％のＢＨＴ．２ＮＨ３を含む組成物に関係する。ＤＳＣ試験によって示されるように、吸熱は摂氏２５３．１２度で最大限になり、それにより、ガス生成物質１ｇ当たり約５０８．３０ジュールの損失が記録される。それに比較して、実施例１６は、約１５％のポリ（Ｃ−ビニルテトラゾール）および約８５％のＰＳＡＮ１０を含む組成物に関係する。予想外にも、ＤＳＣによって示されたところによれば吸熱性のプロセスはない。また、従って、燃焼は禁止されない態様で進む。その結果、より少ないエネルギーがガス生成組成物を燃焼するために必要とされ、それにより点火トレインまたは点火およびブースター要件を減じる。
【００４９】
実施例１７：
本発明の別の利点は図５および６の中に例証される。図５は最先端技術のガス生成装置内において、本発明に従って作られたガス生成組成物のベースラインまたはエージング前の燃焼を例証する。具体的には、ガス生成組成物は８０．６％のＰＳＡＮ、８．０％のＰＶＴおよび１１．４％のＢＨＴ−２ＮＨ３を含んでいた。一方、図６は同じガス生成装置内での同じガス生成組成物の、エージング後の燃焼を例証する。図５および６の中で示されたカーブは、６０リットルのバラスティックタンク内の標準ドライバー側インフレータの、「高温」または＋８５℃、「周囲温度」または２３℃、および「低温」または−４０℃での展開に関する。示されるように、３つの様々な温度で展開した時、エージング前とエージング後の操作の間で、わずかな燃焼プロフィルの相違しかない。「促進エージング」のためのＵＳＣＡＲ仕様は１０７℃４００時間であることは認識されるだろう。典型的には多くの世界中の自動車メーカーが同様の促進エージング基準を要求する。
【００５０】
実施例１８−２１：
実施例１８−２１は本発明では、シアノ基またはニトリル基を含むプレポリマーの選択が、どのようにして最終生成物の決定因子になるかをさらに示す。従って、ニトリル基を含むプレポリマーの適切な選択が最終生成物として所望のポリ（テトラゾール）を生成するであろうことが理解できる。
【００５１】
実施例１８：
【化４】
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【００５２】
実施例１９：
【化５】
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【００５３】
実施例２０：
【化６】
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【００５４】
実施例２１：
【化７】
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【００５５】
本発明の異なる態様では、本発明に記載されたように形成されたポリビニルテトラゾール塩類が、発光特性を有する塩類を与えることが予想外に発見された。有機溶媒を利用して形成された同様の塩類と異なり、本発明の塩類は、従来示されない発光特性を提供する。本発明の水性方法によって形成されたポリビニルテトラゾール塩類は、得られる塩類に、発光品質を与えることが認識されるだろう。従って、塩類の特徴は有機溶媒で生成された塩類と識別されることができる。
【００５６】
従って、本発明の製造法から得られる塩類から形成された物品は、発光品質が望まれるガラス、ポリマー、またはる他の基体を包含する。塩類の堆積は、たとえば水性溶液中に懸濁された塩類を、ガラス基板上のインジウム−酸化錫（ＩＴＯ）アノード被覆上にスピンキャスティングすることによって提供されることができる。参照され本明細書の一部として組み込まれる米国特許５，７１９，４６７は、ＩＴＯアノード上へのポリアニリンのスピンキャスト堆積と、それによる有機発光装置の生産を記載する。ポリアニリンを本発明の塩類で置き換えて、有機の発光デバイスを提供するための代替的方法を提供することが企図される。本発明のポリビニルの塩類の使用は、発光品質が望まれる場合に必要な、アノード、導電性高分子、正孔輸送、電子輸送およびカソード層のような追加の層を取り除く。他の用途も企図される。公知のスピンコーティング技術（以下に記載される）、および公知の堆積プロセスにより形成された有機電界発光物品の模式図は、図８および９に示される。対照的に、本発明の塩類だけを含む基体は図７に示され、これには発光品質が提供される。例えば、有機電界発光技術を利用する場合に要求される層の除去により、製造工程が単純化されるという利点は明白である。更に、たとえば図９の中で示されるように、他の先行技術構造において公知の、発光品質を維持するために利用可能な電源が何ら必要とされない。
【００５７】
スピンコーティング技術および設備は米国特許番号４，５１９，９７１、４，５１７，１４０、３，６９５，９１１、４，６３７，７９１、４，６５９，５２２および４，６３７，７９１に例証され公知である。これらの特許は参照され本明細書の一部として組み込まれる。
【００５８】
図７の中で示されるように、本発明により形成されたコーティング３００はガラスのような基体３０２上に堆積される。製造方法の工程４で提供される溶液、または水性溶液中に懸濁された塩は、ガラス基板上にスピンキャストされ本質的に空気乾燥される。例えば選ばれた塩基に起因するカチオンの塩の種類は、塩の発光または蛍光品質の決定的な要因になるだろう。得られる塩のルミネセンスの強度を決定するために、様々な反応条件または反応物を変更できることが認識されるだろう。顕微鏡スライド、接眼レンズまたは他のガラス製品が例証されるが、発光塩類の用途の範囲を何ら制限するものではない。基体３０２プラットフォームを照らすために典型的に利用される他の層が発光品質に必要ではないことが理解されるだろうが、それらは所望であれば提供されることができる。
【００５９】
本発明の異なる態様では、本発明の組成物はガス生成システム内で使用されることができる。例えば、図２の中で模式的に示されるように、公知の方法で作られた乗り物乗員保護システムは、ハンドル中のエアバッグ・インフレータおよびさらにシート・ベルト・アセンブリーと電気的に接続された衝突センサーを含む。本発明のガス生成組成物は、より広汎な乗り物乗員保護システムまたはガス生成システムの両方の内のサブアセンブリー中で使用されることができる。より詳細には、自動車のガス生成システム中で使用されるガス生成装置はそれぞれ本明細書に記載されているようなガス生成組成物を含むことができる。
【００６０】
組成物は当該技術分野技術において公知の方法を使用して乾式または湿式混合されることができる。様々な成分は微粒子の形状で一般に提供され、他のガス生成物質成分と均一の混合物を形成するために混合される。その後混合物はペレット化されるか、または当該技術分野において公知の安全な方法で他の有用な形状に形成される。好ましいガス生成物質組成物は、６０−９５重量％の相安定化された硝酸アンモニウム（１０−１５％のＫＮＯ３）、および５−４０重量％の非金属ポリ（ｃ−ビニルテトラゾール）を含む。好ましいガス生成組成物は、８５重量％の相安定化された硝酸アンモニウム、および１５重量％のアンモニウムポリ（ｃ−ビニルテトラゾール）を含む。さらに好ましいガス生成組成物は約８重量％のアンモニウムポリ（ｃ−ビニルテトラゾール）、約１１重量％の５，５’−ビス−１Ｈ−テトラゾールのジアンモニウム塩、および約８１重量％の相安定化された硝酸アンモニウムを含む。
【００６１】
ここに与えられたパーセントはすべて、ガス生成組成物の合計重量に基づいた重量パーセントであることが留意されるべきである。ここに記載された化学薬品は、たとえばアルドリッチ・ケミカル社およびポリサイエンス社のような会社によって供給されることができる。
【００６２】
図１の中で示されるように、例示的なインフレータは、付随するエアバッグの展開の力を調整するためにダブルチャンバ設計を組込む。一般に、主なガス生成組成物１２および自己発火／ブースター組成物１４を含み、本明細書に記載されるように形成されるインフレータは当該技術分野において公知の方法により製造されることができる。米国特許番号６，４２２，６０１、６，８０５，３７７、６，６５９，５００、６，７４９，２１９および６，７５２，４２１は、典型的なエアバッグ・インフレータ設計を例証し、これらの特許は参照され本明細書の一部として組み込まれる。
【００６３】
図２を参照する。
上記の例示的なインフレーター１０は、エアバッグシステム２００内に組み込まれることができる。エアバッグシステム２００は少なくとも１つのエアバッグ２０２、および本発明のガス生成物質組成物１２を含むインフレータ１０を含み、該インフレータはエアバッグの内部と流体連絡可能にエアバッグ２０２と組み合わされる。エアバッグシステム２００は、衝突センサー２１０を含むか、またはこれと接続される。衝突センサー２１０は既知のクラッシュセンサーアルゴリズムを含み、衝突の場合に例えばエアバッグインフレーター１０の活性化によってエアバッグシステム２００の起動の信号を送る。
【００６４】
図２を参照する。エアバッグシステム２００は、安全ベルトアセンブリー１５０のような追加の要素を含む、より広範な、より包括的な乗り物乗員拘束システム１８０に組み入れられることができる。図２は、そのような拘束システムの１つの典型的な実施態様の概略図を示す。安全ベルトアセンブリー１５０は、安全ベルトハウジング１５２および、ハウジング１５２から伸びる安全ベルト１００を含む。安全ベルトリトラクタメカニズム１５４（例えば、ばね式のメカニズム）は、ベルトの端部分に連結されることができる。さらに、衝突の際にリトラクタメカニズムを始動させるために、プロペラント１２と自己発火組成物１４を含む安全ベルトプリテンショナー１５６がベルトリトラクターメカニズム１５４に連結されることができる。本発明の安全ベルト実施態様と共に使用されることができる典型的なシートベルトリトラクタメカニズムは、米国特許番号５，７４３，４８０、５，５５３，８０３、５，６６７，１６１、５，４５１，００８、４，５５８，８３２および４，５９７，５４６に開示されている。これらの特許は参照され、本明細書の一部として組み込まれる。本発明の安全ベルトの実施態様が組み合わされることができる典型的なプリテンショナーの例は、米国特許番号６，５０５，７９０および６，４１９，１７７に開示されている。これらの特許は参照され、本明細書の一部として組み込まれる。
【００６５】
安全ベルトアセンブリ１５０は、例えばプリテンショナーに組み入れられた火工品イグナイタ（図示せず）の起動によって、ベルトプリテンショナー１５６の起動の信号を発生する既知のクラッシュセンサーアルゴリズムを含む、衝突センサ１５８（例えば慣性センサあるいは加速度計）を含むか、またはこれと接続されることができる。先に参照され、本明細書の一部として組み込まれた米国特許番号６，５０５，７９０および６，４１９，１７７は、そのような方法で始動するプリテンショナーの例を提供する。
【００６６】
安全ベルトアセンブリ１５０、エアバッグシステム２００、およびより広範な乗り物乗員保護システム１８０が例示されるが、本発明により意図されるガス生成システムはこれらに限定されるものではない。
【００６７】
製造方法
実施例１−３に例証され、さらに実施例１８−２１に例証されるように、本発明の燃料は、以下に説明されるようなポリビニルテトラゾールを合成する水性方法によって形成されることができる。水性プロセスは次の工程を含む。第１に、ペンダント・ニトリルまたはシアノ基を含むプレポリマーが提供される。合成において、シアノまたはニトリル官能性の範囲内にある任意のプレポリマーを使用することができる。その例としては、ポリ（シアノアクリレート）、ハロゲンがフッ素、塩素、臭素またはヨウ素であることができるポリ（ハロアクリロニトリル）、ポリ（クロトニトリル）、ポリ（トリアリルシアヌレート）、セルローズシアノエチルエーテルおよびポリ（メタクリロニトリル）があげられる。ニトリル官能性を有するあるコポリマーまたはブロックコポリマーも、プレポリマーとしての使用が企図される。これらのコポリマーとしては、ポリ（ブタジエン／アクリロニトリル）類およびポリ（スチレン／アクリロニトリル）類、並びに任意のニトリル含有ポリマーまたはオリゴマーのその他のポリマーブレンドがあげられる。これらのポリマーおよびコポリマーは、たとえばポリサイエンス社（ｗｗｗ．ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ．ｃｏｍ）のような公知のメーカーから購入されることができる。
任意の有用な骨格鎖が使用されることができるが、好ましいポリマーの骨格鎖はポリエチレン鎖である。ニトリルは骨格鎖の一部であることはできず、常にペンダント基でなければならない。更に、物質はペンダント・ニトリル含有プレポリマーとして分類されることができる。プレポリマーは芳香族特性を示すことができる。
【００６８】
その後、プレポリマーは、高温加圧下でアジ化ナトリウムのようなアジド、水および界面活性剤の存在下で、二価のハロゲン化亜鉛（ＺｎＸ２）と反応され、ポリマーに結合した亜鉛テトラゾール有機金属錯体を形成する。ポリマー中間体錯体は、次いでろ過され、反応媒体から洗い出され、濃縮酸により処理され対応するテトラゾール酸に変換される。その後、ポリ（テトラゾール）酸は適当な塩基と反応させることにより水溶性塩に変換することができる。プロセスの工程はすべて水の中で行なわれる。
【００６９】
アジドは例えばアジ化ナトリウムのような任意の金属のアジドでありえる。界面活性剤は本質的に任意の有用な界面活性剤でありえる。例示的な１つの界面活性剤はローディア社によって提供されるアンモニウムラウリル硫酸塩である。他の界面活性剤としては、様々な石鹸または洗剤（例えばＤｉａｌ（登録商標））、第四級アンモニウム塩のような相間移動触媒（たとえば、アルドリッチ・ケミカル会社からのテトラブチル臭化アンモニウム）があげられる。ハロゲン化亜鉛は塩化亜鉛、臭化亜鉛またはヨウ化亜鉛であることができる。濃縮酸は、塩化水素、臭化水素、硝酸、硫酸、および酢酸のような有機酸であることができる。好ましくは、約１−３のｐＨを有するポリマー・サスペンション溶液を与える任意の酸も使用することができる。例えば、これらの酸はアルドリッチ・ケミカル社から利用可能である。使用される１つまたは複数の塩基は、水酸化アンモニウム、ヒドロキシルアミン、ヒドラジンおよびポリマーと安定した塩を形成するのに適当なｐＫｂを有する任意の適当なアミンを含む群基から選ばれることができる。例えば、これらの塩基はアルドリッチ・ケミカル社から利用可能である。
【００７０】
プロセス条件は以下のように記載することができる：１．０モル当量のポリアクリロニトリル（例示的なプレポリマー、ポリサイエンス社）を、０．５モル当量の臭化亜鉛二水和物（アルドリッチ）、１．１モル当量のアジ化ナトリウム（アルドリッチ）、および２８重量％の水溶液としてのアンモニウムラウリル硫酸塩（ローディア）の０．００２５モル当量と反応させた。水中でのポリマーの量に基づいた最終モル量は、約１．０である。例示的なバッチは４７．７グラムのプレポリマー、６４．２９グラムのアジド、１１７．４１グラムの亜鉛、および２．２５ｍｌの界面活性剤を使用し、全ての成分は９００ｍｌの水中で混合された。過剰のアジドが存在し、少なくとも０．５当量の亜鉛が存在する限り、比率は変わることができる。界面活性剤の量も、０．１当量以下から０．０００００１当量以上まで変化することができる。水の量は、５．０モル溶液から０．１モル溶液まで変化することができる。試薬は圧力反応器中で混合され、圧力反応器への試薬の追加の順序は変えることができる。試薬がすべて追加されると、圧力反応器は密封される。内容物は撹拌され、１７０℃に加熱され、８０−１００ｐｓｉの間の圧力に到達する。その後、混合物は約２４−４８時間（好ましくは２４時間）の間反応され、次に室温に冷却する。その後、乳状の内容物は好ましくはブーフナー漏斗でろ過され、等体積の水で洗浄される。
【００７１】
次に、内容物は約１．０から１０．０リットル、好ましくは３．０リットルの冷水（０−２４℃の範囲）中に分散され、急速に撹拌される。十分な酸が加えられ、１−３の範囲のｐＨにサスペンジョンが調整され、混合物は約２０分間、連続して撹拌される。その後サスペンションは、ナイロンスクリーンを使用してブーフナー漏斗で再びろ過され、等量の水で洗浄される。これはブーフナー漏斗の中にゴム状の湿った物質を残す。これを取り出し、標準的なはさみを使用して小さい片に切断する。その後、この物質は１．０リットルの水中に懸濁され、サスペンジョンを撹拌しながら過剰の水酸化アンモニウム（アルドリッチ）が加えられる。水酸化アンモニウムは少なくとも１モル当量、および所望であればそれ以上が使用される。
【００７２】
そのサスペンションはゆっくり溶解される。ただしプロセスを促進するために加熱することができる。温度は約２５−１００℃の範囲であることができる。混合物は溶解され、非常に粘ちゅうとなり、撹拌は止められる。その後溶液は平らな金属のシート上に注がれ、空気乾燥され、過剰のアンモニアをすべて除去する。その後、物質はオーブン中でさらに薄膜へ乾燥され、次にボールミルにより粉末にされる。本質的には、水酸化アンモニウムの追加の後、生成物は完全に反応させられる。また、他の引き続く工程は物質を単に乾燥し処理するものである。
【００７３】
一般に、詳細に上記で説明されたように、ポリ（テトラゾール）を形成する方法は次の工程を含む：
１．  反応容器を提供する工程；
２．  水、少なくとも１つのアジド塩、少なくとも１つの界面活性剤、少なくとも１つの二価のハロゲン化亜鉛およびシアノ基またはニトリル官能基を含む少なくとも１つのポリマーを反応容器へ加える工程、ここで水、アジド塩、界面活性剤、二価のハロゲン化亜鉛およびポリマーを反応容器に加える順番は変えることができる；
３．反応容器の内容物を液体混合物へ混合し、混合物を反応させる工程；
４．反応容器の内容物を洗浄ろ過し、ろ液／水混合物を調製する工程；
５．  ろ液／水混合物を約１−３のｐＨへ酸性化し、これを撹拌して溶液中の固体を形成する工程；
６．  酸性化されたろ液／水混合物をろ過して、酸性化されたろ液／水混合物から固体を分離する工程；
７．  水中に固体を懸濁し、撹拌しながら、サスペンションに水酸化アンモニウムのような塩基の過剰量を加える工程；
８．  塩基／水混合物中に固体を溶解してスラリーを形成する工程；および
９．  コンテナーへスラリーを注ぎ、スラリーを乾燥して最終の固体を形成する工程。
【００７４】
水性システムの使用によって、高価で、有毒の可能性がありおよび／または可燃性の有機溶媒の必要は省かれる。そのため、安全性が高められる一方、同時に全コストは劇的に減じられる。中間体の亜鉛錯体は反応メディアから容易にろ過され、対応する酸に容易に変換され、次に容易に水溶性の高分子電解質塩にさらに変換される。
【００７５】
本発明の記述は例示目的だけのためにあり、どのような方法でも本発明の範囲を制限するためには解釈されるべきでない。したがって、当業者は特許請求の範囲で画定されるような本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書に開示された実施態様に様々な改良を行うことができることを認識するだろう。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】図１は、本発明のインフレータの一般的な構造を示す横断面図である；
【図２】図２は、本発明のガス生成組成物を含む例示的な乗り物乗員拘束システムの概要図である。
【図３】図３は、ガス生成物質組成物の燃焼圧力に対する、それぞれの燃焼速度のグラフ表示である。
【図４】図４は、ガス生成物質組成物の燃焼圧力に対する、それぞれの燃焼速度のグラフ表示である。
【図５】図５は、１０７℃で４００時間エージングする前後の、同一のガス生成物質の燃焼プロフィルを示すグラフ表示である。
【図６】図６は、１０７℃で４００時間エージングする前後の、同一のガス生成物質の燃焼プロフィルを示すグラフ表示である。
【図７】図７は、本発明の水性方法に従って形成されたポリビニル塩の層を含む物品の模式図である。
【図８】図８は従来技術のＬＥＤおよびＬＣＤ物品を表わす。
【図９】図９は従来技術のＬＥＤおよびＬＣＤ物品を表わす。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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