(57)【要約】【課題】  水溶性ポリマーのカリウム塩が、硝酸アンモニウムの相安定化剤とバインダの両方の作用をすることで、相安定化剤を別途配合する必要のないガス発生剤組成物の提供。【解決手段】  硝酸アンモニウムとバインダを含有しており、前記バインダとして、前記硝酸アンモニウムの相安定化剤として作用する水溶性ポリマーのカリウム塩を含んでいる、ガス発生剤組成物。前記バインダとなる水溶性ポリマーのカリウム塩が、ポリアクリル酸のカリウム塩、アクリルアミド−アクリル酸共重合体のカリウム塩、アクリルアミド−アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体のカリウム塩、カルボキシメチルセルロースのカリウム塩、キサンタンガムのカリウム塩から選ばれるものを用いることができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
硝酸アンモニウムを含む燃料とバインダを含有しており、前記バインダとして、前記硝酸アンモニウムの相安定化剤として作用する水溶性ポリマーのカリウム塩を含んでいる、ガス発生剤組成物。
【請求項２】
前記バインダとなる水溶性ポリマーのカリウム塩が、ポリアクリル酸のカリウム塩、アクリルアミド−アクリル酸共重合体のカリウム塩、アクリルアミド−アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体のカリウム塩、カルボキシメチルセルロースのカリウム塩、キサンタンガムのカリウム塩から選ばれるものである、請求項１記載のガス発生剤組成物。
【請求項３】
前記バインダとなる水溶性ポリマーのカリウム塩が、１質量％水溶液粘度が１０００〜１５０００mPa・s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】
前記アクリルアミド−アクリル酸共重合体のカリウム塩が、アクリルアミド／アクリル酸の比率（仕込み時のモル比）が３／７〜７／３である、請求項１〜３のいずれか１項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、エアバッグ装置用インフレータに使用できるガス発生剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス発生剤成形体の成分として硝酸アンモニウムが知られている。しかし、硝酸アンモニウムは、ガス発生器の使用温度で相転移があり、相転移に伴う体積変化（膨張と収縮）により、成形体にクラックが発生するという問題がある。このため、硝酸アンモニウムを含むガス発生剤成形体には、従来、相安定化剤として、硝酸カリウム、過塩素酸カリウム等の無機カリウム塩やシュウ酸カリウム等の有機カリウム塩が配合されている（特許文献１〜３）。
【０００３】
またガス発生剤成形体を得る場合、水溶性バインダが配合されるが、前記無機及び有機カリウム塩はバインダとはならないため、前記カリウム塩と水溶性バインダの両方を配合する必要がある。
【特許文献１】特開２００２−３３８２４１号公報
【特許文献２】特表２００６−５２０３１２号公報
【特許文献３】特開平１０−２５９０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、硝酸アンモニウムを配合した場合でも、無機及び有機カリウム塩を不要とすることができ、優れた成形性やガス発生剤としての性能を有している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】
請求項１の発明は、硝酸アンモニウムを含む燃料とバインダを含有しており、前記バインダとして、前記硝酸アンモニウムの相安定化剤として作用する水溶性ポリマーのカリウム塩を含んでいる、ガス発生剤組成物を提供する。
【０００６】
請求項２の発明は、前記バインダとなる水溶性ポリマーのカリウム塩が、ポリアクリル酸のカリウム塩、アクリルアミド−アクリル酸共重合体のカリウム塩、アクリルアミド−アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体のカリウム塩、カルボキシメチルセルロースのカリウム塩、キサンタンガムのカリウム塩から選ばれるものである、請求項１記載のガス発生剤組成物を提供する。
【０００７】
請求項３の発明は、前記バインダとなる水溶性ポリマーのカリウム塩が、１質量％水溶液粘度が１０００〜１５０００mPa・s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。
【０００８】
請求項４の発明は、前記アクリルアミド−アクリル酸共重合体のカリウム塩が、アクリルアミド／アクリル酸の比率（仕込み時のモル比）が３／７〜７／３である、請求項１〜３のいずれか１項記載のガス発生剤組成物を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のガス発生剤組成物は、硝酸アンモニウムを含有しているが、前記硝酸アンモニウムを相安定化するための無機及び有機カリウム塩を不要にできる。このため、硝酸アンモニウムを含む燃料を増加させて出力を高めることもできる。また、無機及び有機カリウム塩の分だけ質量を減少させることで、必要なガス発生剤組成物の質量を減少させることで、エアバッグ装置用インフレータ全体の質量減少にも寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＜燃料＞
本発明では、燃料として硝酸アンモニウムを含むものであり、必要に応じて他の公知の燃料を含有することができる。燃料中の硝酸アンモニウムの含有量は、３０質量％以上であり、４０質量％以上が好ましく、５０質量％以上がより好ましい。
【００１１】
硝酸アンモニウムは、公知のガス発生剤で用いられている粉状、粒状のいずれでもよく、ポーラスプリル硝酸アンモニウムを用いることもできる。
【００１２】
他の燃料としては、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、その他、特開２００２−１２４９３号公報、特開２００１−２２６１８８号公報等に記載のものを挙げることができる。
【００１３】
組成物中の燃料の含有量は１０〜９０質量％が好ましく、２０〜８５質量％がより好ましい。
【００１４】
＜バインダ＞
本発明で用いるバインダは、水溶性ポリマーのカリウム塩を含んでおり、必要に応じて、公知の他のバインダを含んでいてもよい。前記水溶性ポリマーのカリウム塩は、成形性を高める作用と硝酸アンモニウムの相安定化剤としての作用をする成分である。
【００１５】
バインダ中、水溶性ポリマーのカリウム塩の含有量は、５０質量％以上であり、６０質量％以上が好ましく、７０質量％以上がより好ましい。
【００１６】
水溶性ポリマーのカリウム塩としては、ポリアクリル酸のカリウム塩、アクリルアミド−アクリル酸共重合体のカリウム塩、アクリルアミド−アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体のカリウム塩、カルボキシメチルセルロースのカリウム塩、キサンタンガムのカリウム塩から選ばれるものが好ましい。
【００１７】
水溶性ポリマーのカリウム塩は、１質量％水溶液粘度が１０００〜１５０００mPa・sのものが好ましく、３０００〜１３０００mPa・sがより好ましく、４０００〜１２０００mPa・sのものが更に好ましい。粘度は、実施例に記載の方法で測定する。
【００１８】
水溶性ポリマーのカリウム塩としては、アクリルアミド−アクリル酸共重合体のカリウム塩が特に好ましく、前記アクリルアミド−アクリル酸共重合体のカリウム塩は、アクリルアミド／アクリル酸の比率（合成時の仕込み時におけるモル比）が３／７〜７／３であるものが好ましく、４／６〜６／４がより好ましい。
【００１９】
他のバインダとしては、特開２００２−１２４９３号公報に記載のものを挙げることができる。
【００２０】
組成物中のバインダの含有量は５〜３０質量％が好ましく、１０〜２５質量％がより好ましい。
【００２１】
＜酸化剤＞
本発明では、硝酸アンモニウム自体が燃料及び酸化剤として機能するものであるが、必要に応じて更に公知の他の酸化剤を含有することができる。
【００２２】
他の酸化剤としては、塩基性硝酸銅、塩基性炭酸銅、硝酸ナトリウム、硝酸ストロンチウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸アンモニウム等を挙げることができる。
【００２３】
酸化剤は、硝酸アンモニウム以外の燃料を含有する場合には、前記燃料１００質量部に対して１０〜５０質量部程度を含有することができる。
【００２４】
〔他の成分〕
本発明の組成物には、本発明の課題を解決できる範囲内にて、公知のガス発生剤用の添加剤を配合することができる。
【００２５】
添加剤としては、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、水酸化鉄を含む金属水酸化物；炭酸コバルト、炭酸カルシウム、塩基性炭酸亜鉛；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、炭化ケイ素等を挙げることができる。
【００２６】
本発明の組成物は、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。
【００２７】
これらの成型体は、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。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。
【００２８】
本発明の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。
【００２９】
また本発明の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。
【００３０】
更に本発明の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】
【００３１】
実施例１〜４、比較例１
表１に示す硝酸アンモニウムと水溶性ポリマーを秤量し、イオン交換水３０ｍｌを加えて溶解させたものを８０℃で蒸発乾固させて、相安定化試験用のガス発生剤組成物を得た。実施例及び比較例の組成物について、下記条件で示差熱分析を行い、硝酸アンモニウムの相転移に伴う吸熱ピークの消滅の有無（前記吸熱ピークが消滅していれば、相安定化されたことを意味する）を確認した。
【００３２】
測定装置
ＴＧＤＴＡ６３００（セイコーエプソン製）
測定条件
ガス流量：Ａｒ１００ml／min
昇温速度：１０℃／min
温度範囲：３０〜５００℃
【００３３】
【表１】
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【００３４】
水溶性ポリマー(1)：アクリルアミド−アクリル酸共重合体のカリウム塩（アクリルアミド／アクリル酸のモル比＝５／５，１質量％水溶液粘度＝10,700mPa・s）
水溶性ポリマー(2) ：アクリルアミド−アクリル酸共重合体のカリウム塩（アクリルアミド／アクリル酸のモル比＝５／５，１質量％水溶液粘度＝6,040mPa・s）
水溶性ポリマー(3) ：アクリルアミド−アクリル酸共重合体のカリウム塩（アクリルアミド／アクリル酸のモル比＝６／４，１質量％水溶液粘度＝11,220mPa・s）
水溶性ポリマー(4) ：アクリルアミド−アクリル酸共重合体のカリウム塩（アクリルアミド／アクリル酸のモル比＝４／６，１質量％水溶液粘度＝10,120mPa・s）
水溶性ポリマー(5) ：アクリルアミド−アクリル酸共重合体（アクリルアミド／アクリル酸のモル比＝６／４，１質量％水溶液粘度＝12,700mPa・s）。
【００３５】
（粘度の測定法）
水溶性ポリマーのカリウム塩を純水に十分に溶解し、１％水溶液を調整する。Ｂ型粘度計にローターを取り付け、攪拌処理した試料水溶液をセットする。２５℃のもと、６ｒｐｍの回転速度でローターを作動させ、５分後の粘度計の目盛りを読み粘度を求めた。
【００３６】
実施例５、６、比較例２、３
表２に示す硝酸アンモニウムと水溶性ポリマーの合計質量に対して１５００質量部のイオン交換水を添加して溶解した後、蒸発乾固した。前記乾燥物を粉砕し、３００μmの目開きの篩を通した。篩分けしたもの１００ｇを秤量し、それにイオン交換水２０ｍｌを加え、押出機で混合した後、ダイス（孔径２ｍｍ）を通してストランド状に押し出し、本発明のガス発生剤組成物の成形体を得た。押し出し状態にて、下記の基準で成形性を評価した。
○：ストランドが１ｍ以上切れないで押し出すことができた（工業的に安定して押出成形できるレベル）
×：ストランドが０．５ｍ未満で切れた（工業的には不適）
【００３７】
【表２】
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