(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼すると有毒な窒素酸化物および一酸化炭素を発生する非アジド系燃料を含むガス発生組成物の燃焼により発生し、車両乗員拘束装置の膨脹に使用される流出ガスの毒性を減少させる方法であって、
燃焼反応により発生する流出ガスの流れの下流に位置する第一の布地に第一コーティングを施す工程；
この第一の布地に第二コーティングを施す工程；および
このコーティングを施された第一の布地に流出ガスを流通させる工程；
を含み、上記第一コーティングは、上記流出ガス中に存在する有毒な窒素酸化物の濃度を減少させる作用を果たす少なくとも１種のアルカリ性組成物を含有しており、かつまた上記第二コーティングは、上記流出ガス中の一酸化炭素の濃度を減少させる作用を果たす酸化触媒を含有している、上記流出ガスの毒性を減少させる方法。
【請求項２】
アルカリ性組成物が、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カリウムおよび水酸化ナトリウムからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
酸化触媒が、銅酸化物、コバルト酸化物、マンガン酸化物および銀酸化物ならびにＨＯＰＣＡＬＩＴＥ化合物からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
車両乗員拘束装置が、エアバッグを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第一の布地が、エアバッグ材料からなる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
車両乗員拘束装置におけるエアバッグの膨脹に使用される非アジド系ガス発生組成物の燃焼により発生する流出ガス中の窒素酸化物および一酸化炭素の濃度を減少させる布地であって、この布地は、
有毒窒素酸化物の濃度を減少させる作用を果たす少なくとも１種のアルカリ性組成物を含有する第一コーティング；および
一酸化炭素の濃度を減少させる作用を果たす酸化触媒を含有する第二コーティングを有し、
かつまたこの布地は、燃焼反応により発生する流出ガスの流れの下流に位置する、上記布地。
【請求項７】
アルカリ性組成物が、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カリウムおよび水酸化ナトリウムからなる群から選択される、請求項６に記載の布地。
【請求項８】
酸化触媒が、銅酸化物、コバルト酸化物、マンガン酸化物および銀酸化物ならびにＨＯＰＣＡＬＩＴＥ化合物からなる群から選択される、請求項６に記載の布地。
【請求項９】
布地が、エアバッグを形成している材料からなる、請求項６に記載の布地。
【請求項１０】
燃焼すると有毒な窒素酸化物および一酸化炭素を発生する非アジド系燃料を含むガス発生組成物の燃焼により発生し、車両乗員拘束装置の膨脹に使用される流出ガスの毒性を減少させる方法であって
燃焼反応により発生する流出ガスの流れの下流に位置する第一の布地に第一コーティングを施す工程；
燃焼反応により発生する流出ガスの流れの下流に位置する第二の布地に第二コーティングを施す工程；および
このコーティングを施された第一の布地および第二の布地に流出ガスを流通させる工程；
を含み、上記第一コーティングは、上記流出ガス中に存在する有毒な窒素酸化物の濃度を減少させる作用を果たす少なくとも１種のアルカリ性組成物を含有し、かつまた上記第二コーティングは、上記流出ガス中の一酸化炭素の濃度を減少させる作用を果たす酸化触媒を含有し、前記第一の布地と前記第二の布地は別々の布地である、上記流出ガスの毒性を減少させる方法。
【請求項１１】
請求項６〜９のいずれかに記載の布地を備えた車両乗員拘束装置。
【発明の詳細な説明】
関連出願に関する索引
本出願は、ここに同時に出願される、1994年10月31日付米国特許出願Serial No.08／331,674の継続出願である。
発明の背景
本発明は一般に、自動車の膨張性乗員安全拘束装置に関し、さらに特に非アジド系ガス発生組成物により発生する流出ガスの毒性を減少させることに関する。
自動車用の膨張性乗員拘束装置は、かなりの年月にわたり世界的に開発されつつあり、この開発には、このような乗員拘束装置を膨張させるためのガス発生組成物の開発が包含されている。ガス発生剤により発生する膨張性ガスは厳格な毒性要件に適合しなければならないことから、現在使用されているガス発生剤は全部でないとしても、そのほとんどがアルカリ金属アジドまたはアルカリ土類金属アジド、特にナトリウムアジドを基材とするものである。ナトリウムアジドは、酸化剤と反応すると、主として窒素からなる比較的無毒性のガスを形成する。
しかしながら、アジドを基材とするガス発生剤は、もともと取り扱いにより爆発し易く、従って製造および廃棄において、比較的大きい危険を伴う。さらに特に、アジド基材ガス発生剤により発生する膨張性ガスは比較的無毒性ではあるけれども、金属アジドそれら自体は逆に高い毒性を有し、従ってガス発生剤の製造、貯蔵および廃棄に格別の費用を要し、かつまた危険である。周辺の直接的汚染に加えて、金属アジドはまた、酸および重金属と反応し易く非常に敏感な化合物を生成させ、この化合物は自発的に燃焼するかまたは爆発することがある。
これに対して、プール（Poole）に対する米国特許第5,139,588号に記載されているガス発生剤のような非アジド系ガス発生剤は代表的に、テトラゾール化合物およびその金属塩の群から選択される非アジド系燃料からなり、製造および廃棄中における毒性に関連する危険性の点で、アジド基材ガス発生剤よりも格別に優れている。さらにまた、大部分の非アジド系基材ガス発生組成物は典型的には、慣用のアジド基材乗員拘束ガス発生剤に比較して、高収量（ガスmol／ガス発生組成物g）でガスを供給する。
しかしながら、従来公知であって、使用されている非アジド系ガス発生剤は、燃焼すると高レベルで有毒物質を発生する。制御が最も困難な有毒ガスは、窒素の各種酸化物（NOx）および一酸化炭素（CO）である。
この非アジド系ガス発生剤の燃焼による有毒なNOxおよびCOのレベルの減少は困難な問題であることが証明されている。例えば、酸化剤／燃料比の操作はNOx及びCOのどちらかの減少に限られる。さらに詳細に言えば、燃料に対する酸化剤の比を増加すると、過剰の酸素がCOを酸化して、二酸化炭素を生成させることから、燃焼時のCO含有量は最低にされる。しかしながら、残念なことに、この手段はNOxの量の増加をもたらす。別法として、酸化剤／燃料比を低下させて、過剰の酸素を排除し、生成されるNOxの量を減少させた場合には、生成されるCO量は増加する。
この燃焼ガスの毒性を改善する方法の一つとして、COおよびNOxの両方の初期濃度を減少させる温度に、燃焼温度を低下させる方法がある。この方法は、理論的には簡単であるが、実際に燃焼温度を低下させ、しかも膨張性車両乗員拘束装置に実用するのに充分に高いガス発生剤の燃焼速度を保有することは困難である。ガス発生剤の燃焼速度は、インフレータを容易にかつまた適度に動作させることを確実にするために重要である。一般に、ガス発生剤の燃焼速度は、燃焼温度の低下に従い減少する。エネルギーが貧弱な燃料を使用することによって、具体的には、燃焼時にあまり熱を発生しない燃料を使用することによって、燃焼温度を低下させることはできるが、ガス発生剤燃焼速度もまた減少してしまう。
従って、ガス発生剤燃焼速度を遅くすることなく、非アジド系ガス発生剤により生成される流出ガスの毒性を減少させる必要性が依然として存在している。
発明の要旨
本発明に従い、車両乗員拘束装置を膨張させるために使用されるガス発生組成物の上流燃焼によって生成される流出ガスの毒性を減少させる、特別のコーティングを施した布地により、上記問題が解消される。第一コーティングは、少なくとも１種のアルカリ物質、例えば炭酸マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カリウムおよび水酸化ナトリウムを含有する。流出ガスがこのアルカリ性コーティングを有する布地中に流入すると、ここでNOxの濃度が減少する。
本発明によるもう一つの態様においては、第二の布地コーティングが少なくとも１種の酸化触媒、例えばマンガン酸化物、銅酸化物、コバルト酸化物および銀酸化物ならびにHOPCALITE化合物を含有する。この酸化触媒コーティングを有する布地中に流出ガスが流入すると、ここでCOの濃度が減少する。
膨張性ガス中のNOxとCOとの相対濃度に依存して、一方のコーティングまたは両方のコーティングが必要である。両方のコーティングが必要である場合には、これらのコーティングは１枚の布地に適用することができ、あるいは別法として、所望により分離した布地に適用することもできる。さらに本発明に従い、これらのコーティングの一方または両方をエアバッグ材料それ自体に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
図面は車両乗員拘束装置に使用される膨張性エアバッグの図解式図面であって、本発明によるコーティングを有する布地の部分的横断面を示すものである。
好適態様の詳細な説明
本発明による特別のコーティングを有する布地は、エアバッグなどの膨張性車両乗員拘束装置に使用される非アジド系ガス発生組成物により発生される燃焼ガスの毒性の減少に使用される。さらに詳細に言えば、布地に１種または２種以上のコーティングを施すことによって、従来ではガス発生剤の燃焼速度の望ましくない不十分な程度にまでの低下を伴うことなく減少させることが困難であった、NOxおよび（または）COの濃度が減少する。
非アジド系ガス発生剤の燃焼により発生する流出ガス中に存在するCO濃度を減少させるために、本発明に従い１種または２種以上の酸化触媒を含有するコーティングが布地に施される。この布地コーティングに使用することができる酸化触媒の例には、酸化銅、二酸化マンガンおよび特に、HOPCALITE化合物がある。HOPCALITEは一般に、銅、コバルト、マンガンおよび銀の酸化物の混合物からなり、代表的には、価格の観点から、二酸化マンガンと酸化第二銅とを使用することによって生成される。さらにまた、表面改質されたHOPCALITEを使用することもできる。この表面改質されたHOPCALITEは水分に対する感受性が小さいことから、以下に説明するように、薄め塗膜施用方法（wash coating application process）の使用を容易にする。この酸化触媒コーティングは、COと流出ガス中にも存在しうる酸素ガス（O2）との反応を触媒することによって、有毒COを二酸化炭素（CO2）に変換する作用を果たす。
非アジド系ガス発生剤はまたしばしば、燃焼すると許容されないレベルのNOx、例えば特に有毒である二酸化窒素（NO2）を発生する。本発明のもう一つの特徴に従い、この非アジド系ガス発生剤の燃焼により発生される過度のNOx濃度を減少させるために、少なくとも１種のアルカリ性物質、例えば炭酸ナトリウム（Na2CO3）、炭酸マグネシウム（MgCO3）、炭酸カルシウム（CaCO3）、水酸化カルシウム（Ca（OH）2）、水酸化マグネシウム（Mg（OH）2）、水酸化カリウム（KOH）および水酸化ナトリウム（NaOH）を含有するコーティングを使用する。詳細に言えば、このアルカリ性コーティングは、酸−塩基様相でNO2と反応する。例えば、このアルカリ性コーティング中のNa2CO3は、流出ガス中にも存在するNO2および水（H2O）と反応して、硝酸ナトリウム（NaNO3）、CO2および水素ガス（H2）を生成させる。
このアルカリ性コーティングは、ガス発生組成物の種類に応じて、酸化触媒コーティングと組合わせて、あるいはまた別のコーティングとして使用することができる。例えば、ガス発生組成物の成分として、NOxについては高レベルになってしまうが、COについては許容レベルに調整することは既に可能である。この場合、酸化触媒コーティングは不必要であるものの、NOx濃度を減少させるためには、アルカリ性コーティングが必要である。他方、燃焼時のNOx濃度は許容できるが、CO濃度は過剰であることがある場合には、アルカリ性コーティングは省略することができるが、CO濃度を減少させるために、酸化触媒コーティングが必要である。しかしながら、多くの非アジド系ガス発生組成物では、NOx濃度およびCO濃度の両方が許容されないレベルにあることから、酸化触媒コーティングおよびアルカリ性コーティングの両方が使用される。これらのコーティングはそれぞれ、好ましくは１枚の布地に施用できるが、所望により別法として、各コーティングのために別々の布地を使用することもできることに留意されるべきである。
本発明もう一つの態様において、図面に示されているように（この図面は説明の目的でその一部が拡大されている）、酸化触媒コーティング10および（または）アルカリ性コーティング12は、エアバッグ材料16それ自体の内面14に施用すると好ましい。膨張中のバッグの位置と関連するピーク「滞留時間」（residence time）の観点から、このエアバッグ材料それ自体上に、これらのコーティングの一方または両方を組合わせて使用すると有利である。このピーク「滞留時間」は、２秒またはそれ以上長いことがある。これとは逆に、ガス発生剤の近くに別のコーティングを有する布地を配置する場合の「滞留時間」は、例えば60ミリセカンドほど短いこともある。従って、エアバッグ材料それ自体上にコーティングを直接施用すると、各コーティングは、そのピーク「滞留時間」の観点から、最大動作時間を有し、従ってNOxおよび（または）COの除去が促進される。
本発明は、エアバッグとして使用される材料の種類および性質により制限されるものではない。例えば、エアバッグは織物材料または不織材料から形成することができ、これらの材料には、これらに制限されないものとして、ポリエチレン、ポリエステルおよびナイロンが包含される。さらにまた、本発明の酸化触媒コーティングおよびアルカリ性コーティングはまた、未コーティングの多孔質バッグに施用することができ、あるいはまた当該バッグのパッキングを強化し、かつまた重量減少に有利に寄与する別種の材料によるコーティングがすでに施されている慣用のコーティングを有し、排気されているバッグに施用することもできる。本発明のコーティングはまた、フィルム型バッグ材料に施用することもできる。
本発明は、各コーティングをバッグに付着させる方法により制限されるものではない。例えば、コーティングは、漬け塗り、浸漬、スプレイまたは薄め塗布（この場合には、例えば表面改質HOPCALITEを酸化触媒として使用することができる）により施用することができる。一例として、運転者側のエアバッグ用のHOPCALITE酸化触媒100ミリグラムおよび乗客側のエアバッグ用のHOPCALITE酸化触媒200ミリグラムを予め定められた粒子サイズに粉砕し、次いで薄め塗布用組成物中に懸濁し、次いで不織ポリエステルの表面に施用する。アルカリ性コーティングに使用されるアルカリ性物質の相対量もまた、同様である。
本発明の好適態様を説明したが、本発明は添付請求の範囲から逸脱しない修正を包含するものであると認識されるべきである。
【図１】
0003753735.tif 000002