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专利名称:气体产生剂组合物及其成形体、以及使用该成形体的气体产生器的制作方法
技术领域:
本发明涉及一种气体产生剂组合物及该气体产生剂组合物的成形体、以及使用该气体产生剂组合物的成形体的气体产生器,特别涉及一种迅速响应用来启动燃烧的电信号(也就是说对用来启动燃烧的电信号的响应性优良)、适合用于汽车乘客安全装置用气体产生器的气体产生剂组合物。
背景技术:
在汽车的安全性提高的对策中,近年来广泛采用气囊(airbag)、座椅安全带预紧器(seatbeltpretensioner)作为利用***的汽车乘客安全装置。气囊装置的原理为根据来自检测到车辆碰撞的传感器(sensor)的电信号,使填充在气体产生器内的气体产生剂燃烧而生成大容量的气体,利用该气体压力使气囊在乘客和车体内壁之间展开。另外,对于座椅安全带预紧器来说也相同,通过传感器来检测车辆的碰撞,根据来自该传感器的电信号使气体产生器中填充的气体产生剂燃烧而生成气体,利用该气体压力使座椅安全带卷取机构动作,提高该座椅安全带的束力,借此来保护乘客。在车辆碰撞时,要求汽车乘客安全装置用气体产生器极迅速地响应来自碰撞感知传感器的电信号。也就是说,对该气体产生器要求以下性能接收来自碰撞感知传感器的电信号而使气体产生剂燃烧,生成气体,并且以数十毫秒而达到该生成气体的最大压力。
为了应对作为汽车乘客安全装置用气体产生器的极迅速的响应性能要求,而需要响应性优良的气体产生剂,具体来说,需要受到气体产生器内点火器的点火焰而迅速着火,并且能在短时间内完全燃烧而生成气体的气体产生剂。而且,利用这种响应性优良的气体产生剂,可以提供一种适合作为汽车乘客安全装置、从发出由碰撞所引起的启动信号起直至达到生成气体的最大压力为止的时间极短、显示出优良的响应性的气体产生器。
另外,从有关车辆安全功能的意识提高的方面来看,近年来除了以往所配备的用来保护驾驶员及副驾驶座乘客的前方碰撞用气囊以外,也配备了车辆内侧壁面及玻璃面以及车辆内顶面的碰撞用气囊,或配备了下肢部保护用的碰撞用气囊。这种侧面、头部面、下肢部相向面与乘客的距离近,因此与前方碰撞用气囊相比较,要求更迅速地展开的优良响应性,现正在进行可以应用于对这种位置的配备的汽车乘客安全装置用气体产生器的开发。
气体产生器中使用的气体产生剂通常是将燃料成分与氧化剂成分的混合组合物作为主成分而制备。已提出了使用含氮有机化合物代替以前所用的叠氮化金属化合物作为燃料成分,将该含氮有机化合物与无机氧化剂组合而成的非叠氮系气体产生剂组合物。作为氧化剂成分的作用,要求以下功能对燃料成分提供氧而使燃烧性提高,并且抑制一氧化碳、氨、一氧化氮、二氧化氮、***化氢等不良气体成分的生成。这里,作为气体产生剂组合物的氧化剂成分,广泛使用各种***盐,具体来说已知有金属***盐、碱性金属***盐、***铵、相稳定化***铵等。进而,已知有并用
该***盐与过***酸盐作为氧化剂成分的气体产生剂组合物的示例。在专利文献1中,公开了一种含有含氮化合物、碱性金属***盐及***酸化合物的气体产生剂组合物。另外,在专利文献2中,公开了一种含有含氮燃料、含铜化合物及平均粒径超过100微米的碱金属过***酸盐的气体产生剂组合物。这些专利文献都涉及可以抑制生成气体成分中所含的氮氧化物或氨等有毒气体成分的生成的气体产生剂组合物。但是,这些专利文献所记载的气体产生剂组合物不具有充分的燃烧速度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本专利特开2005-119926号公报
专利文献2美国专利申请公开第2006/0016529号说明书
发明内容
发明要解决的技术课题
因此,本发明的目的在于提供一种解决上述以往技术的问题、着火性及燃烧性得到提高的气体产生剂组合物及该气体产生剂组合物的成形体。另外,本发明的其他目的在于提供一种气体产生器,该气体产生器具备该气体产生剂组合物的成形体,借此从发出用来启动燃烧的电信号直至达到生成气体的最大压力为止的时间极短,也就是说显示出优良的响应性。
解决课题的技术手段
本发明人等为了达成上述目的而进行了努力研究,结果发现,通过在含有作为燃料成分的含氮有机化合物和作为氧化剂成分的金属***盐和/或碱性金属***盐以及过***酸盐的气体产生剂组合物中,将该过***酸盐的50%粒径限定于Ιμπι50μπι的范围,并且将该过***酸盐在氧化剂成分的总质量中所占的含量限定于5质量%以上且小于35质量%的范围,气体产生剂组合物的着火性及燃烧性可以明显提高,从而完成了本发明。
也就是说,本发明的气体产生剂组合物的特征在于含有作为燃料成分(A)的含氮有机化合物和作为氧化剂成分(B)的金属***盐和/或碱性金属***盐(B-I)以及50%粒径为1μm50μm的过***酸盐(B-2),并且上述过***酸盐(B-2)在氧化剂成分(B)的总质量中所占的含量为5质量%以上且小于35质量%。
在本发明的气体产生剂组合物的优选例中,上述含氮有机化合物为选自由胍(guanidine)、三唑(triazole)、四唑、联三唑、联四唑及它们的衍生物所组成的组群中的至少一种。
在本发明的气体产生剂组合物的另一优选例中,金属***盐和/或碱性金属***盐(B-I)为选自由***钾、***钠、***锶及碱性***铜所组成的组群中的至少一种。
在本发明的气体产生剂组合物的另一优选例中,上述过***酸盐(B-2)为选自由过***酸钾、过***酸钠及过***酸铵所组成的组群中的至少一种。
在本发明的气体产生剂组合物中,优选的是上述含氮有机化合物的含量为35质量%60质量%,上述金属***盐和/或碱性金属***盐(B-I)的含量为20质量%50质量%,上述过***酸盐(B-2)的含量为1质量%20质量%。这里,更优选的是上述含氮有机化合物为***胍,上述金属***盐和/或碱性金属***盐(B-I)为碱性金属***铜,上述过***酸盐(B-2)为过***酸钾。[0019]在本发明的气体产生剂组合物中,优选的是上述过***酸盐(B-2)的50%粒径为1μm30μm0
在本发明的气体产生剂组合物的另一优选例中,进一步含有粘合剂(C)。
在本发明的气体产生剂组合物的另一优选例中,进一步含有成渣剂(D)。
另外,本发明的气体产生剂组合物的成形体为上述气体产生剂组合物的成形体。
在本发明的气体产生剂组合物的成形体的优选例中,成形体的形状为圆柱状,其直径为4mm以下。
进而,本发明的气体产生器的特征在于具备上述气体产生剂组合物的成形体,优选的是具备长筒状的罩壳(housing)。
发明的效果
根据本发明,通过在含有作为燃料成分的含氮有机化合物和作为氧化剂成分的金属***盐和/或碱性金属***盐以及过***酸盐的气体产生剂组合物中,将该过***酸盐的50%粒径限定于1μm50μm的范围,并且将该过***酸盐在氧化剂成分的总质量中所占的含量限定于5质量%以上且小于35质量%的范围,可以提供一种着火性及燃烧性优良的气体产生剂组合物及该气体产生剂组合物的成形体,该气体产生剂组合物及其成形体适合用于汽车乘客安全装置用气体产生器。而且,本发明的气体产生剂组合物及其成形体的热稳定性也优良。另外,可以提供一种气体产生器,该气体产生器具备气体产生剂组合物的成形体,借此从发出用来启动燃烧的电信号起直至达到生成气体的最大压力为止的时间极短,也就是说显示出优良的响应性。而且,本发明的气体产生器由于气体产生剂组合物的着火性优良,因此不需要使用以往的气囊用充气器(inflator)等中使用的增强剂,可以实现气体产生器的小型化,适合作为特别要求迅速响应的侧面碰撞
(侧突)用气囊用气体产生器。另外,本发明的气体产生器由于气体产生剂组合物的燃烧性优良,因此可以生成一氧化碳、氨及氮氧化物成分相对较少,进而几乎不含***或***化氢的清洁排气。
图1是本发明的气体产生器的一例的截面图。
图2是本发明的气体产生剂的另一例的截面图。
()所得的实例3及比较例3的压力-时间曲线。
符号的说明
1、11:气体产生器
2、12:罩壳
3、13:点火装置
4、14:气体产生剂
5、15:过滤器
6、16:气体释放孔
7、17:点火室
具体实施方式
[0038]以下,对本发明进行详细说明。本发明的气体产生剂组合物的特征在于含有作为燃料成分(A)的含氮有机化合物和作为氧化剂成分(B)的金属***盐和/或碱性金属***盐(B-I)以及50%粒径为1μm50μm的过***酸盐(B-2),并且上述过***酸盐(B-2)在氧化剂成分⑶的总质量中所占的含量为
5质量%以上且小于35质量%,着火性及燃烧性优良,适合用于汽车乘客安全装置用气体产生器。
本发明的气体产生剂组合物的燃料成分(A)为含氮有机化合物,这里,该含氮有机化合物并无特别限定,可以合适地使用汽车乘客安全装置用气体产生器用气体产生剂组合物中通常使用的含氮有机化合物,优选胍或其衍生物、三唑或其衍生物、四唑或其衍生物、联三唑或其衍生物、联四唑或其衍生物、偶氮二甲酰***(azodicarbonamide)或其衍生物、胼(hydrazine)或其衍生物及酰胼(hydrazide)衍生物,更具体来说可以合适地举出5_氧代-1,2,4-三唑、四唑、5-氨基四唑、***氨基四唑、硝基氨基四唑、联四唑(5,5'-联-IH-四唑)、5,5'-联-IH-四唑二铵盐、偶氮双四唑、5,5'-偶氮双四唑二胍盐、胍、硝基胍、***基胍、三氨基胍***盐、***胍、***氨基胍、缩二脲(biuret)、偶氮二甲酰***、碳酰胼(carbohydrazide)、碳酰胼***盐错合物、乙二酸酰胼、胼***盐错合物、氨络合物(amminecomplex)等。这些含氮有机化合物中,从廉价且反应性良好而相对较容易操作的方面来看,优选四唑衍生物、联四唑衍生物及胍衍生物,更优选硝基胍、***胍、联四唑、偶氮双四唑及5-氨基四唑。这些化合物中,***胍具有以下优点而特别好由于分子中含有氧因此可以减少氧化剂成分的调配量,而且具有良好的热稳定性,进而可以期待低成本、燃烧时的高的气体产率等。再者,这些含氮有机化合物可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
另外,上述含氮有机化合物从操作容易的方面来看优选粉末或颗粒状,其50%粒径优选5μm80μm,更优选10μm50μm。而且,若含氮有机化合物的50%粒径过大,则气体产生剂组合物成形体的强度下降,另一方面,若含氮有机化合物的50%粒径过小,则粉碎需要很大的成本。另外,本发明中,所谓50%粒径是指测定粒子数基准的50%粒径,例如可以使用激光衍射/散射法等来测定。
含氮有机化合物在本发明的气体产生剂组合物中所占的含有率(调配比例)优选35质量%60质量%,更优选40质量%58质量%。若该含氮有机化合物的含有率(调配比例)小于35质量%,则有气体产生剂组合物每IOOg的产生气体摩尔数减少,氧过剩而氮氧化物的产生增加的倾向。另一方面,若含氮有机化合物的含有率(调配比例)超过60质量%,则有以下倾向由于有机物变多因此气体产生剂组合物的真比重减少,单位体积的填充量减少,另外由于氧化剂成分不足而大量产生有毒的一氧化碳。
本发明的气体产生剂组合物的氧化剂成分(B)并用金属***盐和/或碱性金属***盐(B-I)与50%粒径为1μm50μm的过***酸盐(B-2)。
上述金属***盐和/或碱性金属***盐(B-I)例如可以举出选自碱金属、碱土金属、铁、铜、镁、钴、镍、锌等中的金属盐。具体来说,碱金属的***盐可以举出***钠、***钾等,碱土金属的
***盐可以举出***镁、***钙、***锶、***钡等。再者,这些金属***盐可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。另外,碱性金属***盐可以举出碱性***铜、碱性***钴、碱性***锌、碱性***镁、碱性***铁等。这些中,特别优选碱性***铜。再者,这些碱性金属***盐可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。[0044]另外,上述金属***盐和/或碱性金属***盐(B-I)从操作容易的方面来看优选粉末或颗粒状,其50%粒径优选1μm80μm,更优选1μm50μm。再者,若金属***盐和/或碱性金属***盐(B-I)的50%粒径过大,则气体产生剂组合物成形体的强度下降,另一方面,若金属***盐和/或碱性金属***盐(B-I)的50%粒径过小,则粉碎需要很大的成本。
上述过***酸盐(B-2)例如可以举出碱金属的过***酸盐、碱土金属的过***酸盐、过***酸铵等。具体来说,碱金属的过***酸盐可以举出过***酸钠、过***酸钾等,碱土金属的过***酸可以举出过***酸镁、过***酸钙、过***酸钡、过***酸锶等。再者,这些过***酸盐可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
另外,上述过***酸盐(B-2)的粒径越小,则与燃料成分(A)的接触面积越增大,越对该燃料成分(A)显示出优良的反应性,因此可以大幅度地提高气体产生剂组合物的着火性及燃烧性,所以必须将其