DE112006002625T5 - Gaserzeugungsmittel - Google Patents

Gaserzeugungsmittel Download PDF

Info

Publication number
DE112006002625T5
DE112006002625T5 DE112006002625T DE112006002625T DE112006002625T5 DE 112006002625 T5 DE112006002625 T5 DE 112006002625T5 DE 112006002625 T DE112006002625 T DE 112006002625T DE 112006002625 T DE112006002625 T DE 112006002625T DE 112006002625 T5 DE112006002625 T5 DE 112006002625T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
metal
weight
gas
gas generating
nitrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE112006002625T
Other languages
English (en)
Inventor
Jeffrey W. Harrison Township Halpin
Sean P. Almont Burns
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Automotive Systems Laboratory Inc
Original Assignee
Automotive Systems Laboratory Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Automotive Systems Laboratory Inc filed Critical Automotive Systems Laboratory Inc
Priority claimed from PCT/US2006/038225 external-priority patent/WO2007041384A2/en
Publication of DE112006002625T5 publication Critical patent/DE112006002625T5/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Air Bags (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

Gaserzeugungszusammensetzung umfassend:
ein erstes Oxidationsmittel, das ausgewählt ist aus Metall- und Nichtmetallnitraten; Metallnitriten, Metall- und Nichtmetallperchloraten, Metalloxiden, basischen Metallnitraten, wobei das genannte erste Oxidationsmittel in ungefähr 0,1 bis 80 Gewichts-% der Gaserzeugungszusammensetzung bereitgestellt wird;
einen ersten Brennstoff, der aus Mono-ammoniumsalz von Bis-(1(2)H-tetrazol-5-yl)amin, Mono-ammoniumsalz besteht, wobei der genannte erste Brennstoff in ungefähr 0,1 bis 50 Gewichts-% der Gaserzeugungszusammensetzung bereitgestellt wird; und
ein erstes Additiv, das aus hochdispersen Metalloxiden ausgewählt ist, wobei das genannte erste Additiv in Mengen bereitgestellt wird, die nicht größer als 10 Gewichts-% der Gaserzeugungszusammensetzung sind.

Description

  • QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht die Rechte der US-Provisional Anmeldung mit dem Aktenzeichen 60/721,873, eingereicht am 29. September 2005.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Gaserzeugungssysteme und Gaserzeugungszusammensetzungen, die zum Beispiel in Gaserzeugervorrichtungen für Automobilrückhaltesysteme eingesetzt werden.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Gaserzeugungszusammensetzungen, die bei der Verbrennung eine relativ kleine Menge Feststoffe und eine relativ reichliche Menge Gas erzeugen. Es ist eine andauernde Herausforderung, die Menge an Feststoffen zu reduzieren und die Menge an Gas zu erhöhen, wodurch die Filtrationserfordernisse für einen Gasgenerator verringert werden. Als ein Ergebnis kann der Filter entweder in der Größe reduziert oder gänzlich eliminiert werden, wodurch das Gewicht und/oder die Größe des Gasgenerators reduziert wird.
  • Eine gleichermaßen wichtige Herausforderung ist es, Gaserzeugungsmittel herzustellen, die eine relativ geringe Empfindlichkeit in Bezug auf Stoß, Reibung oder elektrostatische Entladungsreize besitzen.
  • Eine noch andere Herausforderung bei Gaserzeugungszusammensetzungen, die relativ kleine Mengen Feststoffe erzeugen, manchmal als "rauchlose" Zusammensetzungen bezeichnet, ist, dass nicht alle nicht-metallischen Bestandteile zu einer stabilen ballistischen Leistung beitragen, wenn sie der Umgebungskonditionierung ausgesetzt werden. Tatsächlich ist ein Brennstoff, der aufgrund seiner Tendenz vollständig oder hauptsächlich Gas zu erzeugen favorisiert wird, Bis-1(2)H-tetrazol-5-yl)-amin (BTA-1NH3). Wenn er mit anderen Gaserzeugungsmittel-Bestandteilen wie einem Oxidationsmittel kombiniert und in eine Gaserzeugungsmittelzusammensetzung überführt wird, trägt dieser Brennstoff zu größeren Mengen Gas bei der Verbrennung der Zusammensetzung bei. Dessen ungeachtet ist entdeckt worden, dass BTA-1NH3 zu einer nicht akzeptablen, aggressiven ballistischen Leistung beiträgt, wie nach dem thermischen Zyklieren und dem Thermoschocktest gemessen wurde, wie in "SAE International Document SAE/USCAR-24" "USCAR GASGENERATOR TECHNICAL REQUIREMENTS UND VALIDATION" definiert ist, das hierin als Referenz einbezogen wird.
  • Dementsprechend wäre es eine Verbesserung des Standes der Technik Zusammensetzungen bereitzustellen, die BTA-1NH3 enthalten, das zu einer "rauchlosen" Gaserzeugungsmittel-Zusammensetzung oder zu einer solchen beiträgt, die, wenn sie verbrannt wird, 90 oder mehr Gas als ein Produkt erzeugt, während sie dennoch allen Thermoschock-Erfordernissen genügt, wie sie in den "USCAR"-Standards festgelegt sind.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die oben dargelegten Bedenken werden durch Gaserzeugungszusammensetzungen beseitigt, die BTA-1NH3, ein Oxidationsmittel wie phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat und ein hochdisperses Oxid wie hochdisperses Siliciumdioxid oder hochdisperses Aluminiumoxid einschließen. Es ist gefunden worden, dass die Zugabe von hochdispersem Siliciumdioxid oder hochdispersen Oxiden zu Zusammensetzungen, die BTA-1NH3 enthalten, Zusammensetzungen ergeben hat, die nun imstande sind, dem thermischen Zyklieren/der Thermoschock-Prüfung standzuhalten, die von den "USCAR"- Standards gefordert werden. Andere Bestandteile, einschließlich Verarbeitungshilfen wie Graphit, können in relativ kleinen Mengen eingeschlossen sein.
  • In weiterer Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind auch ein Gaserzeuger und ein Fahrzeuginsassenschutzsystem, das die Gaserzeugungszusammensetzung enthält, eingeschlossen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Querschnittsseitenansicht, welche die allgemeine Struktur eines Gasgenerators in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Fahrzeuginsassenrückhaltesystems, welches eine Gaserzeugungszusammensetzung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung enthält.
  • Die 3 und 4 sind graphische Darstellungen einer Zusammensetzung, die 0,25 Gewichts-% hochdisperses Siliciumdioxid enthält.
  • Die 5 und 6 sind graphische Darstellungen einer Zusammensetzung, die 0,50 Gewichts-% hochdisperses Siliciumdioxid enthält.
  • Die 7 und 8 sind graphische Darstellungen einer Zusammensetzung, die 0,75 Gewichts-% hochdisperses Siliciumdioxid enthält.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die vorliegende Erfindung schließt Gaserzeugungszusammensetzungen ein, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung in Zusammensetzungen, welche BTA-1NH3 enthalten, ein Additiv einschließen, das, wenn es in relativ geringen Anteilen hinzugefügt wird, die Treibmittelkörner stabilisiert, wenn sie dem thermischen Zyklieren oder der Thermoschock-Konditionierung unterworfen werden, wie es für die Verwendung in der Automobilindustrie verlangt wird. Diese Zubereitungen enthalten allgemein Folgendes:
    Ein erstes Oxidationsmittel, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die Nichtmetall- und Metallnitratsalze wie Ammoniumnitrat, phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat, Kaliumnitrat, Strontiumnitrat; Nitritsalze wie Kaliumnitrit; Chloratsalze wie Kaliumchlorat; Metall- und Nichtmetallperchloratsalze wie Kalium- oder Ammoniumperchlorat; Oxide wie Eisenoxid und Kupferoxid; basische Nitratsalze wie basisches Kupfernitrat und basisches Eisennitrat und deren Mischungen einschließt. Das erste Oxidationsmittel wird allgemein in ungefähr 0,1–80 Gewichts-% der Gaserzeugungszusammensetzung, und stärker bevorzugt in ungefähr 10–70 Gewichts-% bereitgestellt.
  • Ein optionales sekundäres Oxidationsmittel kann auch bereitgestellt werden und ist aus den oben beschriebenen Oxidationsmitteln ausgewählt, und wenn es eingeschlossen ist, wird es allgemein in ungefähr 0,1–50 Gewichts-%, und stärker bevorzugt in ungefähr 0,1–30 Gewichts-% bereitgestellt. Der gesamte Oxidationsmittel-Bestandteil, das heißt die vereinigten Gewichtsprozent aller Oxidationsmittel, wird gleichwohl nur von 0,1 bis 80 Gewichts-% reichen.
  • Ein erster oder primärer Brennstoff besteht aus Monoammoniumsalz von Bis-(1(2)H-tetrazol-5-yl)-amin (BTA-1NH3) und wird allgemein in ungefähr 0,1–50 Gewichtsprozent oder Gewichts-%, und stärker bevorzugt in ungefähr 10–30 Gewichts-% bereitgestellt.
  • Ein optionaler sekundärer Brennstoff ist ausgewählt aus der Gruppe, die Derivate von Bis-(1(2)H-tetrazol-5-yl)-amin, einschließlich seiner wasserfreien Säure und seinem Säuremonohydrat, von deren Metallsalzen einschließlich der Kalium-, Natrium-, Strontium-, Kupfer-, Bor-, Zinksalze von BTA-1NH3 und deren Komplexe; Azolen wie 5-Aminotetrazol; Metallsalze von Azolen wie Kalium-5-aminotetrazol; Nichtmetallsalze von Azolen wie Mono- oder Di-ammoniumsalz von 5,5'-Bis-1-H-tetrazol; Nitratsalze von Azolen wie 5-Aminotetrazolnitrat; Nitraminderivate von Azolen wie 5-Nitraminotetrazol; Metallsalze von Nitraminderivaten von Azolen wie Dikalium-5-nitraminotetrazol; Nichtmetallsalze von Nitraminderivaten von Azolen wie Mono- oder Di-ammonium-5-nitraminotetrazol und Guanidine wie Dicyandiamid; Salze von Guanidinen wie Guanidinnitrat; Nitroderivate von Guanidinen wie Nitroguanidin; Azoamide wie Azodicarbonamid; Nitratsalze von Azoamiden wie Azodicarbonamidindinitrat und deren Mischungen enthält, und wenn er eingeschlossen ist, wird er allgemein in ungefähr 0,1–49,9 Gewichts-% stärker bevorzugt in 0,1–30 Gewichts-% bereitgestellt. Der gesamte Brennstoff-Bestandteil, das heißt die vereinigte Menge aller Brennstoffe der Zusammensetzung, wird nichtsdestotrotz nur von 0,1–50 Gewichts-% und stärker bevorzugt ungefähr 0,1–30 Gewichts-% reichen.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist ein erstes oder primäres Additiv ausgewählt aus der Gruppe von hochdispersen Metalloxiden einschließlich hochdispersem Siliciumdioxid und hochdispersem Aluminiumoxid und deren Mischungen, und wird allgemein in ungefähr 0,05–10 Gewichts-% und stärker bevorzugt in ungefähr 0,05–5 Gewichts-% bereitgestellt.
  • Alle Prozentsätze der hierin beschriebenen Bestandteile werden als Gewichtsprozent eines Gaserzeugungsmittel-Gesamtgewichts angegeben.
  • Ein optionales zweites Additiv ist ausgewählt aus der Gruppe, die Siliciumverbindungen, einschließlich elementarem Silicium, Siliciumdioxid und hochdispersem Siliciumdioxid; Silikone wie Polydimethylsiloxan; Silikate wie Kaliumsilikat; natürliche Mineralien wie Talk, Glimmer und Ton; Gleitmittel wie Graphitpulver oder -fasern, Magnesiumstearat, Bornitrid, Molybdänsulfid und deren Mischungen einschließt, und wenn es eingeschlossen ist, wird es allgemein in ungefähr 0,1–10%, und stärker bevorzugt in ungefähr 0,1–5% bereitgestellt.
  • Ein optionales Bindemittel ist ausgewählt aus der Gruppe von Cellulosederivaten wie Celluloseacetat, Celluloseacetatbutyrat, Carboxymethylcellulose, Salzen von Carboxymethylcellulose, Carboxymethylcelluloseacetatbutyrat; Silikon; Polyalkencarbonaten wie Polypropylencarbonat und Polyethylencarbonat und deren Mischungen, und wenn es eingeschlossen ist, wird es allgemein in ungefähr 0,1–10%, und stärker bevorzugt in ungefähr 0,1–5% bereitgestellt.
  • Alle Prozentsätze der hierin beschriebenen Bestandteile werden als Gewichtsprozent des Gaserzeugungsmittel-Gesamtgewichts angegeben.
  • Es ist bestimmt worden, dass die Zugabe kleiner Mengen hochdisperser Metalloxide, wie hochdisperses Siliciumdioxid (Güteklasse "M-5", bereitgestellt von der "Cabot Corporation"), zu diesen Zubereitungen ein Gaserzeugungsmittel bereitstellt, das alle oben aufgeführten vorteilhaften Eigenschaften zeigt und, was noch wichtiger ist, stabile ballistische Leistung zeigt, wenn es dem thermischen Zyklieren und der Thermoschock-Konditionierung ausgesetzt wird.
  • Das Mono-ammoniumsalz von BTA-1NH3, wenn es mit PSAN kombiniert wird, zeigt viele vorteilhafte Eigenschaften für die Verwendung in Automobilinsassenrückhaltevorrichtungen und bildet deshalb bevorzugte Gaserzeugungszusammensetzungen. BTA-1NH3 ist ein hochenergetischer, hoch Stickstoff-haltiger Brennstoff, der exzellente Stabilität und sehr vorteilhafte Grade an Hygroskopizität und Empfindlichkeit zeigt. Die Eigenschaften von Ammoniumnitrat und Kaliumnitrat zum Beispiel sind durchweg in der Treibmittelindustrie wohlbekannt. PSAN insbesondere zeigt keine Empfindlichkeit, wenn es Stoss, Reibung oder elektrostatischen Entladungsreizen ausgesetzt wird.
  • Trockenmischungen von Zubereitungen, die diese Materialien enthalten, wurden hergestellt. Diese Rohmaterialien wurden gemeinsam 15 Minuten lang in einer "Sweco"-Vibrationsmühle gemahlen. Dieses trockene Material wurde dann tablettiert, in Gasgeneratoren gegeben und der "USCAR"-Thermoschock-Konditionierung (200 Zyklen, –40°C bis 90°C) unterworfen. Diese Zubereitungen zeigten einen Anstieg der ballistischen Leistung, wenn sie bei +85°C ausgelöst wurden.
  • Als nächstes wurde das gleiche Verfahren verwendet, um Gaserzeugungsmittel herzustellen, welche die oben aufgeführten Materialien mit 0,25 Gewicht-% 0,5 Gewicht-% und 0,75 Gewicht-% "M-5"-Siliciumdioxid enthalten. Nach der "USCAR"-Thermoschock-Konditionierung wurde gefunden, dass die ballistische Stabilität des Gaserzeugungsmittels mit der Menge des hochdispersen Siliciumdioxids anstieg, wodurch die Stabilität bereitgestellt wurde, die für die Verwendung in der Automobilindustrie erforderlich ist. Die iterative Analyse verschiedener Mengen hochdispersen Siliciumdioxids in verschiedenen Zusammensetzungen bestimmte die Menge hochdispersen Siliciumdioxids oder hochdispersen Oxids, die eingesetzt wurde, um akzeptable ballistische Leistung bereitzustellen. Dementsprechend zeigen Gaserzeugungszusammensetzungen, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, viele vorteilhafte Eigenschaften für die Verwendung in der Autoindustrie, während viele im Stand der Technik aufgeführten Nachteile von Gaserzeugungsmitteln vermeiden. werden.
  • Beispiel 1: Siliciumdioxid-freie Mischungen
  • Ein rauchloses Gaserzeugungsmittel wurde durch Mischen von phasenstabilisiertem Ammoniumnitrat(PSAN), das 10 Gewichts-% Kaliumnitrat enthielt, mit Mono-ammoniumsalz von Bis-(1(2)H-tetrazol-5-yl)-amin (BTA-1NH3) hergestellt. Die Mischung befand sich im Wesentlichen im stöchiometrischen Gleichgewicht. Die Bestandteile wurden ungefähr 15 Minuten lang in einer "Sweco"-Vibrationskugelmühle trocken gemahlen.
  • Die resultierende Mischung wurde zu Tabletten verpresst, wie es in der Industrie Standard ist. Die Tabletten wurden dann zur ballistischen Evaluierung in einen Einstufen-Fahrerseiten-Gasgenerator gegeben. Verschiedene Gasgeneratoren wurden ausgelöst, um Grundliniendaten bereitzustellen, während andere Gasgeneratoren der Thermoschock-Konditionierung gemäß "SAE International Document SAE/USCAR-24" "USCAR GASGENERATOR TECHNICAL REQUIREMENTS UND VALIDATION" ausgesetzt wurden. Nach Abschluss von 200 Thermoschock-Zyklen wurden mehrere Gasgeneratoren für einen Vergleich mit der Grundlinien-Ballistik ausgelöst. Wie durch die "USCAR"-Vorschriften gefordert, wurden Gasgeneratoren bei Temperaturen von –40°C, +23°C und +85°C ausgelöst. Die Auslösungen bei –40°C und +23°C entsprechen den Grundlinien-Werten recht gut, während die ballistischen Daten bei +85°C einen signifikanten Anstieg der Leistung zeigten. Der Anstieg war groß genug um zu bewirken, dass die Testreihe dabei scheiterte, den "USCAR"-Vorschriften zu entsprechen und machte deshalb die Gasgeneratoren für die Verwendung in der Automobilindustrie ungeeignet.
  • Beispiel 2: Hohe Siliciumdioxid-Anteile
  • Um dieses Problem zu verringern wurden variierende Mengen hochdisperses Siliciumdioxid zu der Mischung hinzugegeben. Das hochdisperse Siliciumdioxid war kommerziell als Güteklasse "M-5" erhältlich, bereitgestellt von "Cabot Corporation". Anfänglich wurde das hochdisperse Siliciumdioxid in Anteilen zwischen ungefähr 3–6 Massen hinzugefügt. Das stöchiometrische Gleichgewicht des Brennstoffs und Oxidationsmittels und die Verarbeitung wurden beibehalten. Die resultierenden Gaserzeugungsmittel wurden dann mittels des gleichen Verfahrens wie oben beschrieben ballistisch evaluiert. Nach Thermoschock-Konditionierung trat keine Änderung der ballistischen Leistung ein. Jedoch beeinträchtigte oder hemmte die Zugabe einer großen Menge "inerten" Materials die Energie des Systems und dadurch wurden die Zubereitungen nicht wie gewünscht.
  • Beispiel 3: Geringe (bevorzugte) Siliciumdioxid-Anteile
  • Als nächstes wurde die Menge hochdisperses Siliciumdioxid reduziert, um zu prüfen welche Anteile erforderlich waren, um die Thermoschock-Konditionierung zu bestehen. Drei neue Mischungen wurden mittels der gleichen Verarbeitung unter Verwendung von 0,25 Massen 0,5 Massenprozent und 0,75 Massenprozent hochdispersem Siliciumdioxid hergestellt. Die neuen Mischungen wurden tablettiert und ballistisch mittels des gleichen Verfahrens evaluiert, wie oben beschrieben.
  • 0,25% Siliciumdioxid (Mischung 1)
  • Die ballistischen Daten für die Mischung, die 0,25% Siliciumdioxid enthält, wird in den 3 und 4 veranschaulicht. Der Druck wurde innerhalb des Gasgenerators und innerhalb eines 60-l-Tanks während der Auslösung vor den Thermoschock-Prüfungen gemessen und wird in 3 dargestellt. 4 veranschaulicht die Ergebnisse der Verbrennung dieser Mischung nach der Thermoschock-Prüfung, wo eine Steigerung im Druck übermäßig aggressive ballistische Leistung anzeigt. Einer der Thermoschock-Gasgenerator-Drucke stieg tatsächlich hoch genug an, um den Gasgenerator-Körper zu bersten. Diese Ergebnisse sind nachteilig für die Verwendung in der Automobilindustrie. Einige Tabletten wurden gewogen und gemessen, um die Dichte sowohl vor als auch nach der Thermoschock-Konditionierung zu bestimmen. Die Druckfestigkeit wurde zum Vergleich auch gemessen. Dieser Wert ist in Tabelle 1 gezeigt.
  • 0,5% Siliciumdioxid (Mischung 2)
  • Die ballistischen Daten für die Mischung, die 0,5% Siliciumdioxid enthält, kann man in den 5 und 6 sehen. Der Druck wurde innerhalb des Gasgenerators und innerhalb eines 60-l-Tanks während der Auslösung vor den Thermoschock-Prüfungen gemessen und wird in 5 dargestellt. 6 veranschaulicht die Ergebnisse der Verbrennung dieser Mischung nach der Thermoschock-Prüfung, worin die Druckkurven übermäßig aggressive ballistische Leistung anzeigen. Der Druck wurde innerhalb des Gasgenerators und innerhalb eines 60-l-Tanks während der Auslösung gemessen. Die Werte der Thermoschock- Gasgeneratoren zeigten eine Verbesserung gegenüber der Mischung, die 0,25% Siliciumdioxid enthält. Diese Verbesserung war jedoch nicht ausreichend, um die Gasgeneratoren für die Verwendung gemäß der "USCAR"-Vorschriften brauchbar zu machen. Einige Tabletten wurden gewogen und gemessen, um die Dichte sowohl vor als auch nach der Thermoschock-Konditionierung zu bestimmen. Die Druckfestigkeit wurde zum Vergleich auch gemessen. Dieser Wert ist in Tabelle 1 gezeigt.
  • 0,75% Siliciumdioxid (Mischung 3)
  • Die ballistischen Daten für die Mischung, die 0,75% Siliciumdioxid enthält, kann man in den 7 und 8 sehen. Der Druck wurde innerhalb des Gasgenerators und innerhalb eines 60-l-Tanks während der Auslösung vor den Thermoschock-Prüfungen gemessen und wird in 7 dargestellt. 8 veranschaulicht die Ergebnisse der Verbrennung dieser Mischung nach der Thermoschock-Prüfung, worin der Druck gleichbleibende ballistische Leistung vor und nach dem Thermoschock anzeigt. Der Druck wurde innerhalb des Gasgenerators und innerhalb des 60-l-Tanks während der Auslösung gemessen. Die Werte der Thermoschock-Gasgeneratoren zeigten wieder eine Verbesserung gegenüber der Mischung, die 0,5% Siliciumdioxid enthält. Anders ausgedrückt zeigt die ballistische Leistung nach Thermoschock eine minimale Änderung. Durch die Analyse dieser Daten wurden bestimmt, dass diese Gasgeneratoren gemäß der "USCAR"-Vorschriften akzeptabel sind. Einige Tabletten wurden gewogen und gemessen, um die Dichte sowohl vor als auch nach der Thermoschock-Konditionierung zu bestimmen. Die Druckfestigkeit wurde zum Vergleich auch gemessen. Dieser Wert ist in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1: physikalische Eigenschaften von Tabletten 0,25'' äußerer Durchmesser × 0,125''
    Treibmittel Dichte (g/cm 3) Druckfestigkeit (kp)
    Mischung 1
    0,25% Grundlinie 0,25% Thermoschock 1,65 1,60 21,0 18,3
    Mischung 2
    0,5% Grundlinie 0,5% Thermoschock 1,65 1,60 23,2 21,0
    Mischung 3
    0,75% Grundlinie 0,75% Thermoschock 1,66 1,61 24,6 22,9
  • Die Ergebnisse dieses Experiments sind konterintuitiv in Bezug auf die Dichte und Druckfestigkeit der einzelnen Tabletten. Alle drei Mischungen scheinen annähernd identisch in Dichte und Druckfestigkeit zu sein, sowohl vor als auch Thermoschock. Dementsprechend ist es nicht augenscheinlich, dass die Verwendung von hochdispersem Siliciumdioxid in variierenden Mengen die ballistischen Eigenschaften wie beschrieben verbessern würde. Mischung 3 bringt jedoch signifikant bessere Leistung als Mischung 2, welche signifikant bessere Leistung erbringt als Mischung 1.
  • Wie in 1 gezeigt, schließt ein beispielhafter Gasgenerator ein Doppelkammerdesign ein, um die Kraft der Entfaltung eines assoziierten Airbags genau anzupassen. Allgemein kann ein Gasgenerator, der ein primäres Gaserzeugungsmittel 12 enthält, das gebildet wird, wie es hierin beschrieben ist, hergestellt werden, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Die US-Patente der Nummern 6 422 601 , 6 805 377 , 6 659 500 , 6 749 219 und 6 752 421 veranschaulichen typische Airbag-Gasgeneratordesigns und wer den hierin alle in ihrer Gesamtheit als Referenz einbezogen.
  • Nun Bezug nehmend auf 2 kann der oben beschriebene, beispielhafte Gasgenerator 10 auch eingeschlossen sein in ein Gaserzeugungssystem oder Airbagsystem 200. Airbagsystem 200 schließt wenigstens einen Airbag 202 und einen Gasgenerator 10 ein, der eine Gaserzeugungszusammensetzung 12 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung einschließt, gekoppelt an Airbag 202, um somit Fluidkommunikation mit einem Innenbereich des Airbags zu ermöglichen. Airbagsystem 200 kann auch einen Crashereignis-Sensor 210 einschließen (oder sich in Kommunikation damit befinden). Crashereignis-Sensor 210 schließt einen bekannten Crashsensor-Algorithmus ein, der das Auslösen von Airbagsystem 200 zum Beispiel über Aktivierung von Airbag-Gasgenerator 10 im Fall einer Kollision signalisiert.
  • Wieder Bezug nehmend auf 2 kann Airbagsystem 200 auch in ein umfassenderes, ausgedehnteres Fahrzeuginsassenrückhaltesystem 180 eingeschlossen sein, das zusätzliche Elemente wie eine Sicherheitsgurtanordnung 150 einschließt. 2 zeigt ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Ausführungsbeispiels eines solchen Rückhaltesystems. Sicherheitsgurtanordnung 150 schließt ein Sicherheitsgurtgehäuse 152 und einen Sicherheitsgurt 100 ein, der sich aus Gehäuse 152 erstreckt. Ein Sicherheitsgurtaufrollmechanismus 154 (zum Beispiel ein federbelasteter Mechanismus) kann an einen Endteil des Gurts gekoppelt sein. Zusätzlich kann ein Sicherheitsgurtstraffer 156, der Treibmittel 12 und Selbstzünder 14 enthält, an Gurtaufrollmechanismus 154 gekoppelt sein, um den Aufrollmechanismus im Fall einer Kollision auszulösen. Typische Sicherheitsgurtaufrollmechanismen, welche in Verbindung mit den erfindungsgemäßen Sicherheitsgurt-Ausführungsbeispielen verwendet werden können, werden in den US-Patenten der Nummern 5 743 480 , 5 553 803 , 5 667 161 , 5 451 008 , 4 558 832 und 4 597 546 beschrieben, die hierin als Referenz einbezogen werden. Veranschaulichende Beispiele typischer Straffer, mit welchen die erfindungsgemäßen Sicherheitsgurt-Ausführungsbeispiele kombiniert werden können, werden in den US-Patenten der Nummern 6 505 790 und 6 419 177 beschrieben, die hierin als Referenz einbezogen werden.
  • Sicherheitsgurtanordnung 150 kann auch einen Crashereignis-Sensor 158 (zum Beispiel einen Trägheitssensor oder einen Beschleunigungsmesser) einschließen (oder sich in Kommunikation damit befinden), der einen bekannten Crashsensor-Algorithmus einschließt, welcher das Auslösen von Gurtstraffer 156 zum Beispiel über die Aktivierung eines pyrotechnischen Zünders (nicht dargestellt) signalisiert, der in den Straffer eingeschlossen ist. Die US-Patente der Nummern 6 505 790 und 6 419 177 , die hierin vorher als Referenz einbezogen wurden, stellen veranschaulichende Beispiele von Straffern bereit, die auf eine solche Weise ausgelöst werden.
  • Es sollte gewürdigt werden, dass Sicherheitsgurtanordnung 150, Airbagsystem 200, und umfassender, Fahrzeuginsassenschutzsystem 180 Gaserzeugungssysteme veranschaulichen, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen werden, diese jedoch nicht begrenzen. Weiterhin begrenzen die oben beschriebenen Zusammensetzungen die vorliegende Erfindung nicht.
  • Es sollte verständlich sein, dass das Vorangehende lediglich eine detaillierte Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele dieser Erfindung ist, und dass zahlreiche Änderungen an den offenbarten Ausführungsbeispielen in Übereinstimmung mit der Offenbarung hierin vorgenommen werden können, ohne dass vom Geltungsbereich der Erfindung abgewichen wird. Die vorangehende Beschreibung ist deshalb nicht dazu bestimmt, den Geltungsbereich der Erfindung zu begrenzen. Stattdessen ist der Geltungsbereich der Erfindung nur mittels der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente zu bestimmen.
  • Zusammenfassung
  • Gaserzeugungszusammensetzungen enthalten das Monoammoniumsalz von Bis-(1(2)H-tetrazol-5-yl)-amin, ein Oxidationsmittel wie phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat und ein erstes Additiv, das ausgewählt ist aus hochdispersen Oxiden wie hochdispersem Siliciumdioxid. Gaserzeuger 10 und Gaserzeugungssysteme 200, welche die Zusammensetzungen einschließen, werden auch in Betracht gezogen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 6422601 [0035]
    • - US 6805377 [0035]
    • - US 6659500 [0035]
    • - US 6749219 [0035]
    • - US 6752421 [0035]
    • - US 5743480 [0037]
    • - US 5553803 [0037]
    • - US 5667161 [0037]
    • - US 5451008 [0037]
    • - US 4558832 [0037]
    • - US 4597546 [0037]
    • - US 6505790 [0037, 0038]
    • - US 6419177 [0037, 0038]

Claims (12)

  1. Gaserzeugungszusammensetzung umfassend: ein erstes Oxidationsmittel, das ausgewählt ist aus Metall- und Nichtmetallnitraten; Metallnitriten, Metall- und Nichtmetallperchloraten, Metalloxiden, basischen Metallnitraten, wobei das genannte erste Oxidationsmittel in ungefähr 0,1 bis 80 Gewichts-% der Gaserzeugungszusammensetzung bereitgestellt wird; einen ersten Brennstoff, der aus Mono-ammoniumsalz von Bis-(1(2)H-tetrazol-5-yl)amin, Mono-ammoniumsalz besteht, wobei der genannte erste Brennstoff in ungefähr 0,1 bis 50 Gewichts-% der Gaserzeugungszusammensetzung bereitgestellt wird; und ein erstes Additiv, das aus hochdispersen Metalloxiden ausgewählt ist, wobei das genannte erste Additiv in Mengen bereitgestellt wird, die nicht größer als 10 Gewichts-% der Gaserzeugungszusammensetzung sind.
  2. Gaserzeugungszusammensetzung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: einen zweiten Brennstoff, der ausgewählt ist aus Derivaten von Bis-(1(2)H-tetrazol-5-yl)-amin, einschließlich seiner wasserfreien Säure und seinem Säuremonohydrat, Metallsalzen und dessen Komplexen; Azolen, Metallsalzen von Azolen, Nichtmetall- und Metallsalzen von Nitraminderivaten von Azolen; Guanidinen; Salzen von Guanidinen; Nitroderivaten von Guanidinen; Azoamiden; Nitratsalzen von Azoamiden und deren Mischungen; wobei der genannte zweite Brennstoff in ungefähr 0,1–49,9 Gewichts-% der Gaserzeugungszusammensetzung bereitgestellt wird.
  3. Gaserzeugungszusammensetzung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: ein zweites Additiv, das ausgewählt ist aus Silicium, Siliciumdioxid, hochdispersem Silicium, Silikonen; Silikaten; natürlichen Mineralien einschließlich Ton, Glimmer und Talk; Schmierstoffen, einschließlich Graphit, Magnesiumstearat, Bornitrid, Molybdänsulfid und deren Mischungen, wobei das genannte zweite Additiv in ungefähr 0,1 bis 10 Gewichts-% der Gaserzeugungszusammensetzung bereitgestellt wird.
  4. Gaserzeugungszusammensetzung nach Anspruch 1, weiterhin ein sekundäres Oxidationsmittel umfassend.
  5. Gaserzeugungszusammensetzung nach Anspruch 1, weiterhin ein Bindemittel umfassend, das ausgewählt ist aus Cellulosederivaten, Polyalkencarbonaten und deren Mischungen, wobei das genannte Bindemittel in ungefähr 0,1 bis 10 Gewichts-% der Gaserzeugungszusammensetzung bereitgestellt wird.
  6. Gaserzeuger, der die Zusammensetzung nach Anspruch 1 enthält.
  7. Fahrzeuginsassenschutzsystem, das die Zusammensetzung nach Anspruch 1 enthält.
  8. Gaserzeugungszusammensetzung nach Anspruch 1, welche das Mono-ammoniumsalz von Bis-(1(2)H-tetrazol-5-yl)-amin in ungefähr 0,1 bis 50 Gewichts-% der Gaserzeugungszusammensetzung, phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat in ungefähr 0,1 bis 80 Gewichts-% der Gaserzeugungszusammensetzung und hochdisperses Siliciumdioxid in ungefähr 0,1 bis 10 Gewichts-% der Gaserzeugungszusammensetzung umfasst.
  9. Gaserzeugungszusammensetzung nach Anspruch 1, worin das genannte erste Oxidationsmittel ausgewählt ist aus Ammoniumnitrat, phasenstabilisiertem Ammoniumnitrat, Kaliumnitrat, Strontiumnitrat, Kaliumnitrit, Kaliumchlorat, Kaliumperchlorat, Ammoniumperchlorat, Eisenoxid, Kupferoxid, basischem Kupfernitrat, basischem Eisennitrat und deren Mischungen.
  10. Gaserzeugungszusammensetzung nach Anspruch 2, worin der genannte zweite Brennstoff ausgewählt ist aus einem Kalium-, Natrium-, Strontium-, Kupfer-, Bor- und Zinksalz von Bis-(1(2)H-tetrazol-5-yl)-amin; 5-Aminotetrazol; Kalium-5-aminotetrazol; Mono-ammoniumsalz von 5,5-Bis-1-H-tetrazol und Di-ammoniumsalz von 5,5-Bis-1-H-tetrazol; 5-Aminotetrazolnitrat; Nitraminotetrazol; Di-kalium-5-nitraminotetrazol; Monoammoniumnitraminotetrazol und Di-ammoniumnitraminotetrazol; Dicyandiamid; Guanidinnitrat; Nitroguanidin; Azodicarbonamid, Azodicarbonamidin-di-nitrat und deren Mischungen.
  11. Gaserzeugungszusammensetzung nach Anspruch 1, worin das genannte hochdisperse Metalloxid ausgewählt ist aus hochdispersem Siliciumdioxid und hochdispersem Aluminiumoxid.
  12. Gaserzeugungszusammensetzung nach Anspruch 1, worin das genannt hochdisperse Metalloxid hochdisperses Siliciumdioxid ist, das in ungefähr 0,75 Gewichts-% der Gaserzeugungszusammensetzung bereitgestellt wird.
DE112006002625T 2005-09-29 2006-09-29 Gaserzeugungsmittel Withdrawn DE112006002625T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US72187305P 2005-09-29 2005-09-29
US60/721,873 2005-09-29
PCT/US2006/038225 WO2007041384A2 (en) 2005-09-29 2006-09-29 Gas generant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112006002625T5 true DE112006002625T5 (de) 2008-08-28

Family

ID=39646385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112006002625T Withdrawn DE112006002625T5 (de) 2005-09-29 2006-09-29 Gaserzeugungsmittel

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE112006002625T5 (de)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4558832A (en) 1982-04-29 1985-12-17 Bayern-Chemie Gesellschaft Fur Flugchemische Antriebe Mit Beschrankter Haftung Take-up mechanism for safety belts
US4597546A (en) 1982-11-29 1986-07-01 Kabushiki Kaisha Takai-Rika-Denki-Seisakusho Webbing retractor
US5451008A (en) 1992-07-08 1995-09-19 Takata Corporation Pretensioner for seatbelt system
US5553803A (en) 1994-09-13 1996-09-10 Takata Vehicle Safety Technology Gmbh Belt tensioner for safety belts for motor vehicles
US5667161A (en) 1994-09-13 1997-09-16 Takata (Europe) Vehicle Safety Technology Gmbh Belt tensioner for safety belts for motor vehicles
US5743480A (en) 1995-02-01 1998-04-28 Takata (Europe) Vehicle Safety Technology Gmbh Safety belt arrangement in motor vehicles having a belt tensioner
US6419177B2 (en) 2000-02-04 2002-07-16 Automotive Systems Laboratory, Inc. Seat belt pretensioner
US6422601B1 (en) 1999-05-11 2002-07-23 Automotive Systems Laboratory, Inc. Dual chamber inflator
US6505790B2 (en) 2000-06-05 2003-01-14 Automotive Systems Laboratory, Inc. Pretensioner device
US6659500B2 (en) 2000-05-11 2003-12-09 Automotive Systems Laboratory, Inc. Multi-chamber inflator
US6749219B2 (en) 2001-09-12 2004-06-15 Automotive Systems Laboratory Inflator
US6752421B2 (en) 2002-01-03 2004-06-22 Automotive Systems Laboratory, Inc. Airbag inflator
US6805377B2 (en) 2000-05-02 2004-10-19 Automotive Systems Laboratory, Inc. Inflator

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4558832A (en) 1982-04-29 1985-12-17 Bayern-Chemie Gesellschaft Fur Flugchemische Antriebe Mit Beschrankter Haftung Take-up mechanism for safety belts
US4597546A (en) 1982-11-29 1986-07-01 Kabushiki Kaisha Takai-Rika-Denki-Seisakusho Webbing retractor
US5451008A (en) 1992-07-08 1995-09-19 Takata Corporation Pretensioner for seatbelt system
US5553803A (en) 1994-09-13 1996-09-10 Takata Vehicle Safety Technology Gmbh Belt tensioner for safety belts for motor vehicles
US5667161A (en) 1994-09-13 1997-09-16 Takata (Europe) Vehicle Safety Technology Gmbh Belt tensioner for safety belts for motor vehicles
US5743480A (en) 1995-02-01 1998-04-28 Takata (Europe) Vehicle Safety Technology Gmbh Safety belt arrangement in motor vehicles having a belt tensioner
US6422601B1 (en) 1999-05-11 2002-07-23 Automotive Systems Laboratory, Inc. Dual chamber inflator
US6419177B2 (en) 2000-02-04 2002-07-16 Automotive Systems Laboratory, Inc. Seat belt pretensioner
US6805377B2 (en) 2000-05-02 2004-10-19 Automotive Systems Laboratory, Inc. Inflator
US6659500B2 (en) 2000-05-11 2003-12-09 Automotive Systems Laboratory, Inc. Multi-chamber inflator
US6505790B2 (en) 2000-06-05 2003-01-14 Automotive Systems Laboratory, Inc. Pretensioner device
US6749219B2 (en) 2001-09-12 2004-06-15 Automotive Systems Laboratory Inflator
US6752421B2 (en) 2002-01-03 2004-06-22 Automotive Systems Laboratory, Inc. Airbag inflator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112006002624T5 (de) Gaserzeugungsmittel
DE69729881T2 (de) Azidfreie gaserzeugende zusammensetzungen
DE69001893T2 (de) Zusammensetzung und Verfahren zum Aufblasen eines Sicherheitsluftsackes.
DE69730202T2 (de) Azidfreie, gaserzeugende zusammensetzungen
DE69004787T2 (de) Gaserzeugende Azid enthaltende Zusammensetzung für aufblasbare Vorrichtungen.
US20070084531A1 (en) Gas generant
DE112005000805T5 (de) Gaserzeugungssystem
DE112006000826T5 (de) Gaserzeugungszusammensetzungen
DE112005000902T5 (de) Gaserzeugungssystem
DE112005001238T5 (de) Gaserzeugungssystem
EP0519485A1 (de) Treibmittel für Gasgeneratoren
DE112005001649T5 (de) Gaserzeugungssystem
US20080271825A1 (en) Gas generant
DE102005042812B4 (de) Gasbildende Zusammensetzung
DE112006002030T5 (de) Selbstzündungs-/Booster-Zusammensetzung
DE29821541U1 (de) Azidfreie, gaserzeugende Zusammensetzung
DE102007020549A1 (de) Gaserzeugungszusammensetzungen
EP0914306A1 (de) Pyrotechnische mischung als treibmittel oder als gassatz mit kohlenmonoxid-reduzierten schwaden
DE112007002820T5 (de) Selbstzündungs-/Booster-Zusammensetzung
DE112007002257T5 (de) Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen
DE112015002666T5 (de) Verbesserte Booster-Zusammensetzung
DE60106076T2 (de) Gaserzeugung mit metallkomplexen von guanylharnstoffnitrat
DE112006002625T5 (de) Gaserzeugungsmittel
DE112011101072T5 (de) Gaserzeugungsmittelzusammensetzungen
WO2006039892A2 (de) Stoffgemisch als thermisch initiierbare anzündmischung

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee