KR980009207A - Gas Generators for Airbags - Google Patents
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Abstract
에어백용 가스발생제 성형체는 개구를 갖는 원통형상으로 가스발생제를 성형시켜 제조되는데, 여기서 70kgf/㎠의 압력하에서 상기 가스발생제의 선연소속도 r (㎜/초)과 상기 성형체의 두께 W(㎜)사이의 관계가 0.005 ≤ W / (2·r) ≤ 0.3 으로 나타낸 범위내에 있고 선연소속도가 바람직하게는 1내지 12.5㎜/초의 범위내에 있다.A gas generator molded body for an air bag is manufactured by molding a gas generator into a cylindrical shape having an opening, where a linear combustion rate r (mm / sec) of the gas generator and a thickness W of the molded body are formed under a pressure of 70 kgf / cm 2. Mm) is within the range indicated by 0.005 ≦ W / (2 · r) ≦ 0.3 and the linear combustion speed is preferably in the range of 1 to 12.5 mm / sec.
Description
본 발명은 에어백 시스템을 팽창시키기 위한 가스성분을 형성하기 위해 연소시키는 가스발생제 성형체, 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본발명은 자동차 및 항공기로 운반되고 인체보호에 사용되는 에어백 시스템에서 작동가스를 생산하는 신규의 가스발생제 조성물에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a gas generator molded body which is combusted to form a gas component for inflating an airbag system, and a manufacturing method thereof. More specifically, the present invention relates to novel gas generant compositions for producing working gases in airbag systems transported to automobiles and aircraft and used for human protection.
에어백 시스템은 자동차와 같은 차량이 고속충돌할 때 탑승자가 관성에 의해 차량내부의 딱딱한 부분(예를들면 핸들 및 전방면 유리) 및/또는 격돌지점에 격렬하게 충돌하는 것을 방지하기 위한 가스에 의해 급격히 팽창되는 백으로 공지된다. 에어백 시스템에 사용된 가스발생제 필요조건은 매우 엄격한데, 즉 백팽창시간은 통상 40내지 50밀리초 정도로 매우 짧고 또 백중의 가스분위기는 인체에 무해해야 된다(예를 들면, 차내의 공기조성에 밀접).The airbag system is abruptly driven by a gas to prevent the occupant from violently hitting hard parts (e.g. steering wheels and front glass) and / or collision points inside the vehicle by inertia when a vehicle such as a car crashes at a high speed. Known as inflated bags. The gas generator requirements used in the airbag system are very strict, i.e. the bag inflation time is usually very short, typically 40 to 50 milliseconds, and the gas atmosphere in the bag should be harmless to the human body (e.g. ).
현재, 에어백 시스템에 사용된 통상의 가스발생제는 무기 아지드 화합물, 특히 아지드화나트륨을 포함한다. 아지드화나트륨은 가스발생에서 부산물로 생성되는 알칼리 성분이 독성을 나타내기 때문에 아지드화나트륨이 연소성면에서 우수하더라도 탑승자에 대한 안전면에서 상기한 필요조건을 만족시키지 않는다. 더욱이, 아지드화나트륨 자체도 독성을 나타내고 버려질 때 환경에 미치는 영향도 중요하다.Currently, conventional gas generators used in airbag systems include inorganic azide compounds, especially sodium azide. Sodium azide does not meet the above requirements in terms of safety for the occupant, even though sodium azide is excellent in combustibility because the alkali component produced as a by-product from gas generation is toxic. Moreover, sodium azide itself is toxic and its environmental impact when discarded is also important.
이들 결점을 해결하기 위해, 소위 비아지드계 가스발생제가 개발되어 아지드화나트륨 가스발생제 대신으로 치환되었다. 예를들면, 중요성분으로서 테트라졸 트리아졸 또는 그것의 금속염 및 알칼리금속 니트레이트와 같은 산소함유 산화제로 이루어지는 조성물이 JP-A-3-208878에 개시된다. 더욱이, 주요성분으로 수소를 함유하지 않는 비테트라졸 화합물의 금속염으로 이루어지는 가스발생제는 JP-B-64-6156 및 JP-B-64-6157에 개시된다.In order to solve these drawbacks, so-called non-azide gas generators have been developed and replaced by sodium azide gas generators. For example, a composition consisting of an oxygen-containing oxidant such as tetrazole triazole or a metal salt thereof and an alkali metal nitrate as an important component is disclosed in JP-A-3-208878. Moreover, gas generating agents which consist of metal salts of a non-tetrazole compound which do not contain hydrogen as a main component are disclosed in JP-B-64-6156 and JP-B-64-6157.
더욱이 테트라졸 또는 트리아졸의 전이금속착제를 함유하는 가스발생제는 JP-B-6-57629에 나타낸다. 또한 트리아미노구아니딘 니트레이트 함유 가스발생제는 JP-A-5-254977에 나타내고; 카르보히드라지드함유 가스발생제는 JP-A-6-239683에 나타내고; 셀룰로스 아세테이트 및 니트로구아니딘을 포함하는 질소함유 비금속화합물 함유 가스발생제는 JP-A-7-61855에 나타낸다. 더욱이, 15 내지 30%의 셀룰로스 결합체와 공존하는 에너지 물질로서 니트로구아니딘의 사용은 미국특허 제5,125,684호에 개시된다. 또, 테트라졸 및 트리아졸 유도체와 산화제 및 슬래그 형성제의 조합으로 이루어지는 가스발생제 조성물은 JP-A-4-265292에 개시된다.Furthermore, the gas generating agent containing the transition metal complex of tetrazole or triazole is shown to JP-B-6-57629. Triaminoguanidine nitrate-containing gas generators are shown in JP-A-5-254977; Carbohydrazide-containing gas generators are shown in JP-A-6-239683; A nitrogen-containing nonmetallic compound-containing gas generator comprising cellulose acetate and nitroguanidine is shown in JP-A-7-61855. Moreover, the use of nitroguanidine as an energy material coexisting with 15-30% cellulose binder is disclosed in US Pat. No. 5,125,684. In addition, a gas generator composition comprising a combination of tetrazole and triazole derivatives with an oxidizing agent and a slag forming agent is disclosed in JP-A-4-265292.
그러나, 질소함유 유기화합물은 아지드화합물과 비교하여 화학적 당량에 대응하는 양(즉, 화합물 분자중에 함유된 탄소, 수소 및 다른 원소들을 연소시키는데 필요한 양)으로 산소발생에 충분한 산화제를 사용할 때 연소시 다량의 열을 통상 발생시키는 결함을 갖는다. 시스템 자체가 가스발생제 성능이외에 통상 운전시 불편하지 않는 정도의 크기를 갖는 것이 에어백 시스템에서 본질적이더라도 연소시 가스발생제의 많은 발열량이 가스발생제를 소망할 때 열을 제거하기 위한 임의적인 부분의 존재를 필요로 하여 가스발생기 자체를 소형화하는 것은 불가능하다. 또한 발열량은 산화제 종류를 선택함으로써 감소될수 있지만 선연소속도도 따라서 감소되어 가스발생제 성능의 감소를 초래한다.However, nitrogen-containing organic compounds, when compared with azide compounds, can be used when burning oxidants sufficient to generate oxygen in an amount corresponding to a chemical equivalent (i.e., the amount necessary to burn carbon, hydrogen and other elements contained in the compound molecule). It has a defect which usually generates a large amount of heat. Although it is essential for airbag systems that the system itself has a size that is not inconvenient in normal operation besides the gas generator performance, the large amount of heat generated by the gas generator during combustion is an arbitrary part to remove heat when the gas generator is desired. It is impossible to miniaturize the gas generator itself by requiring it. In addition, the calorific value can be reduced by selecting the oxidant type, but the linear combustion rate is also reduced, resulting in a decrease in the gas generator performance.
상기한 바와같이, 질소함유 유기화합물로 이루어지는 가스발생제 조성물은 화학적 당량에 대응하는 양으로 산소를 발생시키는데 충분한 산화제가 사용될 때 무기아지드화합물을 사용하는 가스발생제 조성물과 비교하여 연소시 다량의 열을 통상 발생시키는 결함을 가졌다. 높은 연소온도의 결과로 선연소속도가 작아진다.As described above, the gas generator composition composed of the nitrogen-containing organic compound has a large amount in combustion when compared with the gas generator composition using the inorganic azide compound when an oxidant sufficient to generate oxygen in an amount corresponding to a chemical equivalent is used. It had a defect that normally generates heat. As a result of the high combustion temperatures, the linear combustion speed is reduced.
높은 연소온도로 인한 문제는 (i) 조성물중에 함유된 산화제 성분으부터 발생된 알칼리성 미스트의 화학반응생성물, (ii) 많은 경우에서 스테인레스강제인 냉각제의 부식에 의해 냉각부에서 새롭게 발생되는 고온열입자로 함께 제공되어 인플레이터 밖으로 방출시킴으로써 백이 손상되는 것이다. 그러나, 또한 미스트와 열입자가 냉각부에 이르기전에 연소실에서 슬래그를 형성시킨다면 산화제 성분으로부터 발생된 알칼리성 미스트 및 연소실에서 새롭게 발생되는 고온열입자가 인플레이터내에 존재되는 것을 방지할수 없다. 이런 방법으로 소량의 냉각제를 사용하는 인플레이터 시스템은 고온일 때 발생된 가스도 작은 열용량을 갖기 때문에 백에 치명적 손상을 입히지 않고 실현될수 있었다. 그런 달성으로 소형크기를 갖는 인플레이터를 실현시키는 것이 가능하였다.Problems due to high combustion temperatures are: (i) chemical reaction products of alkaline mists generated from oxidant components contained in the composition, and (ii) hot heat particles newly generated in the cooling section due to corrosion of the coolant, which is stainless steel in many cases. The bag is damaged by being released with the inflator. However, if slag is formed in the combustion chamber before the mist and the hot particles reach the cooling section, it is impossible to prevent the alkaline mist generated from the oxidant component and the hot heat particles newly generated in the combustion chamber from being present in the inflator. In this way an inflator system using a small amount of coolant could be realized without damaging the bag because the gases produced at high temperatures also have a small heat capacity. Such achievement has made it possible to realize an inflator having a small size.
테트라졸 유도체를 포함하는 다양한 질소함유 유기화합물을 사용하는 비아지드계 가스발생제 조성물이 미리 검토되었다. 조성물의 선 연소속도는 함께 조합된 산화제의 종류에 의존하여 다양해지지만 대부분의 모든 조성물은 30mm/초 미만의 선 연소속도를 갖는다.Biazide-based gas generator compositions using various nitrogen-containing organic compounds including tetrazole derivatives have been studied in advance. The linear burn rate of the composition varies depending on the type of oxidant combined together, but most all compositions have a linear burn rate of less than 30 mm / sec.
선연소속도는 필요한 성능을 만족시키는 가스발생제 조성물의 실제형상에 영향을 준다. 가스발생제 조성물중의 한 형상에서 가스발생제 조성물의 연소시간은 두꺼운 부분의 최소두께 및 가스발생제 조성물의 선연소속도에 의존하여 측정된다. 인플레이터 시스템에 필요한 백팽창시간은 약 40내지 60밀리초이다.The preburn rate affects the actual shape of the gas generant composition that satisfies the required performance. The burning time of the gas generator composition in one shape of the gas generator composition is measured depending on the minimum thickness of the thick portion and the linear combustion speed of the gas generator composition. The inflation time required for the inflator system is about 40 to 60 milliseconds.
이 시간내에 완전히 연소시키기 위해 펠렛형상과 디스크 형상의 가스발생제 조성물이 많은 경우에 사용된다. 그러나, 100밀리초의 시간은, 예를들면 선연소속도가 2mm의 두께에서 20mm/초 일 때 필요하고 따라서 차량 에어백용에 필요한 인플레이터 성능을 만족시킬수 없다.Pellet-shaped and disc-shaped gas generator compositions are used in many cases to burn completely within this time. However, a time of 100 milliseconds is required, for example, when the linear combustion speed is 20 mm / sec at a thickness of 2 mm and thus cannot satisfy the inflator performance required for vehicle airbags.
따라서, 약 20mm/초의 선연소속도를 갖는 가스발생제 조성물에서, 두께가 약 1mm 가 아니면 성능을 만족시킬수 없다, 따라서, 선연소속도가 약 10mm/초 미만인 경우에서 두꺼운 부분의 두께가 훨씬 얇은 것이 본질적 조건이다.Therefore, in the gas generator composition having a linear combustion rate of about 20 mm / sec, the performance cannot be satisfied unless the thickness is about 1 mm, so that the thickness of the thick portion is much thinner when the linear combustion rate is less than about 10 mm / sec. It is an essential condition.
선연소속도를 증가시키기 위해 함께 질산나트륨 및 과염소산칼륨과 같은 산화제를 조합하는 방법이 공지되었지만, 질산나트륨에서 산화나트륨 또는 과염소산 칼륨에서 염화칼륨이 액체 또는 고체 미세분의 형태로 인플레이터밖으로 방출되고, 슬래그 형성제가 존재하지 않는 경우에 종래의 필터에 의해 허용가능한 레벨로 방출될 양을 감소시키는 것이 매우 어렵다.Although methods for combining oxidants such as sodium nitrate and potassium perchlorate together to increase the line burn rate are known, potassium chloride in sodium nitrate or potassium perchlorate in sodium nitrate is released out of the inflator in the form of liquid or solid fines, forming slag In the absence of me, it is very difficult to reduce the amount to be emitted to an acceptable level by conventional filters.
선연소속도가 약 10mm/초 미만일 때 많은 경우에 사용된 펠렛형상이나 디스크 형상에서 두꺼운 부분의 두께를 이루기 위해 약 0.5mm 미만의 두께가 본질적이다. 그러나, 가스발생제 조성물이 펠렛형상이나 디스크형상일 때 장기간에 걸쳐 자동차의 진동을 견디고 공업적으로 안정할 정도의 두께를 갖는 가스발생제 조성물을 제조하는 것이 실제적으로 거의 불가능하다.When the linear burn rate is less than about 10 mm / sec, a thickness of less than about 0.5 mm is essential to achieve the thickness of the thick portion of the pellet or disk shape used in many cases. However, when the gas generator composition is in the form of a pellet or a disk, it is practically almost impossible to produce a gas generator composition having a thickness that is industrially stable and withstands vibration of an automobile for a long time.
[발명의 개요][Overview of invention]
상기 문제점을 해결하기 위해 본발명자들에 의해 예의 검토를 거듭한 결과는 특정의 배치로 성형함으로써 특정시간내에 연소시킬 수 있는 작은 선연소속도를 갖는 신규의 가스발생제 조성물의 발견이 이루어졌고, 그것의 성능은 에어백용 가스발생제로서 충분히 사용가능하다. 이 발견에 기초하여 본발명이 완결되었다.The results of intensive studies by the present inventors to solve the above problems have been found to find a novel gas generator composition having a small linear combustion rate that can be burned within a specific time by forming in a specific batch, and The performance of is sufficiently usable as a gas generator for airbags. Based on this finding, the present invention was completed.
즉, 한 실시예에서 본발명은 원통 형상내부에 관통하는 개구를 갖는 원통형상으로 가스발생제 조성물을 성형함으로써 제조되는 에어백용 가스발생제 성형체를 제공하는데, 여기서 70kgf/㎠의 압력하에서 상기 가스발생물질의 선연소속도 r (mm/초)과 두께 W(mm) 사이의 관계가 0.05 ≤ 0.3, 바람직하게는 0.005 ≤ W/(2·r) ≤ 0.1FH 나타낸 범위내에 있고, 70kgf/㎠ 의 압력하에서 바람직하게는 1내지 12.5mm/초, 보다 바람직하게는 5내지 12.5mm/초의 범위내에 선연소속도를 갖는 가스발생제 조성물을 성형시킴으로써 제조되는 에어백용 가스발생제 성형체를 제공한다. 본발명에 선연소속도를 기술하는 경우에 이것은 70kgf/㎠ 의 압력하에서의 속도를 의미한다.That is, in one embodiment, the present invention provides a gas generator molded article for an airbag manufactured by molding a gas generator composition into a cylindrical shape having an opening penetrating into a cylindrical shape, wherein the gas generation under a pressure of 70 kgf / cm 2. The relationship between the linear combustion rate r (mm / sec) and the thickness W (mm) of the material is 0.05 ≦ 0.3, preferably 0.005 ≦ W / (2 · r) ≦ 0.1FH, and a pressure of 70 kgf / cm 2. The present invention provides a gas generator molded article for an air bag, which is produced by molding a gas generator composition having a linear combustion speed in the range of preferably 1 to 12.5 mm / sec, more preferably 5 to 12.5 mm / sec. In the case of the linear combustion speed described in the present invention, this means a speed under a pressure of 70 kgf / cm 2.
다른 실시예에서, 본발명은 신규의 에어백용 가스발생제를 제공하는데 이 조성물은 질소함유 유기화합물, 산화제, 임의의 슬래그형성제, 및 결합제로 이루어진다. 제공된 조성물은 본발명에 따른 에어백용 가스발생제 성형체를 제조하는데 유리하게 사용될수 있다.In another embodiment, the present invention provides a novel gas generator for an air bag, wherein the composition consists of a nitrogenous organic compound, an oxidant, an optional slag forming agent, and a binder. The provided compositions can be advantageously used to prepare gas generator shaped bodies for airbags according to the present invention.
[상세한 설명][details]
본발명에 사용된 가스발생제 조성물은 결합제와 필요하다면 슬래그 형성제를 질소함유 유기화합물과 산화제에 가함으로써 제조된다. 열발생을 억제하기 위해, 1내지 12.5mm/초의 범위내에 있는 선연소속도를 갖는 가스발생제가 바람직하게 사용된다.The gas generant composition used in the present invention is prepared by adding a binder and, if necessary, a slag forming agent to nitrogenous organic compounds and oxidants. In order to suppress heat generation, a gas generating agent having a linear combustion rate in the range of 1 to 12.5 mm / sec is preferably used.
본발명은 약 10mm/초 미만의 선연소속도를 갖는 가스발생제 조성물을 차량 에어백의 제조에 적용하는 것이 가능하고 또 형성된 결과 가스의 질을 포함하는 보다 소형화된 인플레이터 시스템을 실제로 사용하는 것이 가능해졌다.The present invention makes it possible to apply a gas generator composition having a preburn rate of less than about 10 mm / sec to the manufacture of vehicle airbags and to actually use a smaller inflator system that includes the resulting gas quality. .
본발명에 사용할수 있는 질소함유화합물은 트리아졸 유도체, 테트라졸 유도체, 구아니딘 유도체, 아조디카본아미드 유도체 및 히드라진 유도체로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1원(員)이거나 또는 1원 이상의 혼합물이다.The nitrogen-containing compound that can be used in the present invention is at least one member or a mixture of one or more members selected from the group consisting of triazole derivatives, tetrazole derivatives, guanidine derivatives, azodicarbonamide derivatives and hydrazine derivatives.
구체적인 예로는 예를들면 5-옥소-1,2,4-트리아졸, 테트라졸, 5-아미노테트라졸, 5,52-비-1H-테트라졸, 구아니딘, 니트로구아니딘, 시아노구아니딘, 트리아미노구아니딘 니트레이트, 구아니딘 니트레이트, 구아니딘 카보네이트, 비우레트, 아조디카본아미드, 카보히드라지드, 카보히드라지드 니트레이트 착체, 디히드라지드 옥살레이트, 및 히드라진 니트레이트 착체를 포함한다.Specific examples are, for example, 5-oxo-1,2,4-triazole, tetrazole, 5-aminotetrazole, 5,5 2 -bi-1H-tetrazole, guanidine, nitroguanidine, cyanoguanidine, tri Aminoguanidine nitrate, guanidine nitrate, guanidine carbonate, biuret, azodicarbonamide, carbohydrazide, carbohydrazide nitrate complex, dihydrazide oxalate, and hydrazine nitrate complex.
니트로아니딘과 시아노구아니딘이 바람직하고, 니트로구아니딘이 분자중에서 탄소원자수가 작은 점에서 가장 바람직한 화합물이다. 니트로구아니딘은 저비중의 침상결정형 니트로구아니딘과 고비중의 괴상 결정 크기의 니트로구아니딘을 포함하고 이것들중 하나를 본발명에서 사용할수 있다. 그러나 고비중의 니트로구아니딘의 사용이 소량의 물존재에서 제조될 때 안전성 및 취급용이성면에서 보다 바람직하다.Nitroanidine and cyanoguanidine are preferred, and nitroguanidine is the most preferred compound in that the number of carbon atoms is small in the molecule. Nitroguanidines include low specific gravity acicular crystal form nitroguanidine and high specific gravity bulk crystal nitroguanidine, one of which may be used in the present invention. However, the use of high specific weight nitroguanidine is more preferred in terms of safety and ease of handling when prepared in small amounts of water.
화합물의 농도는 분자둥 산화될 탄소원소, 수소원소 및 다른 원소의 양에 의존하여 다양해지지만 통상 25내지 60중량%, 바람직하게는 30내지 40중량% 의 범위에서 사용된다. 절대수치가 사용된 산화제의 종류에 의존하여 다양해지지만, 완전 산화의 이론적 양보다 많으면 발생된 가스에 미량으로 함유된 CO 농도가 증가된다. 그러나, 완전산화의 이론적 양과 동일하거나 또는 미만으로 사용되면 발생된 가스에 미량으로 함유된 NOx의 농도가 증가된다. 두가지 가스가 최적의 균형으로 유지되는 범위가 가장 바람직하다.The concentration of the compound varies depending on the amount of carbon element, hydrogen element and other elements to be oxidized, but is usually used in the range of 25 to 60% by weight, preferably 30 to 40% by weight. While absolute values vary depending on the type of oxidant used, more than the theoretical amount of complete oxidation increases the CO concentration contained in traces in the gas produced. However, the same or less than the theoretical amount of complete oxidation increases the concentration of NO x contained in traces in the gas produced. Most preferred is a range in which the two gases are maintained in an optimal balance.
또한 디시안디아미드가 질소함유제로 바람직하게 사용될수 있다. 디시안아미드를 사용하는 경우에, 그양은 바람직하게 8내지 20중량의 범위에 있다.Dicyandiamide may also be preferably used as the nitrogen containing agent. In the case of using dicyanamide, the amount is preferably in the range of 8 to 20 weight.
다양한 산화제가 사용될수 있지만 알칼리금속류 또는 알칼리토금속류중에서 선택된 양이온을 함유하는 니트레이트의 적어도 1원중에서 선택된 산화제가 바람직하게 사용된다. 그 양에 대해서는 절대수치량이 사용될 가스발생제 화합물의 종류와 양에 의존하여 다양해지지만, 산화제는 통상 40내지 65중량%의 범위내로, 제공되고, 보다 구체적으로 45내지 60중량%의 범위가 상기한 CO 및 NOx농도에 대해 바람직하다.Various oxidants can be used, but an oxidant selected from at least one member of nitrate containing a cation selected from alkali metals or alkaline earth metals is preferably used. The amount may vary depending on the type and amount of the gas generating compound to be used, but the oxidizing agent is usually provided in the range of 40 to 65% by weight, and more specifically in the range of 45 to 60% by weight. Preferred for CO and NO x concentrations.
상기한 것 외에 많은 경우에서 에어백 인플레이터 분야에서 사용된 아질산염 및 과염소산염과 같은 산화제도 사용될수 있다. 그러나, 예를들면 질산염과 비교하여 아질산염 분자중에 함유된 산소수 감소, 또는 백밖으로 방출되기 쉬운 미분 미스트의 형성감소의 관점에서 질산염의 바람직하다.In addition to the above, in many cases oxidants such as nitrites and perchlorates used in the field of airbag inflators may be used. However, preference is given to nitrates, for example, from the standpoint of reducing the number of oxygen contained in the nitrite molecule or reducing the formation of fine mist that is likely to be released out of the bag compared to nitrates.
슬래그 형성제의 기능은 가스발생제 조성물중에 특히 함유된 산화제 성분의 분해로 형성된 알칼리금속 또는 알칼리토금속 산화물을 미스트로서 인플레이터밖으로 방출되는 것을 방지하기 위해 액상에서 고체상으로 전환시킴으로써 연소실내로 잔류시키는 것이고, 슬래그 형성제는 사용된 상이한 금속성분에 의존하여 선택되고 최적화될수 있다.The function of the slag forming agent is to leave alkali metal or alkaline earth metal oxides formed by decomposition of the oxidant component contained in the gas generator composition into the combustion chamber by converting it from liquid to solid phase in order to prevent it from being released out of the inflator as a mist, Slag formers can be selected and optimized depending on the different metal components used.
예를들면 주요성분으로서 알루미노실리케이트로 이루어지는 천연산점토(즉, 벤토나이트 및 카올린), 인공점토(즉, 합성마이카, 합성카올리나이트 미 합성스펙타이트), 활석(마그네슘 실리케이트 수화물 광물계중 1원) 및 실리카중 적어도 1원에서 선택된 슬래그 형성제가 사용될수 있다. 산성백토가 바람직한 슬래그 형성제로서 사용될수 있다.For example, natural clays (i.e. bentonite and kaolin) consisting of aluminosilicates, artificial clays (i.e. synthetic mica, synthetic synthetic kaolinite unsynthetic specites), talc (one member of magnesium silicate hydrate mineral system) as main components and silica Slag formers selected from at least one of these may be used. Acidic clay may be used as the preferred slag former.
예를들면 질산칼슘에서 발생된 산화칼슘의 3성분 시스템중의 산화혼합물, 및 점토중의 주요성분의 산화알루미늄과 산화규소의 점도 및 융점에 대해서, 점도는 조성비에 의존하여 1350℃ 내지 1550℃의 범위에서 3.1 포이즈 내지 약 1000 포이즈로 변화되고, 융점은 조성에 의존하여 1350℃내지 1450℃로 각각 변화한다. 슬래그 형성능은 이를 성질을 사용함으로써 가스발생제의 혼합 조성비에 따라 나타날 수 있다.For example, with respect to the viscosity and melting point of the aluminum oxide and silicon oxide of the three-component system of calcium oxide produced from calcium nitrate, and the main components in clay, the viscosity depends on the composition ratio of 1350 ° C to 1550 ° C. In the range from 3.1 poises to about 1000 poises, and the melting point varies from 1350 ° C. to 1450 ° C., depending on the composition, respectively. Slag formation ability can be manifested according to the mixed composition ratio of the gas generating agent by using this property.
사용될 슬래그 형성제의 양이 1내지 20중량%의 범위에 있을 수 있지만, 3내지 7중량%의 범위가 바람직하다. 너무 많으면 선연소속도와 가스발생효율의 감소가 일어나고, 너무 적으면 슬래그 형성능이 충분히 나타날 수 없다.Although the amount of slag former to be used may be in the range of 1 to 20% by weight, a range of 3 to 7% by weight is preferable. Too much causes a decrease in the combustion rate of combustion and the efficiency of gas generation, and too little the slag formation ability.
결합제는 가스발생제 조성물의 필요한 성형체를 얻기위한 필수성분이고 많은 화합물이 물 및 용매의 존재에서 점성을 갖는한 사용될수 있으며 많은 정도로 조성물의 연소 메카니즘에 역효과를 나타내지 않는다. 카르복시메틸 셀룰로스의 금속염, 히드록시에틸셀룰로스, 셀룰로스아세테이트, 셀룰로스프로피오네이트, 셀룰로스 아세테이트 부티레이트, 니트로 셀룰소스 및 전분같은 다당류 유도체가 유용하게 사용되지만, 수용성 결합제가 제조시 안전성 및 취급시 용이성면에서 바람직하다. 카르복시메틸 셀룰로스의 금속염, 특히 그것의 나트륨염이 가장 바람직한 예로 사용될수 있다.The binder is an essential ingredient for obtaining the required shaped bodies of the gas generant composition and can be used as long as many compounds are viscous in the presence of water and solvents and do not, to a large extent, adversely affect the combustion mechanism of the composition. Polysaccharide derivatives such as metal salts of carboxymethyl cellulose, hydroxyethylcellulose, cellulose acetate, cellulose propionate, cellulose acetate butyrate, nitro cellulose source and starch are usefully used, but water soluble binders are preferred in terms of safety in handling and ease of handling. Do. Metal salts of carboxymethyl cellulose, in particular its sodium salt, can be used as the most preferred example.
사용될 결합제의 양은 3내지 12중량%의 범위내에 있고 4 내지 12중량% 의 범위가 더 바람직하다. 성형체의 파괴강도는 범위의 상단에서 더 강해지지만, 양이 많아질수록 조성물중의 탄소원소와 수소원소의 양이 많아지고 탄소원소의 불완전한 연소로 형성된 CO 가스의 미량 농도가 커지고 이로써 에어백내에서 발생된 가스의 질이 저하되기 때문에 그런 많은 양은 바람직하지 않다. 보다 구체적으로 결합제가 에어백내에서 12중량%를 초과하는 양으로 제공되면 산화제의 상대적 존재의 증가가 요구되어 가스발생제화합물의 상대적 비가 저하되므로 실제로 사용할수 있는 인플레이터 시스템을 완성하기가 불가능하다.The amount of binder to be used is in the range of 3 to 12% by weight and more preferably in the range of 4 to 12% by weight. The breaking strength of the shaped body is stronger at the top of the range, but the higher the amount, the greater the amount of carbon and hydrogen elements in the composition, and the greater the concentration of CO gas formed by incomplete combustion of the carbon element, thereby generating in the airbag. Such a large amount is undesirable because the quality of the prepared gas is degraded. More specifically, when the binder is provided in an amount of more than 12% by weight in the airbag, an increase in the relative presence of the oxidant is required, so that the relative ratio of the gas generating compound is lowered, making it impossible to complete an inflator system that can be used in practice.
더욱이 부차적인 효과로서 카르복시메틸셀룰로스의 나트륨염은 하기하는 바와같이 물을 사용하는 성형체 제조시 질산염으로 금속교환 반응에 의해 형성된 질산나트륨의 분자수 미크로 혼합상태의 존재에 의해 산화제인 질산염, 구체적으로 높은 분해온도를 갖는 질산스트론튬의 분해온도를 저온쪽으로 이동시켜 연소성을 향상시키는 효과를 갖는다.Furthermore, as a secondary effect, the sodium salt of carboxymethyl cellulose is nitrate, specifically high decomposition of oxidants, due to the presence of a mixed state of the molecular number of sodium nitrate formed by a metal exchange reaction with nitrate in the production of shaped bodies using water as described below. The decomposition temperature of strontium nitrate having a temperature is moved to a lower temperature side to have an effect of improving the combustibility.
따라서 본발명의 실시에서 사용될 바람직한 가스발생제는 조성물은 다음으로 이루어지는 가스발생제 조성물이다.Therefore, the preferred gas generating agent to be used in the practice of the present invention is a gas generating composition consisting of the following.
(a) 약 25내지 60중량%, 바람직하게는 30 내지 40중량%의 니트로구아니딘,(a) about 25 to 60% by weight, preferably 30 to 40% by weight of nitroguanidine,
(b) 약 40 내지 65중량%, 바람직하게는 45 내지 65중량%의 산화제,(b) about 40 to 65% by weight, preferably 45 to 65% by weight of oxidizing agent,
(c) 약 1 내지 20중량%, 바람직하게는 3 내지 7중량%의 슬래그형성제, 및(c) about 1 to 20% by weight, preferably 3 to 7% by weight of slag forming agent, and
(d) 약 3 내지 12중량%, 바람직하게는 4 내지 12중량%의 결합제.(d) about 3-12% by weight, preferably 4-12% by weight of the binder.
특히 바람직한 조성물은 다음으로 이루어지는 가스발생제 조성물이다.Particularly preferred compositions are gas generator compositions which consist of:
(a) 약 30 내지 40중량%의 니트로구아니딘,(a) about 30 to 40 weight percent of nitroguanidine,
(b) 약 40 내지 65중량%의 질산스트론튬,(b) about 40 to 65 weight percent of strontium nitrate,
(c) 약 3 내지 7중량%의 산성백토, 및(c) about 3 to 7 weight percent of acidic clay, and
(d) 약 4 내지 12중량%의 카르복시 메틸셀룰로스의 나트륨염.(d) about 4-12% by weight of the sodium salt of carboxy methylcellulose.
본발명에 따르면, 에어백용 가스발생제 성형체는 개구를 갖는 원통형상으로 1 내지 12.5mm/초의 선연소속도를 갖는 조성물을 성형시킴으로써 제조되고 조성물은 다음으로 이루어진다.According to the present invention, a gas generator molded article for an air bag is prepared by molding a composition having a linear combustion rate of 1 to 12.5 mm / sec into a cylindrical shape having an opening, and the composition consists of the following.
(a) 약 25 내지 60중량%의 니트로구아니딘,(a) about 25 to 60 weight percent of nitroguanidine,
(b) 약 40 내지 65중량%의 산화제,(b) about 40 to 65 weight percent of an oxidizing agent,
(c) 약 1 내지 20중량%의 슬래그 형성제, 및(c) about 1 to 20 weight percent slag forming agent, and
(d) 약 3 내지 12중량%의 결합제.(d) about 3 to 12 weight percent of the binder.
가스발생제중에 사용될 질소함유제의 양은 질소함유제를 포함하는 원소수, 분자량 및 산화제와 다른 첨가제와의 조합에 의존하여 다양해진다. 산화제 및 다른 첨가제와의 조합으로 생긴 산소균형은 0에서 근접하는 것이 바람직하다. 그러나, 최적의 조성물 성형체는 상기한 바와같은 미량으로 존재하는 발생 CO 및 NOx의 농도에 의존하여 산소균형이 양 또는 음쪽으로 제어됨으로써 얻어질수 있다.The amount of nitrogen-containing agent to be used in the gas generating agent varies depending on the number of elements including the nitrogen-containing agent, the molecular weight and the combination of the oxidizing agent and other additives. The oxygen balance resulting from the combination of oxidant and other additives is preferably close to zero. However, the optimum composition is formed body but can be, depending on the concentration of the generated is present in a very small amount as described above, CO and NO x obtained thereby control the oxygen balance of the positive or negative side.
에어백용 가스발생제의 분야에서 공지된 산화제는 본발명의 산화제로서 사용될수 있지만 기본적으로 고융점을 갖는 물질을 형성시키는 성질이 있는 산화제 사용이 바람직한데, 이것은 냉각제 및 필터제에 사용된 열적부하가 액체상태 또는 가스상태에서 잔류성분에 의해 저하되기 때문이다.Oxidizers known in the field of gas generators for airbags can be used as oxidants of the present invention but it is preferred to use oxidants which have the property of forming a material with a high melting point, since the thermal load used in the coolant and filter agent This is because it is degraded by residual components in the liquid state or the gas state.
예를들면 질산칼륨이 가스발생에 통상 사용될 산화제이지만, 이것은 연소시 주요잔류성분이 산화칼륨 또는 탄산칼륨이고 산화칼륨은 약 350℃에서 과산화칼륨과 금속칼륨으로 분해되고 또 괴산화칼륨은 763℃의 융점을 가져 가스발생기의 작동상태에서 액체 또는 가스상태로 되기 때문에 상기한 냉각제와 필터제에 사용된 열적부하의 생각이 바람직하지 않다.For example, potassium nitrate is an oxidizing agent normally used for gas generation, but it is the main residual component in combustion when it is potassium oxide or potassium carbonate, potassium oxide decomposes into potassium peroxide and potassium potassium at about 350 ° C, and potassium oxyoxide has a melting point of 763 ° C. Since the gas generator is in a liquid or gaseous state in the operating state of the gas generator, the idea of the thermal load used in the coolant and the filter agent is undesirable.
질산 스트론튬이 본발명에서 바람직하게 사용될 구체적인 산화제로서 언급될수 있다. 연소시 질산스트론튬의 주요 잔류성분은 2430℃의 융점을 갖는 산화스트론튬이고 가스발생기의 작동상태에서 대부분 고체상태이다.Strontium nitrate may be mentioned as the specific oxidizing agent to be preferably used in the present invention. The main residual component of strontium nitrate during combustion is strontium oxide with melting point of 2430 ° C and is mostly solid in the operating state of the gas generator.
본발명에서 사용될 산화제 양은 질소함유 유기화합물을 완전히 연소시키는데 충분한 산화제양이 되는한 특별히 제한되지 않고 선연소속도와 발열량을 제어하기 위해 적당히 변화시킬수 있다. 그러나, 질산스트론튬이 디시안디아미드대신 산화제로 사용되는 경우에 바람직하게 11.5 내지 55중량% 의 양으로 제공된다.The amount of oxidant to be used in the present invention is not particularly limited as long as the amount of oxidant sufficient to completely burn the nitrogen-containing organic compound can be appropriately changed to control the line combustion rate and the calorific value. However, when strontium nitrate is used as the oxidant instead of dicyandiamide, it is preferably provided in an amount of 11.5 to 55% by weight.
본발명에서 바람직한 가스발생제 조성물중 하나는 8내지 20중량%의 디시안디아미드, 11.5내지 55중량%의 질산스트론튬, 24.5 내지 80중량%의 산화구리, 및 0.5내지 8중량%의 카르복시메틸셀룰로스의 나트륨염으로 이루어지는 것을 포함하며, 또한 본발명은 8내지 20중령%의 디시안디아미드, 11.5내지 55중량%의 질산스트론튬, 24.5 내지 80중량%의 산화구리, 및 0.5내지 8중량%의 카르복시메틸셀룰로스의 나트륨염으로 가스발생제 조성물을 제공한다.One preferred gas generant composition in the present invention comprises 8 to 20% by weight of dicyandiamide, 11.5 to 55% by weight of strontium nitrate, 24.5 to 80% by weight of copper oxide, and 0.5 to 8% by weight of carboxymethylcellulose. Including sodium salts, the present invention also provides 8 to 20% by weight of dicyandiamide, 11.5 to 55% by weight of strontium nitrate, 24.5 to 80% by weight of copper oxide, and 0.5 to 8% by weight of carboxymethylcellulose The sodium salt of provides a gas generator composition.
일반적으로, 본문에서 공지된 방법, 예를들면 정제성형, 압출성형등이 결합제를 사용하며 소정의 두께를 갖는 폭발조성물을 성형시키기 위해 사용될수 있다. 그러나 조성물이 본발명에서와 같이 에어백용 가스발생제로 사용되는 경우에는 선연소속도면에서 비교적 얇은 두께를 갖는 성형체를 형성시키는 것이 바람직하고, 필요한 강도를 얻기 위해서, 성형체가 내부에 관통하는 개구를 갖는 원통형상으로 성형되고, 이 성형은 압출 및 성형방법을 사용함으로써 실행되는 것이 바람직하다.In general, methods known in the text, such as tablet molding, extrusion molding and the like, may be used to mold explosive compositions having a predetermined thickness using a binder. However, when the composition is used as a gas generator for an air bag as in the present invention, it is preferable to form a molded article having a relatively thin thickness in terms of linear combustion speed, and in order to obtain the required strength, a cylindrical shape having an opening penetrating therein is obtained. It is preferably molded into a phase, and this molding is preferably performed by using an extrusion and molding method.
본발명에서, 상기 한 가스발생제 조성물을 건조 혼합시킨 후에 물을 가하고, 혼합물이 충분히 균일해질때까지 슬러리 혼합을 시행하고 다이가 장착된 압출성형기로 성형시키고 적당한 길이로 압출물을 자르고 건조시킴으로써 에어백 시스템에 충분히 적용될수 있는 성능을 가진 가스발생제 성형체를 얻는다.In the present invention, the above air-generating composition is mixed with water, water is added, slurry mixing is carried out until the mixture is sufficiently uniform, a die-molded extruder is formed, and the extrudate is cut and dried to an appropriate length. A gas generator molded body having a performance that can be sufficiently applied to the system is obtained.
가스발생제는 압출성형후에 적당한 길이로 자름으로써 도 1에 나타낸 바와같은 개구를 갖는 원통형상으로 진행될수 있다. 더욱이, 압출성형방법에서 다이를 사용하여 고정 레벨로 외직경을 유지하고 내직경을 변화시킴으로써 두께를 제어하는 것이 가능하다.The gas generating agent may proceed into a cylindrical shape having an opening as shown in FIG. 1 by cutting to an appropriate length after extrusion molding. Furthermore, it is possible to control the thickness by maintaining the outer diameter at a fixed level and changing the inner diameter using a die in the extrusion method.
그런 형상의 사용으로 열발생을 억제시키고 실린더의 외부 및 내부로부터 연소시키는 것이 가능해지고, 따라서 에어백에 사용하는데 충분한 우수한 선연소속도가 얻어질수 있다. 개구를 갖는 원통형 성형체의 외직경(R), 내직경(d), 및 길이(L)이 가스발생기에 적용될수 있는 범위에서 적당하게 고정될 수 있진만 외직경이 6mm 미만이고 길이(L)대 두께 W = (R-d)2의 비 (L/W)가 실용성 및 연소속도를 고려하여 바람직하게 1이상인 것이 바람직하다. 본발명의 성형체는 선연소속도가 작을 때 조차도 필요한 연소시간내에서 연소될수 있고 열을 제거하기 위한 임의적 부분이 함께 슬래그 형성제를 사용함으로써 불필요하게 되어 가스발생기 자체를 소형화하는 것이 가능해진다.The use of such a shape makes it possible to suppress heat generation and to burn from the outside and the inside of the cylinder, so that a good linear combustion speed sufficient for use in an airbag can be obtained. The outer diameter (R), the inner diameter (d), and the length (L) of the cylindrical molded body having the opening can be properly fixed within the range applicable to the gas generator, but the outer diameter is less than 6 mm and the length (L) band It is preferable that the ratio (L / W) of the thickness W = (Rd) 2 is preferably 1 or more in consideration of practicality and combustion rate. The molded article of the present invention can be burned within the required combustion time even when the linear combustion speed is small, and arbitrary parts for removing heat are unnecessary by using a slag forming agent together, which makes it possible to miniaturize the gas generator itself.
다음에 본발명에서 사용될 성형체를 얻기위한 제조방법에서 실시될 바람직한 실시예를 설명할 것이다.Next, a preferred embodiment to be implemented in the manufacturing method for obtaining a molded article to be used in the present invention will be described.
먼저, 조성물 덩어리를 원료의 입자경 및 부피밀도에 의존하는 요구된 최종 가스발생제 조성물의 양에 기초하여 10내지 30중량%의 물을 사용하는 혼련조작에 의해 제조한다. 혼합순서는 특별히 제한되지 않고 제조시 안전성이 최상으로 유지되는 순서를 사용할 수 있다. 다음에 과잉량의 물을 제거한 후에 필요하다면 조성물 덩어리를 고정된 형상을 가진 다이를 통하여 압출시켜 개구를 갖는 원통형상을 얻고, 몇몇 경우에서 통상 40내지 80 kg/㎠, 130내지 140kg/㎠의 압력 조건하에서 원통형 유상체를 형성시킨다. 더욱이, 유상체표면이 건조되기 전에 커터로 필요한 길이로 자른 다음에 건조시켜, 이로써 원하는 성형체가 개구를 갖는 것이 얻어질수 있다. 가스발생제의 선연소속도는 질소로 치환시켜 1리터의 부피를 갖는 용기에서 70 kgf/㎠ 의 압력하에서 연소시키고 압력센서로 기록된 용기에서 압력변화를 분석함으로써 추정된다.First, a composition mass is prepared by a kneading operation using 10 to 30% by weight of water based on the amount of final gas generant composition required depending on the particle diameter and bulk density of the raw material. The mixing order is not particularly limited and may be any order in which safety is maintained at the time of manufacture. The excess mass of water is then removed and, if necessary, extruded through the die with a fixed shape to obtain a cylindrical shape with an opening, in some cases a pressure of typically 40 to 80 kg / cm 2, 130 to 140 kg / cm 2 Under conditions, cylindrical oily bodies are formed. Furthermore, before the oily surface is dried, it is cut to the required length with a cutter and then dried, thereby obtaining that the desired molded body has an opening. The linear combustion rate of the gas generating agent is estimated by burning under a pressure of 70 kgf / cm 2 in a vessel having a volume of 1 liter by substituting with nitrogen and analyzing the pressure change in the vessel recorded by a pressure sensor.
성형체의 형상이 약 10mm/초 미만의 선연소속도를 갖는 조성물에서 최종 조성물의 선연소속도에 의해 측정되지만 외직경이 1.5내지 3mm 이고 길이가 0.5내지 5mm 인 개구를 갖는 원통형 성형체를 형성시키는 것이 바람직하다. 특히 35중량%의 니트로구아니딘, 50중량%의 질산스트론튬, 5중량%의 산성백토, 및 10중량%의 카르복시메틸 셀룰로스의 나트륨염으로 이루어지는 조성물에서, 성형체의 외직경이 2.2내지 2.75mm이고, 내직경은 0.56내지 0.80mm, 길이는 2.5내지 3.2mm인 관통공을 갖는 원통형 성형체를 형성하는 것이 바람직하다.It is preferable to form a cylindrical shaped body having an opening having an outer diameter of 1.5 to 3 mm and an opening of 0.5 to 5 mm in a composition having a shape of the molded body having a linear burn rate of less than about 10 mm / sec but having an outer diameter of 1.5 to 3 mm. Do. Particularly in a composition consisting of 35% by weight of nitroguanidine, 50% by weight of strontium nitrate, 5% by weight of acidic clay, and 10% by weight of sodium salt of carboxymethyl cellulose, the outer diameter of the molded body is between 2.2 and 2.75 mm, and It is preferable to form a cylindrical molded body having a through hole having a diameter of 0.56 to 0.80 mm and a length of 2.5 to 3.2 mm.
더욱이, 본발명은 가스발생제 조성물을 혼련조작시키고 물이나 용매를 가한 다음에 조성물 덩어리를 형성시키고, 개구를 갖는 원통형상을 형성시키기 위해 압력조건에서 다이를 통하여 조성물 덩어리를 압출시켜 잘라내고 건조시킴으로써 제조된 에어백용 가스발생제 성형체를 사용하는 인플레이터 시스템을 제공한다; 여기서 가스발생제 조성물은 다음으로 이루어진다;Moreover, the present invention is prepared by kneading a gas generating composition, adding water or a solvent to form a composition mass, and extruding, cutting and drying the composition mass through a die under pressure conditions to form a cylindrical shape having an opening. It provides an inflator system using the produced gas generator molded body for the air bag; Wherein the gas generant composition consists of:
(a) 약 25 내지 60중량%의 질소함유 유기화합물,(a) about 25 to 60% by weight of an organic compound containing nitrogen,
(b) 약 40 내지 65중량%의 산화제,(b) about 40 to 65 weight percent of an oxidizing agent,
(c) 약 1 내지 20중량%의 슬래그 형성제, 및(c) about 1 to 20 weight percent slag forming agent, and
(d) 약 3 내지 12중량%의 결합제.(d) about 3 to 12 weight percent of the binder.
본발명에 따른 가스발생제 조성물이 인플레이터 시스템으로 사용될 때, 특별한 제한을 두지 않는다. 그러나, 가스발생제 조성물의 특성이 효과적으로 나타나는 인플레이터 구조와의 조합이 가장 적당하다.When the gas generating composition according to the present invention is used as an inflator system, no particular limitation is placed. However, combinations with inflator structures in which the properties of the gas generant composition are effectively exhibited are most suitable.
따라서, 본발명에 따라 작은 선연소속도를 갖는 가스발생제를 사용함으로써 저발열량 및 고 연소성능을 갖는 가스발생제 성형체를 제조하는 것이 가능해진다. 이것은 그런 조성물이 만족스런 성능을 제공할수 없었기 때문에 안전성의 관점에서 주의를 환기시켰다고해도 중요하다.Therefore, according to the present invention, by using a gas generator having a small linear combustion rate, it becomes possible to produce a gas generator molded body having a low calorific value and a high combustion performance. This is important even if such a composition draws attention from a safety point of view because it could not provide satisfactory performance.
따라서, 질소함유 유기화합물과 산화제를 함유하는 신규의 에어백용 가스발생제 및 이것을 사용하는 성형체가 본발명에 의해 제공된다. 또한, 에어백 시스템에 사용하기 위한 가스발생제를 소형화하는 방법이 본발명에 의해 완성되었다.Accordingly, the present invention provides a novel gas generator for an airbag containing a nitrogen-containing organic compound and an oxidant, and a molded article using the same. In addition, a method of miniaturizing a gas generating agent for use in an airbag system has been completed by the present invention.
제1도는 본발명에 따른 에어백용 가스발생제 성형체의 외관을 나타내는데, 여기서 L은 길이; R은 외직경; 및 d는 내직경을 나타낸다.Figure 1 shows the appearance of the gas generator molded body for an air bag according to the present invention, where L is the length; R is the outer diameter; And d represents the inner diameter.
[실시예]EXAMPLE
이제 본발명을 실시예 및 비교예와 관련하여 상세하게 설명할 것이다. 그러나, 본발명은 이들 실시예로 제한되지 않는다.The present invention will now be described in detail with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples.
[실시예1]Example 1
35부 (이하, 부는 중량부를 나타냄)의 고비중 니트로구아니딘(이하, NQ로 약기함)에 조성물에 총량에 기초한 15부에 대응하는 물을 가하고 혼합하고 혼련시킨다.To 35 parts (hereinafter, parts represent parts by weight) of high specific gravity nitroguanidine (hereinafter abbreviated as NQ), water corresponding to 15 parts based on the total amount is added to the composition, mixed and kneaded.
각각 50부에 질산스트론튬, 5부의 산성백토, 및 10부의 카르복시메틸셀룰로스의 나트륨염을 건조상태에서 혼합하고 상기한 습식 혼합분에 가한 다음에 더 혼련시킨다. 다음에, 혼현혼합물을 80kg/㎠ 의 압력 조건하에서 2.5mm의 외직경과 0.80mm 의 내직경을 갖는 다이를 통하여 압출시켜, 이로써 관통공을 갖는 원통형 유상체가 제조된다. 더욱이, 이 유상체를 커터로 2.12mm 의 길이로 잘라낸 다음에 수분을 충분히 건조시켜 가스발생제 성형체를 얻는다.Each 50 parts of strontium nitrate, 5 parts of acidic clay, and 10 parts of sodium salt of carboxymethylcellulose are mixed in the dry state, added to the above-mentioned wet mixture, and further kneaded. Next, the mixed mixture is extruded through a die having an outer diameter of 2.5 mm and an inner diameter of 0.80 mm under a pressure condition of 80 kg / cm 2, thereby producing a cylindrical oily body having through holes. Furthermore, this oily body is cut out to a length of 2.12 mm with a cutter and then dried sufficiently to obtain a gas generator molded body.
이 38g의 가스발생제 성형체를 사용하여 얻은 실온에서 60리터 탱크시험의 결과를 이하에 나타낸다. 본 가스발생제 조성물의 선연소속도는 8.1mm/초 이었다.The result of the 60-litre tank test at room temperature obtained using this 38-g gas-generating molded object is shown below. The linear combustion rate of this gas generator composition was 8.1 mm / sec.
탱크의 최대압력은 1.83kg/㎠ 이고 최대압력도달시간은 55밀리초이었다.The maximum pressure of the tank was 1.83 kg / cm 2 and the maximum pressure reached 55 milliseconds.
한편, 탱크에서의 미스트 양은 70mg 미만이고 탱크의 내부는 매우 깨끗하였으며 미량으로 존재하는 CO와 NOx같은 가스농도는 일반적으로 차제조자에 의해 요구된 값내에 있었다.On the other hand, the amount of mist in the tank was less than 70 mg and the inside of the tank was very clean and the gas concentrations such as CO and NO x present in trace amounts were generally within the values required by the car manufacturer.
실시예 2내지 5 및 비교예 1내지 3Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 3
가스발생제 성형체를 실시예1과 동일한 방법으로 제조하는데, 단 각 성분의 중량부 또는 성형체의 형상을 표1에 나타낸 바와같이 변경시킨것만 제외한다.Gas-generating molded bodies are prepared in the same manner as in Example 1 except that the parts by weight or the shape of the molded bodies are changed as shown in Table 1.
[표1]Table 1
실시예 1내지 5 및 비교예 1내지 3의 각각의 가스발생제 조성물의 선연소속도 및 일정한 가스발생량을 발생시키는데 필요한 조성물의 양을 사용할 때 얻어진 총발열량을 표 2 에 나타낸다.Table 2 shows the total calorific value obtained when using the amount of the composition required to generate the linear combustion rate and the constant gas generation amount of each of the gas generating composition of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3.
[표 2]TABLE 2
탱크시험의 결과는 표 3에 나타낸다.The results of the tank test are shown in Table 3.
[표 3]TABLE 3
[실시예 6]Example 6
12부의 디시안디아미드, 53부의 질산스트론튬, 30부의 산화구리 및 5부의 카르복시메틸셀룰로스의 나트륨염의 각각의 분말을 건조상태에서 잘 혼합하고 12.5부의 물을 더 가하여 슬러리 혼합을 충분히 균일해 질때까지 실행시켰다. 슬러리 혼합후에 외직경이 1.6mm 이고 내직경이 0.56mm 인 다이를 장착한 압출성형기를 사용하여 0.2㎝/분의 압출속도 및 60내지 70kgf/㎠ 의 성형압력에서 압출성형을 실행한 다음에 약 5mm의 길이로 자랐다. 자른후에 15시간 이상동안 50℃에서 건조시켜 가스발생제 조성물(선연소속도 7.4mm/초, 총발열량 22.2kcal)을 얻었다. 가스발생제 조성물을 80% 이상의 중량수율로 얻었다.Each powder of 12 parts of dicyandiamide, 53 parts of strontium nitrate, 30 parts of copper oxide, and 5 parts of sodium salt of carboxymethylcellulose was mixed well in the dry state, and 12.5 parts of water was added thereto until the slurry mixture was sufficiently uniform. . After mixing the slurry, an extrusion molding machine equipped with a die having an outer diameter of 1.6 mm and an inner diameter of 0.56 mm was subjected to extrusion molding at an extrusion speed of 0.2 cm / min and a molding pressure of 60 to 70 kgf / cm 2, and then to about 5 mm. Grow to the length of After cutting, the resultant was dried at 50 ° C. for at least 15 hours to obtain a gas generator composition (linear combustion rate 7.4 mm / sec, total calorific value 22.2 kcal). A gas generator composition was obtained in a weight yield of 80% or more.
54g의 이 가스발생제 조성물을 사용함으로써 상기한 탱크시험(JP-B-52-3620 및 JP-B-64-6156에 기술된 방법)을 실행하였다. 1.22kg/㎠의 탱크압력 및 50밀리초의 최대압력도달시간이 얻어졌고 금속제 열제거제 및 필터를 손상시키지 않고 실제 사용할수 있는 요구된 범위내에 있는 값을 나타내었다.The tank test (method described in JP-B-52-3620 and JP-B-64-6156) was performed by using 54 g of this gas generant composition. A tank pressure of 1.22 kg / cm 2 and a maximum pressure delivery time of 50 milliseconds were obtained and showed values in the required range that could actually be used without damaging the metal heat remover and filter.
[실시예 7]Example 7
가스발생제 조성물(선연소속도 7.6mm/초, 총발열량 22.1kcal)을 실실예6과 동일한 방법으로 제조하고 탱크시험을 실시예6과 동일한 방법으로 실행하는데, 단, 첨가량을 10부의 디시안디아미드, 35부의 질산스트론튬, 50부의 산화구리 및 5부의 카르복시메틸셀룰로스의 나트륨염으로 변경하고 조성물의 중량이 65g인 것만 제외한다. 1.31kg/㎠ 의 탱크압력 및 55밀리초의 최대압력 도달시간이 얻어졌고, 금 속제 열제거제 및 필터를 손상시키지 않고 실제 사용할수 있는 요구된 범위내에 있는 값을 나타내었다.A gas generator composition (linear combustion rate 7.6 mm / sec, total calorific value 22.1 kcal) was prepared in the same manner as in Example 6 and the tank test was carried out in the same manner as in Example 6, except that the addition amount was 10 parts of dicyandiamide. , 35 parts of strontium nitrate, 50 parts of copper oxide and 5 parts of sodium salt of carboxymethylcellulose, except that the weight of the composition is 65 g. A tank pressure of 1.31 kg / cm 2 and a maximum pressure attainment time of 55 milliseconds were obtained and showed values in the required range that could be used in practice without damaging the metal heat remover and filter.
[실시예 8]Example 8
가스발생제 조성물을 첨가량이 13부의 디시안디아미드, 32부의 질산스트론튬, 50부의 산화구리 및 5부의 카르복시메틸셀룰로스의 나트륨염으로 변경된 것만 제외하고 실시예6과 동일한 방법으로 제조하고 조성물을 1.15mm 의 외직경, 0.34mm의 내직경 및 0.52mm의 길이를 갖도록 성형하였다(선연소속도 6.1mm/초 총발열령 22.2kcal). 67g의 이 성형체를 사용하여 탱크시험을 실시예6과 동일한 방법으로 실행시켰다. 1.67kg/㎠ 의 탱크압력 및 47밀리초의 최대압력 도달시간이 얻어졌고 성능-조정가능한 범위가 넓은 결과를 금속제열 제거제 및 필터를 손상시키지 않고 얻었다.The gas generant composition was prepared in the same manner as in Example 6 except that the amount of addition was changed to 13 parts of dicyandiamide, 32 parts of strontium nitrate, 50 parts of copper oxide, and 5 parts of sodium carboxymethylcellulose, and the composition was prepared in a manner of 1.15 mm. It was molded to have an outer diameter, an inner diameter of 0.34 mm and a length of 0.52 mm (line combustion speed 6.1 mm / sec total heating age 22.2 kcal). The tank test was carried out in the same manner as in Example 6 using 67 g of this molded body. A tank pressure of 1.67 kg / cm 2 and a maximum pressure reaching time of 47 milliseconds were obtained and results with a wide range of performance-adjustable results were obtained without damaging the metal removal agent and filter.
[비교예 4][Comparative Example 4]
슬러리 혼합을 실시예6과 동일한 조성물로 실행시키고, 슬러리 혼합후 종래의 스트로크 성형기로 5mm의 직경 및 1mm의 두께를 갖는 박편 펠렛으로 성형하였다. 그러나, 박편 펠렛의 중량 수율은 공급된 중량에 기초하여 20%미만이고 필렛은 실제강도를 나타내지 않았다.Slurry mixing was carried out in the same composition as in Example 6, and after slurry mixing, it was molded into flake pellets having a diameter of 5 mm and a thickness of 1 mm with a conventional stroke molding machine. However, the weight yield of the flake pellets was less than 20% based on the weight supplied and the fillet did not show actual strength.
[비교예 5][Comparative Example 5]
23부의 디시안디아미드, 57부의 질산스트론튬 및 20부의 산화구리의 각각의 분말에 10부의 물을 가한 다음에 혼합물이 충분히 균일해질 때까지 혼합하였다. 습도를 건조화한 후에 종래의 스트로크 성형기로 5mm의 직경과 2mm의 두께를 갖는 박편펠렛(선연소속도 24.0mm/초, 총발열량 28.6kcal)으로 성형시켰다. 탱크시험을 50g의 조성물을 사용하여 실시예5와 동일한 방법으로 실행시켰다. 그러나, 필터가 매우 손상되었고 요구된 탱크압력이 얻어지지 않았다.To each powder of 23 parts of dicyandiamide, 57 parts of strontium nitrate and 20 parts of copper oxide was added 10 parts of water and then mixed until the mixture was sufficiently uniform. After drying the humidity, it was molded into a flake pellet (linear combustion speed 24.0 mm / sec, total calorific value 28.6 kcal) having a diameter of 5 mm and a thickness of 2 mm with a conventional stroke molding machine. The tank test was carried out in the same manner as in Example 5 using 50 g of the composition. However, the filter was very damaged and the required tank pressure was not obtained.
[비교예 6]Comparative Example 6
조성물을 디시안디아미드가 19부, 질산 스트론튬이 31부 및 산화구리가 50부인 것만 제외하고 비교예2와 동일한 방법으로 펠렛(선연소속도 9.1mm/초, 총발열량 25.3kcal)으로 성형시키고 탱크시험을 60g의 성형체를 사용하여 실시예6과 동일한 방법으로 시행하였다. 연소 완료시간은 100밀리초 이상이었고, 따라서 실제성능에 대한 필요조건이 만족될수 없었다.The composition was molded into pellets (linear combustion rate 9.1 mm / sec, total calorific value 25.3 kcal) in the same manner as in Comparative Example 2 except that 19 parts of dicyandiamide, 31 parts of strontium nitrate, and 50 parts of copper oxide were used. Was carried out in the same manner as in Example 6 using 60 g of a molded product. The combustion completion time was over 100 milliseconds, so the requirement for actual performance could not be met.
실시예 6 내지 8의 각각의 가스발생제 조성물의 선연소속도, 일정한 가스발생량을 발생하는데 필요한 조성물의 양을 사용할 때 얻어진 총 발열량을 표 4에 나타낸다.Table 4 shows the total calorific value obtained when using the linear combustion rate of each gas generating composition of Examples 6 to 8, and the amount of the composition required to generate a constant gas generating amount.
[표4]Table 4
내용 없음No content
Claims (39)
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