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1. (WO2012008161) 点火器用点火薬組成物
Document

明 細 書

発明の名称 点火器用点火薬組成物

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005  

先行技術文献

特許文献

0006  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0007   0008  

課題を解決するための手段

0009   0010  

発明の効果

0011  

図面の簡単な説明

0012  

発明を実施するための形態

0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034  

実施例

0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054  

符号の説明

0055  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8  

図面

1   2   3  

明 細 書

発明の名称 : 点火器用点火薬組成物

技術分野

[0001]
 本発明は、点火器用点火薬組成物及び該点火薬組成物を用いた点火器に関し、さらに詳しくは、電気雷管又は自動車に装備されるエアバック等に使用される点火器用点火薬組成物及び該点火薬組成物を用いた点火器(いわゆるスクイブ)に関し、特には要求される電流発火感度を満たしながら、摩擦感度を低減した点火器用点火薬組成物及び該点火薬組成物を用いた点火器に関するものである。

背景技術

[0002]
 エアバックやシートベルトプリテンショナー等の自動車の安全装置に使用されるガス発生器に搭載される点火器として、従来から種々の点火器が開発されている。このような点火器には、一般に微小な電気エネルギーで発火する点火薬が装填されており、該点火薬は電気信号から変換された熱エネルギーに迅速に応答し、ガス発生器を点火起動させる機能を担っている。点火薬として具体的には、ジルコニウム粉末及び過塩素酸カリウムの混合物(ZPP)や、ジルコニウム粉末、タングステン粉末、及び過塩素酸カリウムの混合物(ZWPP)等を点火器用点火薬組成物として用いる手法が行われている。更に、安全装置の性能向上の要求や、ガス発生器用点火器の製造工程の安全性向上の要求に応えるために、様々な点火薬の開発が進められている。
[0003]
 例えば、特許文献1には、ジルコニウム粉末及び酸化剤の混合物の爆薬組成物に、燃焼促進剤として水素化チタン等を添加することを特徴とする技術が開示されている。しかしながら特許文献1は、単一分起爆用装薬においてジルコニウムを必須成分として含む単一分起爆用装薬であり、発火において十分な熱量を確保した点火薬組成物を得ることに関するものであり、点火薬の摩擦感度の低減を課題とするものではない。
[0004]
 点火器用点火薬組成物における摩擦感度を低減させて、点火器製造工程上の安全性を確保する方法として、特許文献2には、金属粉末に過塩素酸カリウム及び硝酸カリウムを含有した点火器用点火薬組成物が、摩擦感度が低減した点火薬となることが記載されている。すなわち特許文献2に記載の発明は従来の点火薬に対し、硝酸カリウムを添加することで摩擦感度を低減させるものである。
[0005]
 ところで、点火器用点火薬組成物に用いることができる金属粉末は、一般に微細化するほど電流発火感度が向上することが知られているが、その一方で製造時の取り扱いにおける誤発火の危険性が増し、その安全性の低下が問題となっていた。特に、点火薬に含有される金属粉末として汎用されているジルコニウム粉末は、発火性能に優れる反面、製造時の取り扱いにおける誤発火の危険性が高いことが知られている。
 このような問題に対して、特許文献3には、金属粉末を形成する金属粒子の形状を鱗片形状とすることで、電流発火感度を維持しつつ、取り扱い時の安全性の低下を抑制する技術が開示されている。しかしながらこの技術は、金属粉末を特殊な形状とすることが必要であり、金属粉末の製造制御が困難であるとともに、製造コストが高くなるという欠点がある。

先行技術文献

特許文献

[0006]
特許文献1 : 特表2007-518655号公報
特許文献2 : 特開2009-120424号公報
特許文献3 : 特開2001-348291号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0007]
 通常、点火器用点火薬組成物を製造する際に、その取り扱い上の安全性を向上させるためには、摩擦感度を低減し、点火器用点火薬組成物を鈍感化させることが望まれる。しかしながら、点火器用点火薬組成物の摩擦感度を低減した場合、その電流発火感度も同時に低減されてしてしまうことが問題であった。
[0008]
 本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、要求される電流発火感度を満たしながら、摩擦感度を低減することが可能な点火器用点火薬組成物を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0009]
 本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、金属水素化物(A);タングステン粉末、モリブデン粉末、アルミニウム粉末、チタン粉末、及びマグネシウム粉末からなる群から選択される1種以上である金属粉末(B);並びに過塩素酸塩(C)を点火器用点火薬組成物として配合することで、点火器用点火薬組成物の要求される電流発火感度を満たしながら、摩擦感度を低減することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
[0010]
 即ち、本発明は以下の(1)~(8)に係る内容に関する。
(1)金属水素化物(A);タングステン粉末、モリブデン粉末、アルミニウム粉末、チタン粉末、及びマグネシウム粉末からなる群から選択される1種以上である金属粉末(B);並びに過塩素酸塩(C)を含有する点火器用点火薬組成物。
(2)前記金属水素化物(A)が、水素化ジルコニウム及び/又は水素化チタンを含有する前記(1)に記載の点火器用点火薬組成物。
(3)前記金属粉末(B)が、タングステン粉末を含有する前記(1)または(2)のいずれかに記載の点火器用点火薬組成物。
(4)前記金属水素化物(A)を10~50質量%含有することを特徴とする前記(1)~(3)のいずれかの一項に記載の点火器用点火薬組成物。
(5)前記金属水素化物(A)を10~50質量%、前記金属粉末(B)を10~50質量%、並びに前記過塩素酸塩(C)を20~70質量%含有してなることを特徴とする前記(1)~(4)のいずれか一項に記載の点火器用点火薬組成物。
(6)前記(1)~(5)のいずれか一項に記載の点火器用点火薬組成物を用いることを特徴とする点火器。
(7)前記(6)に記載の点火器を用いたことを特徴とするシートベルトプリテンショナー用ガス発生器。
(8)前記(6)に記載の点火器を用いたことを特徴とするエアバッグ用ガス発生器。

発明の効果

[0011]
 本発明に係る点火器用点火薬組成物は、点火薬として要求される電流発火感度を満たしながら、摩擦感度が低減された点火器用点火薬を提供することができる。摩擦感度が低減されたことにより、点火薬及び点火器製造時に問題となっていた摩擦による点火薬の誤発火の事故を未然に防ぐことができる。したがって、点火器製造工程の安全性を向上させることができると共に、迅速な応答性を有する点火器を製造することができる。また、かかる点火器用点火薬組成物を装填した点火器を用いたシートベルトプリテンショナー用ガス発生器、及びエアバッグ用ガス発生器を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0012]
[図1] 本発明の点火器の一例を示す断面図である。
[図2] 本発明のシートベルトプリテンショナー用ガス発生器の一例を示す断面図である。
[図3] 本発明のエアバッグ用ガス発生器の一例を示す断面図である。

発明を実施するための形態

[0013]
 本発明の点火器用点火薬組成物は、金属水素化物(A);タングステン粉末、モリブデン粉末、アルミニウム粉末、チタン粉末、及びマグネシウム粉末からなる群から選択される1種以上である金属粉末(B);並びに過塩素酸塩(C)を含有することを特徴とする。
[0014]
 以下に、本発明の点火器用点火薬組成物を更に詳細に説明する。
 本発明に使用される金属水素化物(A)は、燃焼成分として機能するものである。すなわち点火過程において酸化作用を受け発熱すると共に、金属熱粒子及び熱ガスを供する機能を担う。
 本発明に用いられる金属水素化物(A)としては、水素化ジルコニウム、水素化チタン、水素化アルミニウム、水素化マグネシウム、水素化カルシウム等が挙げられる。これら金属水素化物(A)は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。点火薬組成物としての安定性、取り扱い容易性の観点から、水素化ジルコニウム及び/又は水素化チタンが好ましく、特に水素化ジルコニウムが好ましい。
 当該金属水素化物(A)の粒径は、迅速な着火応答性に関する電流発火感度に影響するものであり、点火器の要求性能に応じ適宜設定されるものである。用いる粒径は1~10μmであることが好ましい。
 本発明の点火器用点火薬組成物における金属水素化物(A)の含有率は、10~50質量%が好ましい。より好ましくは10~40質量%の範囲である。金属水素化物(A)の含有量が10質量%未満では、十分な出力が得られず、50質量%を超えると、点火器用点火薬組成物に要求される電流発火感度を満たさないおそれがある。
[0015]
 本発明に使用される金属粉末(B)は、燃焼成分として機能するものである。本発明に用いられる金属粉末(B)は、タングステン粉末、アルミニウム粉末、マグネシウム粉末、チタン粉末、モリブデン粉末から選択される金属粉末(B)である。これら金属粉末(B)は、1種単独で使用してもよく、また2種以上を混合して使用してもよい。当該金属粉末(B)は、点火燃焼過程において含有量の一部もしくは全量が酸化作用を受け、発熱すると共に、金属熱粒子を生成する機能を有する。当該金属粉末(B)としては、上記点火器用点火薬組成物の摩擦感度を低減し、製造時の取り扱いを容易にする観点から、タングステン粉末、またはモリブデン粉末を使用するのが好ましく、特にタングステン粉末の使用がより好ましい。なお、金属粉末(B)は、公知の方法により形成される球状形状が好適に使用される。当該金属粉末(B)の粒径は、迅速な着火応答性に関する電流発火感度に影響するものであり、点火器の要求性能に応じ適宜設定されるものである。用いる金属粉末(B)の粒径は0.01~5μmであることが好ましい。
 本発明の点火器用点火薬組成物に用いる金属粉末(B)の含有率は、点火器用点火薬組成物中、10~50質量%の範囲であることが好ましく、15~45質量%の範囲であることが更に好ましい。金属粉末(B)の含有率が10質量%未満では、要求される電流発火感度を満たさないおそれがあり、一方、50質量%を超えると、出力が下がるおそれがある。
[0016]
 本発明の点火器用点火薬組成物には過塩素酸塩(C)が用いられ、この過塩素酸塩(C)は酸化剤として機能し、上記金属水素化物(A)及び金属粉末(B)を酸化させる機能を担うものである。当該過塩素酸塩(C)としては、アルカリ金属過塩素酸塩、アルカリ土類金属過塩素酸塩、過塩素酸アンモニウム等が挙げられる。特にアルカリ金属過塩素酸塩が好ましく、過塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウムが好適に使用される。
 当該点火器用点火薬組成物中における過塩素酸塩(C)の含有率は、20~70質量%が好ましく、25~60質量%の範囲であることが更に好ましい。過塩素酸塩(C)の含有率が20質量%未満では、十分な出力が得られず、一方、70質量%を超えると、点火器用点火薬組成物に要求される電流発火感度を満たさないおそれがある。
[0017]
 本発明の点火器用点火薬組成物は、金属水素化物(A)が10~50質量%、金属粉末(B)が10~50質量%、並びに過塩素酸塩(C)が20~70質量%の範囲であることが好ましく、金属水素化物(A)が10~40質量%、前記金属粉末(B)が15~45質量%、及び過塩素酸塩(C)が25~60質量%の範囲であることが更に好ましい。
 本発明の点火器用点火薬組成物は、より好ましくは、金属水素化物(A)が水素化ジルコニウム及び/又は水素化チタンであり、金属粉末(B)がタングステン粉末またはモリブデン粉末であり、過塩素酸塩(C)が過塩素酸カリウムである。
 当該点火薬組成物として特に好ましい具体例としては、水素化ジルコニウム、タングステン、過塩素酸カリウムを含有する組成物が挙げられる。この場合、水素化ジルコニウム10~50質量%、タングステンを10~50質量%、過塩素酸カリウムを20~70質量%を含有する組成物とすることが好ましい。また別の好ましい態様としては、水素化チタン、タングステン、過塩素酸カリウムを含有する組成物が挙げられる。この場合、水素化チタン10~50質量%、タングステンを10~50質量%、過塩素酸カリウムを20~70質量%を含有する組成物とすることが好ましい。
[0018]
 本発明の点火器用点火薬組成物は、更に任意成分として、他の金属粉末、他の酸化剤、塩基性物質、バインダ、配合剤類等を添加することができる。
[0019]
 本発明において、金属粉末(B)に加えて、任意に他の金属粉末を添加し、混合金属粉末として使用することができる。その他の金属粉末としては、ジルコニウム粉末、マグナリウム粉末、銅粉末、ベリリウム粉末等を適用することができる。なお、他の金属粉末の添加量は点火器用点火薬組成物中において、10質量%以下であることが好ましい。
[0020]
 また、本発明の点火器用点火薬組成物は、過塩素酸塩(C)に加えて、任意に他の酸化剤を含有することができる。他の酸化剤として、具体的には、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸ストロンチウム、塩基性硝酸胴、硝酸マグネシウム、硝酸アンモニウム等の硝酸塩類、塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウム、塩素酸マグネシウム、塩素酸カルシウム、塩素酸ストロンチウム、塩素酸アンモニウム等の塩素酸塩類が挙げられる。これら他の酸化剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。特に、過塩素酸塩(C)類と硝酸塩類との混合酸化剤は、電流発火感度の維持と摩擦感度の低減作用の両立作用を有することが期待され、本願に係る点火薬組成物の効果向上作用が期待されるため好ましい。なお他の酸化剤の含有率は、点火器用点火薬組成物中において30質量%以下であることが好ましい。
[0021]
 本発明の点火器用点火薬組成物は、更に任意の塩基性物質を含有することが好ましい。該塩基性物質を配合することで、点火器の金属部分の腐食を抑制することができる。具体的には、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ルビジウム、酸化セシウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化亜鉛、酸化タリウム、酸化セシウム等の金属酸化物、過酸化リチウム、過酸化ナトリウム、過酸化カリウム、過酸化ルビジウム、過酸化セシウム、過酸化マグネシウム、過酸化カルシウム、過酸化ストロンチウム、過酸化バリウム等の金属過酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム等の金属炭酸塩等が挙げられる。これら塩基性物質は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。また、これらの塩基性物質は、水溶性であってもよいし、非水溶性であってもよい。これらの中でも金属酸化物が好ましく、中でも酸化マグネシウムが特に好ましい。
 なお、塩基性物質の含有率は、点火器用点火薬組成物中、10質量%以下であることが好ましい。点火薬組成物のバランスを考慮すると、5質量%以下であることが更に好ましい。
[0022]
 本発明の点火器用点火薬組成物は、更にバインダを含有することが好ましい。該バインダを配合することで、点火器用点火薬組成物を成形体とする際に、破壊強度及びその他の機械的性質を改善することができる、具体的には、カルボキシメチルセルロースの金属塩、ヒドロキシエチルセルロース、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、ニトロセルロース、グアガム、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、デンプンなどの多糖誘導体、ステアリン酸塩、フッ素ゴム、SBSゴム等の有機バインダが挙げられる。これらバインダは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
 なお、バインダの含有率は、点火器用点火薬組成物中、5質量%以下であることが好ましい。
 本発明において、バインダはそのまま当該点火薬組成物に混用して用いてもよく、バインダに適当な溶剤を添加し、当該点火薬組成物に混用する方法を用いてもよい。上記溶剤は、バインダに対して不活性であり、分散性に優れるもの、又は良溶解性を示すものであれば特に問題なく使用することができる。一方、乾燥工程において揮散しやすい物性が製造工程上で好ましく、炭化水素類、エステル類、ケトン類等の揮発性の有機溶剤が好適に用いられる。
[0023]
 本発明の点火器用点火薬組成物は、金属水素化物(A)、金属粉末(B)、過塩素酸塩(C)に、必要に応じて適宜選択した各種任意成分を配合して、混合することにより粉末状の点火器用点火薬を製造することができる。若しくは各組成物成分の混合物を造粒し、顆粒成形体として点火器用点火薬を製造することもできる。
[0024]
 本発明の点火器用点火薬の製造において、混合方法の一例としては、金属水素化物(A)、金属粉末(B)、過塩素酸塩(C)、及び任意成分を混合機にて混合することで、これらの混合物を得ることができる。また別の態様として、金属水素化物(A)、金属粉末(B)の混合物に、更にその他の金属粉末等の任意成分を添加した混合物に、溶剤に溶解したバインダを添加し、これを混合機にて混合する。その後、過塩素酸塩(C)、及び任意のその他の酸化剤、塩基性物質等を添加し、さらに混合してこれらの混合物を得る方法が挙げられる。
[0025]
 造粒方法としては、バインダ成分を添加し混合工程を経て得られた混合物を、パレット上にとり風晒した後、篩に通して顆粒を得る方法が挙げられる。得られる顆粒の粒径は用いる篩のメッシュのサイズにより決定されるが、本発明の点火器用点火薬組成物においては、その粒径が1.0mm以下の範囲であることが好ましく、0.8mm以下の範囲であることが更に好ましい。また、顆粒をある容積に計量する場合においては、粒径が揃っていることが好ましいが、メッシュが粗すぎると粒径が揃わず、メッシュが細かすぎると混合物がパスしにくい。よって、メッシュのサイズはこのことを考慮して決めるべきである。
[0026]
 上述したように、点火薬を調製するためには、混合工程、造粒工程に加え、各原料成分の計量や移送など、点火薬組成物への機械的接触や物理的移動を伴う操作工程を経由するものであり、鋭敏な摩擦感度を有する点火薬の製造には慎重な取扱いが要求される。本発明の点火器用点火薬組成物は、摩擦感度が低減されており、製造工程における取扱い安全性が大いに向上する物性であり、顕著に優れた効果を有するものである。
[0027]
 本発明の点火器用点火薬組成物は、電流発火感度を維持しながら、摩擦感度を低減することを達成できるものである。したがって点火薬調製工程の安全性を向上させる効果を有すると共に、当該点火薬を点火器に採用することより、点火器として迅速な応答性を確保しつつ、点火器製造工程における安全性を確保することを可能とするものである。したがって本発明は、上述した点火器用点火薬組成物を用いた点火器を包含するものである。本発明の点火器は、上記点火器用点火薬組成物を用いる以外、特に制限はなく、公知の方法により製造することができる。
[0028]
 以下に、図1を参照して本発明の点火器を詳細に説明する。
 図1は、本発明の点火器の一例の断面図である。図1に示した点火器1は、点火薬2を格納するカップ体6と、カップ体6を格納するカバー体9、外部と電気的に接続するための電極ピン8が絶縁体4により固定された塞栓7と、各電極ピン8間に接続され点火薬2に接する電橋線3とを備える。塞栓7とカップ体6の接合部、及び塞栓7と電極ピン8の接合部は絶縁樹脂5により覆われて保護されている。なお、本発明の点火器1は、更に点火器に通常用いられる公知の部品を備えることができる。ここで、本発明の点火器1は、点火薬2に、上述した本発明の点火器用点火薬組成物、またはその成形体である点火薬を用いることを要する。
[0029]
 図1の点火器1の作動について説明する。車両の衝突をセンサー(図示せず)が感知すると、コントロールユニット(作動器;図示せず)に信号を送り、この信号を検知したコントロールユニットから電極ピン8に通電される。この通電電流により電橋線3がジュール熱を発し、この熱によって電橋線3に接触する点火薬2が発火し、その発熱エネルギー及び発生圧力によりカップ体6を破断し、火炎を当該点火器1の外部に放出することにより点火器として機能するものである。すなわち点火薬2は、電橋線3の発熱により迅速に点火する発火感度性能が要求されるものである。
[0030]
 次に、当該点火器1の一般的な製造方法を説明する。
 塞栓7に電極ピン8及び電橋線3等を装着した塞栓組立て体を、点火薬2を充填したカップ体6に挿入して固定する。その後、カップ体6の外周にカバー体9を被せ、絶縁樹脂5でモールド固定することにより当該点火器1が製造することができる。点火薬2は、計量工程、カップ体6への装填工程、塞栓組立て体の挿入工程、及び塞栓固定工程において、物理的移動及び機械的接触摩擦過程を経由して、当該点火器1が製造される。
 本発明の点火器用点火薬組成物は、従来汎用されている点火薬と同等の電流発火感度が維持されており、迅速な点火特性を有する。更に摩擦感度が低減されており、点火器の製造工程における取扱い安全性において大いに向上する物性である。すなわち、本発明の点火薬組成物は、点火器に採用することにより、製造安全性が向上すると共に、点火器感度において規定の性能を満たす点火器を提供できるものである。
[0031]
 ところで、本発明は前記点火器を用いたガス発生器を含む。当該ガス発生器は、シートベルトプリテンショナーの起動に用いられる小型ガス発生器として好適に使用されるものである。また、エアバッグ展開用のガス発生器として好適に使用されるものである。
 図2を参照して本発明のガス発生器を詳細に説明する。図2は、本発明の点火器を用いたシートベルトプリテンショナー用ガス発生器の一例の断面図である。図2に示したガス発生器11は、燃焼によりガスを発生するガス発生剤12を格納するカップ体13と、カップ体13の内側に配置され、外部と電気的に接続するための電極ピン16を備え、通電によりガス発生剤12を着火させる点火器14と、カップ体13と点火器14を固定するホルダー15とを備える。なお、ガス発生器11は、更にガス発生器に通常用いられる公知の部品を備えることができる。
[0032]
 図2のガス発生器11の作動について説明する。センサー(図示せず)が衝突を感知すると、コントロールユニット(作動器)(図示せず)に信号を送り、この信号を検知したコントロールユニットから電極ピン16に通電する。これを受けて点火器14に内在する電橋線が発熱し、この熱によって点火器14に装填される点火薬が発火し、火炎が点火器14のカップ体13内側へ放出される。この火炎によりガス発生剤12が燃焼して多量のガスを発生させる。発生した多量のガスは、シートベルトプリテンショナー(図示せず)に導入され、シートベルトプリテンショナー内の圧力を上昇させることにより、シートベルトプリテンショナーが作動し、シートベルトを締め付ける。
[0033]
 さらに、図3を参照して本発明のエアバッグ用ガス発生器について詳細に説明する。
 図3は、本発明の点火器を用いたエアバッグ用ガス発生器の一例の断面図である。図3に示したガス発生器21は、ガス噴出孔26が複数個設置された金属製容器によるハウジングアッパー22により外殻が形成され、その内部に本発明の点火器23とフィルター25が装備されている。その内部空間にはガス発生剤24が充填されており、前記点火器23の近接部にはエンハンサー室が設置されおり、通常のガス発生器構成の場合、点火器23から発生される点火炎をガス発生剤24に伝達するエンハンサー剤(伝火薬)27がエンハンサー室に充填されている。なお、ガス発生器21は、更にガス発生器に通常用いられる公知の部品を備えることができる。エンハンサー剤27は、通常用いられる公知の材料を用いることができる。
 図3において短尺円筒形状のいわゆるディスク型ガス発生器を示し説明したが、本発明に係るエアバッグ展開用ガス発生器はこれに限定されず、長尺円筒形状のシリンダー型ガス発生器、少量の発火性火工製剤と高圧ガスボンベを備えたハイブリッド型ガス発生器においても同様に、本発明の点火器は適用されるべきものである。
[0034]
 図3のガス発生器21の作動について説明する。車両の衝突をセンサー(図示せず)が感知すると、コントロールユニット(作動器)(図示せず)に信号を送り、この信号を検知したコントロールユニットから点火器23へ通電信号を送る。これを受けて点火器23は内在する電橋線が発熱し、この熱によって点火器23に装填される点火薬が発火し、火炎が点火器23のエンハンサー室内側へ放出される。火炎によりエンハンサー室に装填されたエンハンサー剤が着火し、更に強力な火炎と高温高圧ガスをガス発生剤24に受渡し、ガス発生剤24を燃焼させ、多量のガスを発生させる。発生した多量のガスは、フィルター25を経由し、ガス噴出孔26からエアバッグ内に導入されバッグを展開する。
実施例
[0035]
 以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
[0036]
実施例1
 酢酸イソアミル中にバインダとしてニトロセルロースを溶解し、バインダ濃度2質量%の酢酸イソアミル溶液を調製した。次に、水素化ジルコニウム(粒径:2.5μm)8.55g、タングステン粉末(粒径:0.6~0.8μm)9.6g及び過塩素酸カリウム11.85g(粒径:12~18μm)、酸化マグネシウム0.15gの混合物に、上記バインダの酢酸イソアミル溶液(バインダ濃度:2質量%)1.5gを添加した後、さらに酢酸イソアミル11gを添加し、混合機にて混合した。混合を終了した後、得られた混合物をパレット上に広げ、風晒した。風晒した後、24メッシュ(目開き約0.8~0.6mm)の篩を通して造粒を行い、その造粒物を乾燥機に入れ、60℃で乾燥させ、実施例1の点火器用点火薬(約30g)を得た。
[0037]
実施例2~4
 さらに、それぞれの成分の組成比を、表1に示すように変更して、実施例1と同様の調製方法で実施例2~4の点火器用点火薬を調製した。
[0038]
比較例
 酢酸イソアミル中にバインダとしてニトロセルロースを溶解し、バインダ濃度1.3質量%の酢酸イソアミル溶液を調製した。次に、ジルコニウム(粒径: 2μm)150g、タングステン粉末(粒径:0.6~0.8μm)175gの混合物に、上記酢酸イソアミル溶液(バインダ濃度:1.3質量%)45gを添加した後、さらに酢酸イソアミル50gを添加し、混合機にて混合した。その後、過塩素酸カリウム175g、及び酸化マグネシウム2.5g、さらに酢酸イソアミル60gを添加し、混合機にて混合した。混合を終了した後、得られた混合物をパレット上に広げ、風晒した。風晒した後、24メッシュの篩を通して造粒を行い、その造粒物を乾燥機に入れ、60℃で乾燥させ、点火器用点火薬(約500g)を得た。
[0039]
 実施例1~4と比較例の点火器用点火薬の組成を表1に示す。なお、配合量は、組成物全体基準での質量比である。
[0040]
[表1]


[0041]
 実施例1~4及び比較例により得られた点火器用点火薬に対し、下記の方法により、摩擦感度試験及び電流発火感度試験を行った。その結果を表2に示す。
[0042]
(1)摩擦感度試験(JIS K 4810に従う試験方法)
 BAM式摩擦感度試験機に取り付けた磁器製の摩擦棒と摩擦板の間に、実施例または比較例の点火薬をはさみ、荷重をかけた状態で摩擦板を水平に動かすことにより、摩擦感度試験を行った。荷重と爆発の成否との関係から摩擦感度の度合いを調べるが、その度合いについては、同一荷重で連続して試験を6回行い、1回だけ爆発するか、又は1回だけ爆発すると推定される1/6爆点の荷重を求めることにより、判断した。
[0043]
(2)電流発火感度試験
 最小発火電流、及び最大不発火電流を計算するための統計的な手法として、ブルーストーン法を用い、電流発火感度を評価した。簡単に説明すると、図1に示す点火器に、実施例1~4及び比較例の点火薬を215mg装填して、試験点火器を作製した。これに対し、通電電流について等間隔で分けた複数のレベルを設定し、通電による試料の発火、不発火に応じて通電電流のレベルを変えていく。これを40回行い、最終的に統計処理をして最小発火電流及び最大不発火電流の平均値及び標準偏差を算出し、そこから所望の信頼度における最小発火電流及び最大不発火電流を求めた。なお、最小発火電流及び最大不発火電流の信頼水準を95%とし、信頼度を99.9999%とした。
[0044]
[表2]


[0045]
 摩擦感度試験において、実施例1~4の点火薬は、1/6爆点の荷重は5600~10800gfであると認められた。これに対し、従来の点火薬である比較例は荷重75gfで2回の爆発を起こし、荷重50gfでは爆発が起きなかったことから、荷重50~75gfの間に1/6爆点の荷重が存在すると判断した。摩擦感度試験の結果から、実施例1~4の点火器用点火薬組成物は、比較例の点火器用点火薬組成物に比べて1/6爆点の荷重が大きく、摩擦感度が有意に低下し鈍感化していることが分かる。
 一方、電流発火感度については、実施例1~4と従来品の点火薬である比較例は、最小発火電流、及び最大不発火電流の値はほぼ同等であった。実施例1~4は点火器用点火薬の使用に際して問題はなく、要求される電流発火感度を満たしていることがわかる。
[0046]
実施例5
 水素化チタン(粒径:8.0μm)6.3g、タングステン粉末(粒径:0.6~0.8μm)9.6g、および過塩素酸カリウム(粒径:12~18μm)14.1gの組成比率にて仕込んだ以外は、実施例1と同様の調製方法(酸化マグネシウム:0.15g、バインダとしてニトロセルロースの酢酸イソアミル溶液(バインダ濃度:2質量%)1.5gを添加)で実施例5の点火器用点火薬を調製した。
[0047]
実施例6
 水素化チタン(粒径:8.0μm)2.782g、タングステン粉末(粒径:0.6~0.8μm)6.572g、過塩素酸カリウム(粒径:12~18μm)10.646g、及び酢酸イソアミル7gを添加し、混合機にて混合した。混合を終了した後、得られた混合物をパレット上に広げ、風晒した。風晒した後、24メッシュ(目開き約0.8~0.6mm)の篩を通して造粒を行い、その造粒物を乾燥機に入れ、60℃で乾燥させ、実施例6の点火器用点火薬(約20g)を得た。
[0048]
 実施例5~6の点火器用点火薬の組成を表3に示す。なお、配合量は組成物全体基準での質量比である。
[0049]
[表3]


[0050]
 実施例5~6の点火器用点火薬に対し、JIS K 4810に従う上記摩擦感度試験を行なった。また点火薬の機能有無を確認するため、以下の試験条件にて電流発火確認試験を行なった。その結果を表4に示す。
[0051]
(3)電流発火確認試験
図1に示す点火器に、実施例5~6の点火器用点火薬215mgを点火薬2として装填して、試験用点火器を作製した。電極ピン8に、電流1.2Aを通電時間2msecにて印加して発火の有無を確認した。
[0052]
[表4]


[0053]
 実施例5~6の点火薬は、摩擦感度試験における1/6爆点の荷重値から、摩擦感度が有意に鈍感化することが明らかとなった。また、点火器の起動確認方法として、電流1.2Aを通電時間2msecにて印加する条件により、実施例5~6は発火することが確認され、点火器用点火薬組成物として使用に際して問題がないことが確認できた。
[0054]
 したがって、本発明に係る点火器用点火薬組成物は、要求される電流発火感度を満たしつつ、摩擦感度を低減させた性能を達成されていることが示された。すなわち、微小電流により確実に発火できる感度を有する点火薬であると共に、摩擦感度が低減し鈍感化されたことにより製造工程における安全性が向上する顕著にすぐれた効果を有するものである。

符号の説明

[0055]
  1,14,23 点火器
  2 点火薬
  3 電橋線
  4 絶縁体
  5 絶縁樹脂
  6,13 カップ体
  7 塞栓
  8,16 電極ピン
  9 カバー体
  11,21 ガス発生器
  12,24 ガス発生剤
  15 ホルダー
  22 ハウジングアッパー
  25 フィルター
  26 ガス噴出孔
  27 エンハンサー剤

請求の範囲

[請求項1]
 金属水素化物(A)、
 タングステン粉末、モリブデン粉末、アルミニウム粉末、チタン粉末、及びマグネシウム粉末からなる群から選択される1種以上である金属粉末(B)、並びに
 過塩素酸塩(C)
を含有する点火器用点火薬組成物。
[請求項2]
 前記金属水素化物(A)が、水素化ジルコニウム及び/又は水素化チタンを含有する請求項1に記載の点火器用点火薬組成物。
[請求項3]
 前記金属粉末(B)が、タングステン粉末を含有する請求項1または2に記載の点火器用点火薬組成物。
[請求項4]
 前記金属水素化物(A)を10~50質量%含有することを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の点火器用点火薬組成物。
[請求項5]
 前記金属水素化物(A)を10~50質量%、
 前記金属粉末(B)を10~50質量%、並びに
 前記過塩素酸塩(C)を20~70質量%
含有してなることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の点火器用点火薬組成物。
[請求項6]
 請求項1~5のいずれか一項に記載の点火器用点火薬組成物を用いることを特徴とする点火器。
[請求項7]
 請求項6に記載の点火器を用いたことを特徴とするシートベルトプリテンショナー用ガス発生器。
[請求項8]
 請求項6に記載の点火器を用いたことを特徴とするエアバッグ用ガス発生器。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]