DE112006002624T5 - Gas generating means - Google Patents
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Classifications
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-
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Abstract
Gaserzeuger,
umfassend:
eine Gaserzeugungszusammensetzung, die ein erstes Oxidationsmittel
und einen ersten Brennstoff umfasst; und
ein Fänger-Additiv,
ausgewählt aus Adsortionsmitteln, Absorptionsmitteln, chemischen
Reaktanten und deren Mischungen, wobei das genannte Fänger-Additiv
in Dampf/Gas-Kommunikation mit der genannten Gaserzeugungszusammensetzung
innerhalb des genannten Gaserzeugers, in heterogener Beziehung mit
der genannten Gaserzeugungszusammensetzung bereitgestellt wird.Gas generator, comprising:
a gas generating composition comprising a first oxidizing agent and a first fuel; and
a scavenging additive selected from adsorbents, absorbents, chemical reactants and mixtures thereof, said scavenger additive being provided in vapor / gas communication with said gas generant composition within said gas generant in heterogeneous relationship with said gas generant composition.
Description
QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGENCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
Diese Anmeldung beansprucht die Rechte der US-Provisional Anmeldung mit dem Aktenzeichen 60/722,168, eingereicht am 30. September 2005.These Registration claims the rights of the US Provisional Application Case No. 60 / 722,168, filed September 30, 2005.
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Gaserzeugungssysteme und Gaserzeugungszusammensetzungen, die zum Beispiel in Gaserzeugervorrichtungen für Automobilrückhaltesysteme eingesetzt werden.The The present invention relates generally to gas generating systems and Gas generant compositions used, for example, in gas generant devices be used for automotive restraint systems.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
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.The The present invention relates to gas generant compositions which when burning a relatively small amount of solids and a Generate relatively abundant amount of gas. It's an ongoing challenge reduce the amount of solids and increase the amount of gas whereby the filtration requirements for a gas generator be reduced. As a result, the filter can either be in reduced in size or eliminated altogether which will reduce weight and / or size the gas generator is reduced.
Eine gleichermaßen wichtige Herausforderung ist es, Gaserzeugungsmittel herzustellen, die eine relativ geringe Empfindlichkeit in Bezug auf Stoß, Reibung oder elektrostatische Entladungsreize besitzen.A equally important challenge is to gas generants produce a relatively low sensitivity in terms of on impact, friction or electrostatic discharge stimuli possess.
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) und dessen Derivate. Wenn er mit anderen Gaserzeugungsmittel-Bestandteilen wie einem Oxidationsmittel kombiniert wird und in eine Gaserzeugungsmittelzusammensetzung überführt wird, trägt dieser Brennstoff zu größeren Mengen Gas bei der Verbrennung der Zusammensetzung bei. Nichtsdestotrotz 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 AND VALIDATION" definiert ist, das hierin als Referenz einbezogen wird.A still another challenge with gas generant compositions, produce relatively small amounts of solids, sometimes called "smokeless" Compositions is that not all non-metallic Components contribute to a stable ballistic performance, when exposed to environmental conditioning. Indeed is a fuel that is complete due to its tendency or mainly to produce gas, bis-1 (2) H-tetrazol-5-yl) -amine (BTA-1NH3) and its derivatives. When mixed with other gas generants ingredients as is combined with an oxidizing agent and converted into a gas generant composition This fuel carries larger quantities Gas at the combustion of the composition at. Nevertheless It has been discovered that BTA-1NH3 is an unacceptable, aggressive ballistic performance contributes, as after the thermal Cycling and the thermal shock test was measured as in "SAE International Document SAE / USCAR-24 "" USCAR GAS GENERATOR TECHNICAL REQUIREMENTS AND VALIDATION "which is incorporated herein by reference becomes.
Weiterhin zeigen einige Gaserzeugungsmittel, wie jene, die durch die Kombination des Monoammoniumsalzes von Bis-(1(2)H-tetrazol-5-yl)-amin (BTA-1NH3) mit Ammoniumnitrat oder phasenstabilisiertem Ammoniumnitrat (PSAN) gebildet werden, viele vorteilhafte Eigenschaften, wie eine hohe Gasproduktion, und sind deshalb in Automobilinsassenrückhaltevorrichtungen nutzbar. 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, wenn sie gemeinsam ausgefällt werden, schließen minimale oder keine Empfindlichkeit ein, wenn sie Schlag, Reibung und elektrostatischen Entladungsreizen ausgesetzt werden. Eine Besorgnis in Bezug auf PSAN-enthaltende Treibmittel ist ebenso, dass sie ein signifikantes aggressives Verhalten in Bezug auf ballistische Eigenschaften zeigen, insbesondere in Bezug auf die "USCAR"-Thermoschock-Konditionierung, wenn sie ballistisch bei erhöhten Temperaturen (der Industriestandard ist ungefähr 85°C) geprüft werden.Farther show some gas generants, such as those caused by the combination of the monoammonium salt of bis (1 (2) H-tetrazol-5-yl) -amine (BTA-1NH3) with ammonium nitrate or phase-stabilized ammonium nitrate (PSAN) be formed, many beneficial properties, such as a high Gas production, and are therefore in automobile occupant restraints available. BTA-1NH3 is a high-energy, high nitrogen-containing Fuel, excellent stability and very favorable grades on hygroscopicity and sensitivity. The properties of ammonium nitrate and potassium nitrate, if precipitated together include minimal or no sensitivity when they are exposed to shock, friction and electrostatic discharge stimuli become. A concern regarding PSAN-containing propellants is also that they relate to a significant aggressive behavior to show ballistic properties, especially in terms of the "USCAR" thermal shock conditioning when ballistic elevated temperatures (the industry standard is approximate 85 ° C).
Es ist auch vorgeschrieben, dass Airbag-Gasgeneratoren der Umgebungskonditionierung, wie Hochtemperatur-Wärmealtern, thermischem Altern, thermischem Zyklieren, Thermoschock, Feuchtigkeitszyklieren und so weiter ausgesetzt werden. Diese extremen Prüfungen können viele Probleme verursachen, die vom Misslingen des Aufblasens des Airbags bis zum unter Überdruck setzen des Gasgenerators reichen, was zum Bersten führt. Es ist deshalb wünschenswert ein Gaserzeugungsmittel und Gasgeneratorsystem zu haben, das Gleiches leistet, ungeachtet der Konditionierung. Die vorliegende Erfindung stellt eine Lösung für viele dieser Möglichkeiten bereit.It is also required that airbag inflators of environmental conditioning, such as high temperature heat aging, thermal aging, thermal Cyclic, thermal shock, moisture cycling and so on exposed become. Many can do these extreme trials Cause problems due to failure of inflation of the airbag until pressurized gas generator enough, which leads to bursting. It is therefore desirable to have a gas generant and gas generator system, the same regardless of conditioning. The present invention provides a solution to many of these possibilities ready.
Viele Gaserzeugungsmittel sind feuchtigkeitsempfindlich aufgrund der inhärenten Hygroskopizität vieler üblicher Komponenten, einschließlich Oxidationsmitteln wie Nitratsalzen, natürlich vorkommenden Hydraten von Brennstoffen wie 5-Aminotetrazol, Bis-(1(2)H-tetrazol-5-yl)-amin, Carboxymethylcellulose und deren Salzen, Tonen und anderen. Es ist deshalb erforderlich, dass diese Arten von Gaserzeugungsmitteln für eine wiederholbare Leistung trocken gehalten werden.Lots Gas generants are sensitive to moisture due to their inherent nature Hygroscopicity of many common components, including oxidizers such as nitrate salts, naturally occurring hydrates of fuels such as 5-aminotetrazole, bis (1 (2) H-tetrazol-5-yl) -amine, carboxymethylcellulose and their salts, clays and others. It is therefore necessary that these types of gas generants for a repeatable Power to be kept dry.
Feuchtigkeit oder flüchtige Verunreinigungen können auf vielen Wegen in Gaserzeugungssysteme eingeführt werden. Ein paar Beispiele schließen ein: unsachgemäß verarbeitete Gaserzeugungsmittel, die überschüssige Feuchtigkeit enthalten; Feuchtigkeit, die in das System über Feuchtigkeit während der Montage eingeführt wurde; Feuchtigkeit, die in das System während der Umgebungskonditionierung, wie Feuchtigkeitszyklieren oder Salzsprühen, eingeführt wurde; Feuchtigkeit, die in das System über die Zersetzung von Materialien innerhalb des Systems, wie Selbst zündungsmaterialen, Verschlüssen, Dichtungen, Fetten und anderen Gaserzeuger-Bestandteilen eingeführt wurde. Die Verwendung bestimmter Additive, bevorzugt Zeolithe wie Molekularsiebe, Calciumsulfat (Drierite) oder Calciumoxid kann jegliche Probleme, die in diesen Situationen auftreten können, minimieren und in einigen Fällen eliminieren.Moisture or volatile contaminants can be introduced into gas generation systems in many ways. A few examples include improperly processed gas generants that contain excess moisture; Moisture that has been introduced into the system via moisture during assembly; Moisture in the System was introduced during environmental conditioning, such as moisture cycling or salt spraying; Moisture that has been introduced into the system through the decomposition of materials within the system, such as auto-ignition materials, closures, gaskets, fats, and other gas generant constituents. The use of certain additives, preferably zeolites such as molecular sieves, calcium sulfate (Drierite) or calcium oxide, can minimize and in some cases eliminate any problems that may arise in these situations.
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 bei der Verbrennung 90% oder mehr Gas als ein Produkt erzeugt, während sie dennoch allen Erfordernisse des thermischen Zyklierens genügt, wie sie in den "USCAR"-Standards festgelegt sind.Accordingly would it be an improvement to the prior art to provide compositions containing BTA-1NH3, which results in a "smokeless" gas generant composition or contributes to such when burning 90% or more gas produced as a product while they are nevertheless satisfies all the requirements of thermal cycling, as defined in the "USCAR" standards.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die oben dargelegten Bedenken werden durch Gaserzeuger beseitigt, die Gaserzeugungszusammensetzung enthalten, welche einen Brennstoff wie BTA-1NH3 und ein Oxidationsmittel wie phasenstabilisiertes Ammoniumnitrat einschließen. Der Gaserzeuger enthält ein separates Additiv oder einen Verunreinigungs-Fänger wie Molekularsiebe. Das separate Additiv ist ein Adsorptionsmittel oder Absorptionsmittel, das innerhalb des Gaserzeugers enthalten ist, um das Abfangen jeglicher Feuchtigkeit oder flüchtiger Verbindungen zu erleichtern, wenn sie sich innerhalb des Treibmittel-Lagers entwickeln oder auftreten. Es ist gefunden worden, dass die Zugabe von Adsorptionsmittel oder Absorptionsmittel wie Molekularsieben zu Verbindungen führt, die nun imstande sind den Prüfungen des thermischen Zyklierens/Thermoschock standzuhalten, welche von den "USCAR"-Standards gefordert werden.The Concerns raised above are eliminated by gas producers who Containing a gas generating composition containing a fuel such as BTA-1NH3 and an oxidizing agent such as phase stabilized ammonium nitrate lock in. The gas generator contains a separate Additive or an impurity scavenger such as molecular sieves. The separate additive is an adsorbent or absorbent, that is contained within the gas generator to the interception of any To facilitate moisture or volatile compounds, if they develop or occur within the propellant storage. It has been found that the addition of adsorbent or Absorbents such as molecular sieves leads to compounds, which are now capable of the tests of thermal cycling / thermal shock which are required by the "USCAR" standards.
Die Verwendung bestimmter Additive, bevorzugt Zeolithe wie Molekularsiebe, Calciumsulfat (DrieriteTM) oder Cal ciumoxid kann mit der Zeit auftretende Verunreinigungen innerhalb des Gasgenerators minimieren und in einigen Fällen eliminieren. Insbesondere Molekularsiebe arbeiten so, dass sie Feuchtigkeit und andere Verunreinigungen in Gegenwart relativ hoher Temperaturen wie 107 Grad Celsius besser abfangen, wodurch eine vorhersehbare Leistung assoziierter Gasgeneratoren sichergestellt wird. Anders ausgedrückt, halten Molekularsiebe Feuchtigkeit/Verunreinigungen bei erhöhten Temperaturen von mindestens einer Höhe von 107 Grad Celsius zurück, wodurch gleichbleibende Vorhersehbarkeit der Leistung von Gasgeneratoren erleichtert wird, welche einen Typ oder mehr Typen dieser Additive einschließen.The use of certain additives, preferably zeolites such as molecular sieves, calcium sulfate (Drierite ™ ) or calcium oxide, can minimize and in some cases eliminate contaminants occurring within the gas generator over time. In particular, molecular sieves operate to better trap moisture and other contaminants in the presence of relatively high temperatures, such as 107 degrees Celsius, thereby ensuring predictable performance of associated gas generators. In other words, molecular sieves retain moisture / contaminants at elevated temperatures of at least 107 degrees Celsius, thereby facilitating consistent predictability of performance of gas generators, including one or more types of these additives.
Dementsprechend schließt die vorliegende Erfindung einen Gaserzeuger ein, der eine Gaserzeugungszusammensetzung und ein Fänger-Additiv einschließt, das innerhalb des Gaserzeugers in heterogener Beziehung zu der Gaserzeugungszusammensetzung und in Dampf/Gas-Kommunikation damit bereitgestellt wird.Accordingly the present invention includes a gas generator, including a gas generating composition and a scavenger additive, that within the gas generator in heterogeneous relation to the gas generant composition and provided in vapor / gas communication therewith.
In weiterer Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden ein Gaserzeuger und ein Fahrzeuginsassenschutzsystem, welche die Gaserzeugungszusammensetzung und Fänger-Additive einschließen, auch eingeschlossen.In further agreement with the present invention become a gas generator and a vehicle occupant protection system include the gas generating composition and scavenger additives, also included.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Die vorliegende Erfindung schließt einen Gaserzeuger oder ein Gaserzeugungssystem ein, der beziehungsweise das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein Additiv einschließt, das separat ist von und fungiert als Zusatz zu Gaserzeugungszusammensetzungen, die BTA-1NH3 oder andere Brennstoffe enthalten, der, wenn er in relativ geringen Mengen hinzugefügt wird, die Treibmittelkörner stabilisiert, wenn sie dem thermischen Zyklieren oder Thermoschock-Konditionierung ausgesetzt werden, wie es für die Verwendung in der Automobilindustrie verlangt wird. Diese Zubereitungen enthalten allgemein die unten beschriebenen Bestandteile, obwohl auch andere Bestandteile, die im Stand der Technik bekannt sind, eingesetzt werden können.The The present invention includes a gas generant or a Gas generating system, which in accordance with the present invention includes an additive which is separate from and functions as an adjunct to gas generant compositions, containing BTA-1NH3 or other fuels which, when stored in relatively small amounts are added, the propellant grains stabilized when subjected to thermal cycling or thermal shock conditioning be exposed as is for use in the automotive industry is required. These preparations generally include those below although other ingredients are also known are known in the art, can be used.
Wie
in
Erfindungsgemäße Gaserzeugungszusammensetzungen enthalten 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.invention Gas generant compositions contain a first oxidant which is selected from the group consisting of non-metal and metal nitrate salts such as ammonium nitrate, phase stabilized ammonium nitrate, potassium nitrate, Strontium nitrate; Nitrite salts such as potassium nitrite; Chlorate salts such as potassium chlorate; Metal and non-metal perchlorate salts such as potassium or ammonium perchlorate; Oxides such as iron oxide and copper oxide; basic nitrate salts such as basic Copper nitrate and basic iron nitrate and mixtures thereof. The first oxidant will generally be in about 0.1-80 % By weight of the gas generant composition, and more preferred provided in about 10-70% by weight.
Ein optionales sekundäres Oxidationsmittel kann auch innerhalb der Gaserzeugungszusammensetzungen bereitgestellt werden, und ist ausgewählt aus den oben beschriebenen Oxidationsmitteln, 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, kombinierte Oxidationsmittel-Bestandteil wird gleichwohl nur in ungefähr 0,1–80 Gewichts-% der Gaserzeugungszusammensetzung bereitgestellt.One optional secondary oxidant may also be present within of the gas generant compositions, and is selected from the oxidizing agents described above, and when it is included, it generally becomes about 0.1-50% by weight, and more preferably in about 0.1-30% by weight provided. The whole, combined However, oxidizer ingredient will only be roughly 0.1-80% by weight of the gas generant composition.
Die Gaserzeugungszusammensetzung enthält einen ersten oder primären Brennstoff, der ausgewählt ist aus der Gruppe, die Derivate von Bis-(1(2)H-tetrazol-5-yl)-amin, einschließlich seiner wasserfreien Säure und seinem Säuremonohydrat, Mono-ammoniumsalz von Bis-(1(2)H-tetrazol-5-yl)-amin, Metallsalze von Bis-(1(2)H-tetrazol-5-yl)-amin einschließlich der Kalium-, Natrium-, Strontium-, Kupfer-, Bor-, Zinksalze von BTA-1NH3, und deren Komplexe; Azole wie 5-Aminotetrazol; Metallsalze von Azolen wie Ka lium-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 einschließt, und wird allgemein in ungefähr 0,1–50 Gewichts-%, stärker bevorzugt in 0,1–30 Gewichts-% bereitgestellt.The Gas generating composition contains a first or primary fuel that is selected from the Group containing bis (1 (2) H-tetrazol-5-yl) -amine derivatives, including its anhydrous acid and its acid monohydrate, mono-ammonium salt of bis (1 (2) H-tetrazol-5-yl) -amine, metal salts of bis (1 (2) H-tetrazol-5-yl) -amine including the potassium, sodium, strontium, copper, Boron, zinc salts of BTA-1NH3, and their complexes; Azoles such as 5-aminotetrazole; Metal salts of azoles such as potassium-5-aminotetrazole; Nonmetal salts azoles such as mono- or di-ammonium salt of 5,5'-bis-1-H-tetrazole; Nitrate salts of azoles such as 5-aminotetrazole nitrate; Nitramine derivatives of Azoles such as 5-nitraminotetrazole; Metal salts of nitramine derivatives of azoles such as dipotassium-5-nitraminotetrazole; Non-metal salts of Nitramine derivatives of azoles such as mono- or di-ammonium-5-nitraminotetrazole and guanidines such as dicyandiamide; Salts of guanidines such as guanidine nitrate; Nitro derivatives of guanidines such as nitroguanidine; Azoamides such as azodicarbonamide; Nitrate salts of azoamides such as Azodicarbonamidindinitrat and their Mixtures, and generally in about 0.1-50% by weight, more preferably 0.1-30 Weight% provided.
Die Gaserzeugungszusammensetzung kann auch ein optionales Additiv enthalten, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die Silikonverbindungen; elementares Silicium; Siliciumdioxid; hochdisperses Siliciumdioxid; Silikone wie Polydimethylsiloxan; Silikate wie Kaliumsilikate; natürliche Mineralien wie Talk und Ton; Schmiermittel 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.The Gas generant composition may also contain an optional additive which is selected from the group consisting of silicone compounds; elementary silicon; silica; fumed silica; silicones such as polydimethylsiloxane; Silicates such as potassium silicates; natural Minerals such as talc and clay; Lubricants such as graphite powder or fibers, magnesium stearate, boron nitride, molybdenum sulfide and including their mixtures; and if included is generally in about 0.1-10%, and more preferably provided in about 0.1-5%.
Ein optionales Bindemittel kann in die Gaserzeugungszusammensetzung eingeschlossen sein und 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 un gefähr 0,1–10%, und stärker bevorzugt in ungefähr 0,1–5% bereitgestellt.One optional binder may be incorporated into the gas generant composition be included and is selected from the group of Cellulose derivatives such as cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, Carboxymethylcellulose, salts of carboxymethylcellulose, carboxymethylcellulose acetate butyrate; Silicone; Polyalkene carbonates such as polypropylene carbonate and polyethylene carbonate and their mixtures, and if it is included, it becomes common in about 0.1-10%, and more preferred provided in about 0.1-5%.
Alle hierin beschriebenen Prozentsätze der Bestandteile werden als Gewichtsprozent eines Gaserzeugungsmittel-Gesamtgewichts angegeben.All percentages of ingredients described herein expressed as weight percent of total gas generant weight.
In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ist das Fänger-Additiv
Gleichwohl wird gewürdigt werden, dass erfindungsgemäße Gaserzeuger bevorzugt wenigstens ein Mol oder mehr Mole Fänger-Additiv pro Mol im Lauf der Zeit entwickelter Ver unreinigung enthalten. Dementsprechend kann jede Gaserzeugungszusammensetzung auf iterativer Basis in Bezug darauf evaluiert werden, welche Mengen Verunreinigungen/flüchtige Stoffe/Feuchtigkeit sich entwickeln wird oder sich im Laufe der Zeit zersetzen wird, und die Menge an Additive kann dann bestimmt werden. In der Praxis, ob wohl es nicht erforderlich ist, sollte das Fänger-Additiv in überschüssiger Menge bereitgestellt werden, wodurch sichergestellt wird, dass jedes Mol flüchtiger Stoff/Verunreinigung/Feuchtigkeit entweder adsorbiert, absorbiert oder mit dem Additiv umgesetzt wird, wodurch die Integrität der Gaserzeuger-Leistung bei Verbrennung des Gaserzeugungsmittels sichergestellt wird. Die oben angegebenen Mengen in Gewichtsprozent sind mit Blick auf diesen Ansatz konzipiert worden.nevertheless will be appreciated that inventive Gas generant preferably at least one mole or more of mole scavenger additive contained per mole of over time developed impurity. Accordingly For example, any iteration-based gas generant composition may relate to be evaluated on what amounts of impurities / volatile Substances / moisture will develop or become over the course of Time will decompose, and the amount of additives can then be determined become. In practice, though it is not necessary, should the catcher additive in excess Amount provided, thereby ensuring that every mole volatile substance / impurity / moisture either adsorbed, absorbed or reacted with the additive, thereby increasing the integrity the gas generant power at combustion of the gas generant is ensured. The amounts given in percent by weight have been designed with this approach in mind.
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.One optional binder is selected from the group of Cellulose derivatives such as cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, Carboxymethylcellulose, salts of carboxymethylcellulose, carboxymethylcellulose acetate butyrate; Silicone; Polyalkene carbonates such as polypropylene carbonate and polyethylene carbonate and their mixtures, and if it is included, it becomes common in about 0.1-10%, and more preferably provided in about 0.1-5%.
Alle hierin beschriebenen Prozentsätze der Bestandteile werden als Gewichtsprozent eines Gaserzeugungsmittel-Gesamtgewichts angegeben.All percentages of ingredients described herein expressed as weight percent of total gas generant weight.
Es ist bestimmt worden, dass die Zugabe kleiner Mengen von Adsorptionsmittel oder Absorptionsmittel zu diesen Zubereitungen ein Gaserzeugungsmittel bereitstellt, das alle oben aufgeführten vorteilhaften Eigenschaften besitzt, und, was noch wichtiger ist, stabile ballistische Leistung zeigt, wenn es dem thermischen Zyklieren oder der Thermoschock-Konditionierung ausgesetzt wird.It It has been determined that the addition of small amounts of adsorbent or absorbent to these preparations a gas generant provides all the benefits listed above Features, and more importantly, stable ballistic performance shows when it comes to thermal cycling or thermal shock conditioning is suspended.
Das Monoammoniumsalz von BTA-1NH3 zeigt, wenn es mit PSAN kombiniert wird, viele vorteilhafte Eigenschaften zur Verwendung in Automobilinsassenrückhaltesystemen und vereinigt sich, um bevorzugte Gaserzeugungszusammensetzungen zu bilden. 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.The Monoammonium salt of BTA-1NH3 shows when combined with PSAN provides many beneficial properties for use in automotive occupant restraint systems and combines to form preferred gas generant compositions to build. BTA-1NH3 is a high-energy, high nitrogen-containing Fuel, excellent stability and very beneficial Shows good hygroscopicity and sensitivity. The Properties of ammonium nitrate and potassium nitrate, for example consistently well known in the propellant industry. PSAN in particular shows no sensitivity when it's shock, friction or electrostatic Discharge stimuli is exposed.
BEISPIEL 1:EXAMPLE 1:
Um Vergleichszusammensetzungen zu bilden, werden Trockenmischungen von Zubereitungen, welche die verschiedenen oben beschriebenen Bestandteile enthalten, auf bekannte Weise hergestellt. Das trockene Material (das weniger als 0,2 Massen-% Feuchtigkeit enthält) wurde dann tablettiert, in Gasgeneratoren geladen und der "USCAR"-Thermoschock-Konditionierung (200 Zyklen, –40°C bis 90°C) unterworfen. Diese Zubereitungen zeigten einen Anstieg der aggressiven ballistischen Leistung, wenn sie bei 85°C ausgelost werden.Around To form comparative compositions are dry blends of preparations containing the various ingredients described above contained, prepared in a known manner. The dry material (containing less than 0.2 mass% moisture) then tableted, loaded into gas generators and "USCAR" thermal shock conditioning (200 cycles, -40 ° C to 90 ° C) subjected. These preparations showed an increase in aggressive ballistic performance, when they are drawn at 85 ° C.
Dann wurde das gleiche Verfahren verwendet, um Gaserzeugungsmittel herzustellen, welche die verschiedenen, oben beschriebenen Bestandteile enthalten, und eine kleine Menge Additiv wurde jedem Gasgenerator hinzugefügt. Ein Verhältnis von 100:1 in Bezug auf Masse des Gaserzeugungsmittels zu Additiv wurde verwendet. Das eingesetzte Additiv war Molekularsieb vom Typ "13X" aufgrund seiner Tendenz chemisch inert zu sein und seiner Befähigung Feuchtigkeit und andere flüchtige Stoffe abzufangen und diese Verunreinigungen bei relativ höheren Temperaturen wie 107 Grad Celsius zurückzuhalten. Das Gaserzeugungsmittel enthielt wenig Feuchtigkeit (weniger als 0,2 Massen-%). Nach der "USCAR"-Thermoschock-Konditionierung wurde gefunden, dass die ballistische Leistung der Gasgeneratoren nahezu identisch war mit den Grundlinien-Gasgeneratoren. Das Gaserzeugungsmittel enthielt nahezu exakt die gleiche Menge Feuchtigkeit nach der Konditionierung wie vor der Prüfung. Der Anstieg der ballistischen Stabilität aufgrund der Zugabe von Molekularsieben ist etwas kontraintuitiv, da es scheinbar kein Phänomen ist, das mit Feuchtigkeit in Beziehung steht. Dieses unerwartete Ergebnis bei der Verwendung von Additiven wie Molekularsieben ist wiederholbar und bringt ein neues Verfahren der Stabilisierung von Gaserzeugungsmitteln hervor, die ansonsten für die Verwendung in der Automobilindustrie als ungeeignet erachtet wurden.Then the same procedure was used to produce gas generants, which contain the various ingredients described above, and a small amount of additive was added to each gas generator. A ratio of 100: 1 with respect to mass of the gas generant to additive was used. The additive used was molecular sieve Type "13X" due to its tendency to be chemically inert and its ability to absorb moisture and other volatile Catch substances and these contaminants at relatively higher levels Withhold temperatures like 107 degrees Celsius. The gas generant contained little moisture (less than 0.2 mass%). After "USCAR" thermal shock conditioning was found to be the ballistic Performance of the gas generators was almost identical to the baseline gas generators. The gas generant contained almost exactly the same amount Moisture after conditioning as before testing. The increase in ballistic stability due to the addition of molecular sieves is somewhat counterintuitive, as it seems no Phenomenon that is related to moisture. This unexpected result when using additives like Molecular Sieves is repeatable and brings a new process Stabilization of gas generants that otherwise unsuitable for use in the automotive industry were considered.
BEISPIELE 2 und 3:EXAMPLES 2 and 3:
Eine Zusammensetzung wurde durch Kombinieren von 72,53% PSAN, 27,22% BTA-1NH3 und 0,25% hochdispersem Siliciumdioxid "M5" und 10 Minuten langem Mahlen mit keramischem Material in einer "Sweco Vibrationsmühle" hergestellt. Dieses Pulver wurde dann zu Tabletten mit einem Durchmesser von ¼" und einer Dicke von 0,125" gepresst. Fahrerseiten-Gasgeneratoren wurden mit 25,0 g dieses gepressten Gaserzeugungsmittels in zwei verschiedenen Konfigurationen aufgebaut: eine enthielt keine Fänger-Additive; die andere enthielt 0,25 g "13X"-Zeolith in Form von 8-12-Mesh Perlen, die direkt in die Gaserzeugungsmittelkammer geschüttet wurden, wodurch das Additiv in heterogener Beziehung mit der Gaserzeugungszusammensetzung gemischt wurde. Die Gasgeneratoren wurden verschlossen und den "USCAR"-Thermoschock-Bedingungen (200 Thermoschock-Zyklen zwischen –40°C und +90°C) ausgesetzt. Gasgeneratoren wurden nach 50 Zyklen, 100 Zyklen und 200 Zyklen entnommen. Alle Gasgeneratoren wurden bei +85°C geprüft und mit den Grundlinien-Ergebnissen verglichen.A composition was prepared by combining 72.53% PSAN, 27.22% BTA-1NH3 and 0.25% fumed silica "M5" and milling ceramic material for 10 minutes in a "Sweco Vibratory Mill". This powder was then pressed into ¼ "diameter tablets having a thickness of 0.125". Driver side inflators were constructed with 25.0 grams of this compressed gas generant in two different configurations: one contained no capture additives; the other contained 0.25 g of "13X" zeolite olith in the form of 8-12 mesh beads poured directly into the gas generant chamber, thereby mixing the additive in heterogeneous relationship with the gas generant composition. The gas generators were sealed and subjected to "USCAR" thermal shock conditions (200 thermal shock cycles between -40 ° C and + 90 ° C). Gas generators were taken after 50 cycles, 100 cycles and 200 cycles. All gas generators were tested at + 85 ° C and compared with the baseline results.
Ohne
die Zugabe von "13X"-Zeolith, und wie in
Mit
der Zugabe von 0,25 g "13X"-Zeolith lagen alle Gasgeneratoren im
gleichen Bereich wie die Grundlinienkurve, oder der Gasgenerator
war nicht der Thermoschock-Prüfung unterworfen worden und bestand
die "USCAR"-Anforderungen deshalb leicht. Die ballistischen Kurven
werden in
Wie
in
Nun
Bezug nehmend auf
Wieder
Bezug nehmend auf
Sicherheitsgurtanordnung
Es
sollte gewürdigt werden, dass Sicherheitsgurtanordnung
Die Gaserzeugungsmittel-Bestandteile können von Lieferanten wie "Sigma Aldrich" und "Fisher" bereitgestellt werden. Die Additive können auch von wohlbekannten Lieferanten bezogen werden. Zum Beispiel können die Molekularsiebe von "Sigma Aldrich" bezogen werden. Weiterhin können die Molekularsiebe zum Beispiel in der Kategorisierung "3A", "4A", "5A" und "13X" in Perlen- oder Pulverform in 4-8- oder 8-12-Mesh bereitgestellt werden. "13X" ist insbesondere bevorzugt.The Gas generants ingredients may be from suppliers such as "Sigma Aldrich" and "Fisher". The additives can also be obtained from well-known suppliers. For example, the molecular sieves of "Sigma Aldrich" be obtained. Furthermore, the molecular sieves for Example in the categorization "3A", "4A", "5A" and "13X" in pearls or powdered in 4-8 or 8-12 mesh. "13X" is particularly preferred.
Es sollte weiterhin 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.It should be further understood that the preceding only a detailed description of various embodiments This invention is, and that numerous changes to the disclosed embodiments in accordance with the disclosure herein may be made without that deviates from the scope of the invention. The preceding one Description is therefore not intended to determine the scope to limit the invention. Instead, the scope is the invention only by means of the appended claims and their equivalents.
ZusammenfassungSummary
Die
vorliegende Erfindung schließt einen Gaserzeuger
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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