JPH11502497A - 熱安定性ガス発生組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本質的にニトログアニジンと相安定化硝酸アンモニウムの混合物からなるガス発生組成物が提供される。任意的には、エラストマー結合剤も含有される。硝酸アンモニウムが重量で約７％〜約２０％のカリウム塩で相安定化されているときには、混合物は典型的な自動車操作温度にわたって構造的および体積的に安定であり、かつ１００℃を超す融解温度を有する。混合物は点火された時に大容量の窒素と二酸化炭素を発生し固体または有毒ガスの生成を最小にし、そして自動車のエアバッグのための膨張媒体として特に有効である。

Description

【発明の詳細な説明】 熱安定性ガス発生組成物 本発明は大容量のガスを発生させるための化学組成物に関する。より詳しくは 、ニトログアニジン、硝酸アンモニウム、硝酸カリウムおよびエラストマー結合 剤の混合物が点火され、そしてガス状の燃焼生成物が自動車のエアバッグを膨ら ませるのに使用される。 エアバッグは、受動的な自動車制止システムの構成部品として、乗用車のかじ 取り柱（ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｃｏｌｕｍｎ）と助手席側ダッシュボードに取り付 けられる。エアバッグは衝突で膨張し、そして搭乗者を抑え込むことによって傷 害を最小にする。 代表的には、自動車に搭載されたセンサーが衝突を検知し、そして薬品混合物 （ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｉｘｔｕｒｅ）を点火する電気信号を送り、薬品混合物 は爆燃（ｄｅｆｌａｇｒａｔｉｏｎ）中に大量のガスを発生する。このガスはエ アバッグを展開するのに使用される。 プール（Ｐｏｏｌｅ）等への米国特許第３，７９７，８５４号に開示されてい るように、一つの普遍的な薬品混合物はアジドたとえばナトリウムアジドと、無 機酸化剤たとえば過塩素酸カリウムを含有している。 ナトリウムアジドは安全に取り扱うのが難しく、そして有毒である。エアバッ グの組み立てを制御された環境で行わなければならず、そして未展開のエアバッ グシリンダーの廃棄が難しい。 エアバッグを膨張させるためにアジド／無機酸化剤の組成物に代わるものに対 する探究は、理想的な薬品混合物についての５つの目標を同定するに至った。 （１）薬品混合物は一酸化炭素（ＣＯ）や窒素酸化物（ＮＯ_x）のような有害 ガスの最小発生をもって大容量の良性ガスを発生させるべきである。アジド系組 成物の問題の一つは低いガス排出量、代表的には、混合物１００ｇ当たり１．５ モル未満のガスである。アジド代替物は、代表的には排気物にＣＯ₂とＨ₂Ｏを追 加することによって、ガス排出量の有意な増加を提供できる。同時に発生する ＣＯ及びＮＯ_xは、推進薬（ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ）組成物の適切な選択と適切 な燃焼によって制限される。 （２）薬品混合物は１００℃を越す温度で熱安定性でなければならない。自動 車は多年の間使用される状態にあろうし、そして温度極値にさらされる。ガス発 生組成物は約−４０℃〜約１００℃の範囲の作業温度を有していなければならな い。１００℃の温度に熱せられたときも化学配合物は有意な正味重量損失を示す べきでなく且つ何らの物理的変化の兆候を示すべきでない。 （３）固体の生成は有害である。固体はエアバッグの膨張を助けないし、ガス 流から濾過されなければならない。 （４）薬品混合物の火炎温度または燃料温度はできるだけ低くあるべきである 。より低い温度では、より多くの二酸化炭素の生成により減少したレベルのＣＯ が発生される。より有利な平衡および反応速度の考慮からして、より低いレベル のＮＯ_xが発生される。 （５）薬品混合物はデトネーティング（ｄｅｔｏｎａｔｉｎｇ）とは反対に爆 燃性であるべきである。点火で、混合物は爆発ではなく急速に燃焼するべきであ る。 アジド／無機酸化剤のガス発生混合物に代わる一代替物は、プールの米国特許 第５，０３５，７５７号に開示されているような５‐アミノテトラゾールと硝酸 ストロンチウムおよびその他添加剤との混合物である。これら組成物は代表的に は、アジド系のガス発生組成物よりも大きいガス排出量を有し、そして良好な熱 安定性を示す。しかしながら、火炎温度は２５００Ｋを越し、結果として過度に 高いレベルのＣＯおよびＮＯ_xを生じる。さらに、毒性問題はアジド推進薬に比 べればかなり減少されているけれども、ガス排出レベルは排気組成物中の高レベ ルの固体によって制限される。 １９９５年９月２８日に刊行された「ガス発生推進薬（Ｇａｓ Ｇｅｎｅｒａ ｔｉｎｇ Ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ）」と題するＰＣＴ国際公報ＷＯ９５／２５７ ０９に開示されているように、ガス発生配合物の一範疇はグアニジン塩を含有す る。本質的に（重量で）５５％〜７５％の硝酸グアニジン、２５％〜４５％の、 過塩素酸カリウムおよび過塩素酸アンモニウムからなる群から選ば れた酸化剤、０．５％〜５％のフロー向上剤、および５％までの結合剤からなる 混合物を点火することによって、ガスが発生する。 ＰＣＴ公報ＷＯ９５／２５７０９に開示されている混合物は増強エアバッグシ ステムに使用される。増強システムにおいては、推進薬の主な用途はバッグ膨張 用主要ガス源である加圧ガスを加熱することである。推進薬によって生成される ガスの量は、エアバッグを膨張させるのに必要なガス全体の中の小さな部分であ る。 噴出可能な非アジド系推進薬はカートライト（Ｃａｒｔｗｒｉｇｈｔ）への米 国特許第５，１２５，６８４号に開示されている。この推進薬は約４５〜８０重 量％の酸化剤塩; 有効量のセルロース系結合剤; および約１０〜３６重量％の少 なくとも１種のエネルギー成分を含有している。 ニトロセルロース結合剤は自動車環境で経験する高温においてその化学安定性 が劣るので、自動車のエアバッグに応用することを意図した推進薬のためには特 に好ましくない。加えて、ニトロセルロースのニトロ基（ＮＯ₂＊）は燃焼中に 高レベルのＮＯ_xの生成に寄与する。 硝酸アンモニウム（ＡＮ）系推進薬はエアバッグ膨張のための目標の多くを満 足させる能力を与える。多数のＡＮ系推進薬および爆薬が知られている。 インペリアル ケミカルズ インダストリーズ社（Ｉｍｐｅｒｉａｌ Ｃｈｅ ｍｉｃａｌｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ）により１９５２年１０ 月に刊行されたドイツ特許第８５１，９１９号には、硝酸アンモニウムと硝酸ナ トリウムと硝酸グアニジンとニトログアニジンを含有するガス発生配合物が開示 されている。 ボーレック ジュニア（Ｖｏｒｅｃｋ，Ｊｒ．）によって米国特許第４，４２ １，５７８号には、硝酸アンモニウム、硝酸カリウム、ニトログアニジンおよび 二硝酸エチレンジアミンを含有する爆発性混合物が開示されている。この組成物 はＴＮＴ（２，４，６‐トリニトロトルエン）に代わることを意図して爆薬用に 開発された。硝酸アンモニウム、二硝酸エチレンジアミンおよび硝酸グアニジン が開示された割合で混合されたときに生成された共融混合物は１００℃未満の融 点を有する。かかる低融点の推進薬混合物は、１０７℃を越す温度安定性がしば しば要求される自動車のエアバッグ膨張剤のような用途には適しない。 硝酸アンモニウムおよび相安定化硝酸アンモニウム（ＰＳＡＮ）はどちらも、 １０７℃の温度で長期間熱安定性である。しかしながら、ＡＮおよびＰＳＡＮは ポリマー結合剤から高エネルギー燃料そして共通燃焼速度触媒（ｃｏｍｍｏｎ ｂｕｒｎ ｒａｔｅ ｃａｔａｌｙｓｔ）にまで及ぶ広く多様な材料との混合物 は、重量損失および／または融解によって測定したとき許容できる熱安定性を示 さない。表１はこの現象を説明している。 純粋硝酸アンモニウムの使用による問題は、この化合物が自動車エアバッグ膨 張剤（ｉｎｆｌａｃｔｏｒ）の典型的操作範囲にわたって一連の構造的相変態を 受けることである。純粋ＡＮでは、構造的相転移は−１８℃、３２．３℃、８４ ． ２℃および１２５．２℃で観察される。３２．３℃における相転移は３．７容量 ％のオーダーの大きな体積変化を伴うので温度サイクル中には特に問題となる。 一般に、如何なる体積変化も有害であり、体積変化を可能なかぎり制限すること が望まれる。 硝酸カリウムや過塩素酸カリウムのようなカリウム塩を含有することによる硝 酸アンモニウムの相安定化は知られている。１５重量％の硝酸カリウムを含有す るＰＳＡＮは純粋ＡＮに関連した問題の相変化および体積変化をうまく回避する であろう。 従って、大容量の良性ガスを発生し、１００℃を越す温度で熱安定性であり、 低容量の固体を生成し、低い火炎温度を有し、かつ爆発性でない、自動車のエア バッグを膨張させるのに有効な、無アジドの化学組成物に対する要求は依然とし て存在する。 従って、本発明の目的は自動車のエアバッグを膨張させる容量のガスを発生す る薬品混合物を提供することである。本発明の他の目的は、薬品混合物がアジド を含有しないこと、発生されたガスが最小量の固体および有害ガスを有すること 、および推進薬が自動車のエアバッグに要求される温度範囲を通して物理的かつ 化学的に安定であることを包含する。 本発明の一つの特有の特徴は、薬品混合物が１００℃を起す温度で熱分解に耐 えることである。多くの化合物は硝酸アンモニウムとの混合物が１００℃を起こ す温度で安定でなく、そしてこれら混合物は自動車のエアバッグに使用するには 適しない。本発明の別の特徴は、薬品混合物がニトログエニジンと硝酸アンモニ ウムをＣＯやＮＯ_xのような有害ガスの発生を最小にする化学量論比で含有する ことである。本発明のさらに別の特徴は相安定化硝酸アンモニウムとエラストマ ー結合剤の組合せが組成物の柔軟性を増加して熱サイクル中の推進薬の物理的崩 壊を防止することである。圧縮した推進薬の物理的崩壊は容積変化、破断、破断 抵抗の低下、燃焼速度の増加およびそれらの組合せによって顕在化する。 本発明の特徴はニトログアニジンと硝酸アンモニウムの、発火時にデトネーシ ョンではなく爆燃を生じるのに有効な比率での混合物を含有することである。本 発明の別の特徴は、相安定化硝酸アンモニウムを使用して熱サイクル時の推進薬 の物理的破壊を防止したことである。一態様においては、硝酸カリウムを添加し て１１０℃までの熱安定性を付与している。さらに、本発明の特徴は火炎温度が ２４５０Ｋ未満であることである。 本発明の利点は、ニトログアニジンと硝酸アンモニウムと硝酸カリウムの、特 定比率での混合物を使用することによって、非爆発性の薬品混合物が点火で大容 量の良性ガスを発生することである。火炎温度は２４５０Ｋ未満であり、ＣＯお よびＮＯ_xのような有害ガスの発生を最小にする。 本発明の一態様によれば、本質的に、重量で約３５％〜約５５％のニトログア ニジンと重量で約４５％〜約６５％の相安定化硝酸アンモニウムからなるガス発 生組成物が提供される。この組成物は１００℃を越す融解温度を有し、かつ点火 された時に爆燃する。 本発明の別の態様によれば、本質的に、重量で約５％〜約４０％のニトログア ニジンと、組成物の柔軟性を増加させるのに有効な量から重量で約１０％までの エラストマー結合剤と、重量で約６０％〜約８５％の相安定化硝酸アンモニウム からなるガス発生組成物が提供される。この組成物は１００℃を越す融解温度を 有し、かつ点火された時に爆燃する。 上記目的、特徴および利点は以下の仕様および描写によって更に明らかになる であろう。 相安定化硝酸アンモニウムとニトログアニジンの組合せは、点火されたときに ＣＯやＮＯ_xのような有害成分の含量が低いガスを高レベルで発生させる一連の 化学組成物を生じる。ガスは低レベルの残留固体と、自動車のエアバッグユニッ トの膨張剤としての用途に適する弾道学（ｂａｌｌｉｓｔｉｃｓ）とを特徴とし ている。 これら化学組成物の予想外の利点は熱安定性である。１００℃を越す温度で化 学組成物を老化しても、有意な重量損失または弾道特性変化を起こさない。硝酸 アンモニウム‐ニトログアニジンの組合せにおけるこの熱安定性は、高温におい て硝酸アンモニウムと他の物質との間に観察された典型的に高い反応性からして 、予想されてはいなかった。 これら組成物のもう一つの予想外の利点は熱サイクル中の向上した安定性であ る。これら組成物の−３０℃と＋８０℃の間の熱サイクルは物理的サイズおよび 弾道性能に非常に小さな変化しかもたらさない。 硝酸アンモニウム系推進薬はそれらの燃焼から高いガス排出量と低レベルの残 留固体が生じるので自動車のエアバッグ膨張剤には特に有効である。相安定化硝 酸アンモニウムによって生成される唯一の固体は相安定化を達成するのに使用さ れた添加剤から誘導される。 本発明の化学組成物は、ニトログアニジン（ＣＨ₄Ｎ₄Ｏ₂）、大きくマイナス の酸素バランス（−３０．７％）を有する高エネルギー燃料、を含有している。 ニトログアニジンは、衝撃（＞１８０ｋｇ／ｃｍ）、摩擦（＞３６０Ｎ）および 静電放電（＞３Ｊ）に対して比較的感受性でない薬品混合物を生成するような化 学量論比で相安定化硝酸アンモニウムと組み合わせることができる。 酸化剤対燃料の化学量論比は排出ガス中の遊離水素のレベルを０〜約３容量％ にするように調節される。より好ましくは、遊離水素のレベルは０〜約０．５容 量％である。酸化剤対燃料の化学量論比は、排出ガス中の遊離酸素のレベルを０ 〜約４容量％にするようにも調節される。より好ましくは、遊離酸素のレベルは ０〜約０．５容量％である。 硝酸カリウム、過塩素酸カリウム、重クロム酸カリウム、シュウ酸カリウムお よびそれらの混合物のようなカリウム塩は好ましい相安定剤であり、硝酸カリウ ムが最も好ましい。硝酸アンモニウムを相安定化するのに有効であるその他の化 合物および改質剤も適する。安定剤は、純粋硝酸アンモニウムに固有である相IV ←→相III の構造的相転移に関連した体積的および構造的変化を最小にするのに 有効な量で存在している。 好ましい相安定化硝酸アンモニウムは重量で約５％〜約２５％の硝酸カリウム 、より好ましくは、重量で約１０％〜約１５％の硝酸カリウムを含有する。 薬品混合物の必要な化学安定性、流出特徴および弾道性質を維持するためには 、ニトログアニジン対ＰＳＡＮの比は、結合剤を実質的に含有しない場合には、 約１：１から約１：２まで、より好ましくは、約１：１．１から約１：１．５ま でである。 本発明のガス発生組成物は一般には、本質的に、重量で、約３５％〜約５５％ のニトログアニジンと約４５％〜約６５％の相安定化硝酸アンモニウムからなる 。フロー向上剤または成形促進剤のような添加剤は、組成物の爆燃特性を落とさ ない限りにおいて、存在してもよい。 好ましい態様においては、ガス発生組成物は本質的に、重量で、約４０％〜約 ４６％のニトログアニジンと約５４％〜約６０％の相安定化硝酸アンモニウムか らなる。 一つの最も好ましい態様においては、組成物は本質的に、重量で、約４３％〜 約４４％のニトログアニジンと約５６％〜約５７％の相安定化硝酸アンモニウム からなる。 第二の最も好ましい態様においては、組成物は本質的に、重量で、約４２％〜 約４４％のニトログアニジンと約５６％〜約５８％の相安定化硝酸アンモニウム からなる。 −３０℃と８０℃の間におけるような繰り返される熱サイクルは、圧縮した結 合剤無し推進薬の物理的崩壊を典型的に引き起こす。この物理的崩壊は不可逆的 な容積増加の形をとり、それは推進剤の表面積を増加させ且つピルの機械的強度 を減少させ、それらはどちらも弾道性能の変化に寄与する。この物理的崩壊は弾 性を増加させる結合剤を含有することによって及び水への暴露を最小にすること によって抑制されるであろう。 結合剤は推進薬組成物の弾性を増加させるのに有効な量から約１０重量％まで の量で存在する。より好ましくは、推進薬は重量で約０．５％〜約６％の結合剤 を含有する。より少ない量の結合剤は必要な弾性を付与しない。過剰量の結合剤 は燃焼中に発生するＣＯの量を増加させ、一般には、弾道性能にマイナスの影響 を有する。 結合剤は一般に、エラストマー結合剤として分類され、そして好ましくは、ポ リウレタン、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリスクシネート、熱可塑性ゴ ムおよびそれらの混合物からなる群から選ばれる。最も好ましい結合剤はヘキサ ンジオール／アジペート／ＩＰＤＩに基づいたポリウレタンである。結合剤を基 材とした推進薬の例および関連性質は後で表２に示す。 結合剤が存在する場合には、炭化水素を基本にした結合剤は完全燃焼のために 増加した量の酸化剤を必要とするので、硝酸アンモニウム対ニトログアニジンの 比が変わる。結合剤が存在する場合、ガス発生組成物は、重量で約５％〜約４０ ％のニトログアニジンと、重量で約６０％〜約８５％の相安定化硝酸アンモニウ ムを含有する。好ましくは、ニトログアニジンは重量で約１０％〜約３０％の量 で存在し、そして硝酸アンモニウムは重量で約７０％〜約８０％の量で存在する 。 ヒドロキシ末端ポリブタジエンまたはジオクチルアジペートのような可塑剤、 およびアミン‐シラン（すなわち、アルキルアミノシラン）、オルガノチタネー トまたはオルガノジルコネートのような表面改質剤は、単独または組合せで、両 者とも、重量で約０．１％〜約３％の量で、存在してもよい。好ましくは、両者 とも、重量で約０．２５％〜約１．０％の量で存在する。 可塑剤の作用はガラス転移温度の変更を通して結合剤レオロジーを向上させる ことである。表面改質剤の作用は結合剤と推進薬固体の間の結合を改良すること である。 所定の化学組成の相安定化硝酸アンモニウム／ニトログアニジン粉末の混合物 は粉砕され、混合され、そして標準圧縮成形技術を使用して圧縮成形されて所定 サイズのタブレットにされてもよい。代表的には、燃焼速度の測定に先立って、 粉末は直径約１２．７ｍｍ（０．５インチ）、長さ約１２．７ｍｍおよび質量約 ３ｇを有するペレットにプレスされる。ペレットはペレット側面に沿った燃焼を 防止するためエポキシ／二酸化チタン混合物のような火炎抑制剤（ｆｌａｍｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ）で被覆される。 本発明の化学組成物の利点は次の実施例から更に明らかになるであろう。 実施例 実施例１ 相安定化硝酸アンモニウム中の１０％硝酸カリウム（１０％ＫＮ−ＰＳＡＮ） は、水溶液から硝酸アンモニウムを１０重量％の硝酸カリウムと共に共沈するこ とによって製造された。乾燥後、固体をボールミルで処理して粒子サイズを低下 させて細かい粒状材料を生成した。 １６．４０ｇのニトログアニジンと２３．６０ｇの１０％ＫＮ−ＰＳＡＮの混 合物は粉末をボールミルで処理して混合し粒子サイズを低下させることによって 製造された。ペレットは粉末を圧縮成形して約１２．７ｍｍ（０．５インチ）直 径×１２．７ｍｍ長さで質量３ｇの粒子にすることによって形成された。ペレッ トは約２９６ＭＰａ（４３，０００ｐｓｉ）で圧縮成形され、それからエチレン ／二酸化チタン火炎抑制材で被覆された。 混合物の理論的燃焼温度は２４０９℃である。ペレットの燃焼速度を測定した ところ、０．４７の圧力指数（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｅｘｐｏｎｅｎｔ）をもって ６．９ＭＰａ（１０００ｐｓｉ）で８．６ｍｍ（０．３４インチ）／秒であって 。燃焼によって生成された主要ガスは容量で５３％の水、３７％の窒素、９％の 二酸化炭素および０．３％の酸素であった。燃焼によって生成された主な固体生 成物は炭酸カリウムであった。 １０７℃でのペレットのクローズドボンベ老化（ｃｌｏｓｅｄ ｂｏｍｂ ａ ｇｉｎｇ）は４００時間老化後に０．２１重量％の平均重量損失を生じた。この 材料に対する落錘試験（ｄｒｏｐ ｗｅｉｇｈｔ ｔｅｓｔ）は、１８０ｋｇ・ ｃｍを越す衝撃感度を示した。 実施例２ ニトログアニジンと１５％ＫＮ−ＰＳＡＮの混合物を実施例１の方法に従って 製造し、そしてペレットを圧縮成形によって形成した。この混合物の重量による 組成は４２．３％のニトログアニジンと５７．７％のＰＳＡＮであった。 この混合物の理論的燃焼温度は２３９９℃である。燃焼によって生成された主 要ガスは容量で５２％の水、３３％の窒素、９％の二酸化炭素および０．２％の 酸素であった。燃焼によって生成された主な固体生成物は炭酸カリウムであった 。 これらペレットの直線燃焼速度は６．９ＭＰａ（１０００ｐｓｉ）で測定した ところ、８．１ｍｍ（０．３２インチ）／秒であった。示差走査熱量（ＤＳＣ） 測定は０℃〜１１５℃の温度範囲にわたって硝酸アンモニウムの相転移の吸熱特 性を示さなかった; 硝酸アンモニウム中への硝酸カリウムの導入がＰＳＡＮを生 成することを確認した。硝酸アンモニウム相III からIIへ、そして相IIからI へ の構造的相転移に相当にする吸熱はそれぞれ、約１２０℃および１３０℃で起こ った。ＡＮ融解の開始は約１６５℃で起こり、そして発熱の開始は約２４５℃で あった。 実施例３ 重量で１３．７％の過塩素酸カリウム（ＫＰ）と８６．３％の硝酸アンモニウ ムからなるＰＳＡＮは、水溶液から塩を共沈した後で乾燥することによって製造 した。それから、固体をボールミルで処理して粒子サイズを低下させた。 重量で４３．６％のニトログアニジンと５６．４％のＫＰ−ＰＳＡＮの混合物 はボールミルを使用してドライブレンドすることによって製造され、それから圧 縮成形によってペレットが形成された。 ６．９ＭＰａ（１０００ｐｓｉ）での燃焼速度測定は８．６ｍｍ（０．３４イ ンチ）／秒の燃焼速度および６．９の圧力指数０．４７を示した。燃焼温度は理 論的に２５７１°Ｋである。燃焼によって生成された主要ガスは（容量で）５２ ％の水、３７％の窒素、１１％の二酸化炭素および０．１％の水素を含有してい る。燃焼によって生成された固体生成物は塩化カリウムである。１００℃におけ る推進剤ペレットの重量損失測定は、４００時間後に０．１％の重量損失および １０００時間後に０．２％の重量損失を示した。 実施例４ ４１．８％のニトログアニジンと５８．２％の１０％ＫＮ−ＰＳＡＮの１．５ ｋｇのバッチは６２７ｇのニトログアニジンと８７３ｇの１０％ＫＮ−ＰＳＡＮ ミックス（実施例１に従って製造）をボールミル処理することによって製造され た。乾燥後、混合物を粒状化して混合および材料フローを改良した。ペレットは 高速タブレット化プレス機で圧縮成形され、そして許容できる品質のペレットを 形成していた。 この混合物の理論燃焼温度は２４２３℃である。燃焼によって生成された主要 ガスは容量で５２％の水、３７％の窒素、１１％の二酸化炭素および０．１％の 水素であった。燃焼によって生成された主な固体は炭酸カリウムであった。 高速タブレット化プレス機で形成されたペレットはガス発生装置で試験され、 そしてエアバッグを満足に膨張させることがわかった。 米国運輸省手続き（Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏ ｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅs）に従って上記ペレ ット（４．７８ｍｍ直径、２．０３ｍｍ厚さ）に対して行ったキャップ感度試 験（ｃａｐ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｔｅｓｔ）は、Ｎｏ．８工業雷管（ｂｌ ａｓｔｉｎｇ ｃａｐ）による点火に対して負の感度を示した。 実施例５ 重量％で表２に特定された組成を有する推進薬混合物をペレットにした。ペレ ット形成プロセスの代表は次の通りである: Ａ．２０．０％のニトログアニジン、７５．０％の１５％ＫＮ−ＰＳＡＮおよ び５．０％のポリカーボネート結合剤の組成を有する推進薬混合物を製造し、そ してプレスしてペレットにするには、次のようにした。 ２００．０ｇのニトログアニジンと７５０．０ｇのＰＳＡＮの混合物をボール ミルを使用してドライブレンドすることによって製造した。このドライブレンド に、塩化メチレン中に溶解した５０．０ｇのポリカーボネートを加えた。得られ たスラリを２５０ｇバッチでベーカー‐パーキンス パイント ミキサー（Ｂａ ｋｅｒ‐Ｐｅｒｋｉｎｓ ｐｉｎｔ ｍｉｘｅｒ）で混合し、それから減圧下で 溶剤を除去した。それから、４つの、２５０ｇバッチを再び合わせ、そして高速 タブレット化プレス機で圧縮成形によってペレットを製造した。 Ｂ．１０．５％のニトログアニジン、８３．５％の１５％ＫＮ−ＰＳＡＮおよ び４．０％のＲ４５Ｍ−ＩＰＤＩの組成を有する推進薬混合物は次のように製造 した: ５．２５ｇのニトログアニジンと４１．７５ｇのＰＳＡＮの混合物をボー ルミルでドライブレンドすることによって製造し、このドライブレンドに、５０ ｍＬの塩化メチレン中の３．７１ｇのＲ４５Ｍおよび０．２９ｇのＩＰＤＩの溶 液を加えた。 得られたスラリを混合し、そして加熱により溶剤を蒸発させた。得られた粉末 を６０℃、１２時間で部分硬化させ、それから２６．６９ｋＮ（６０００ １ｂ −ｆ）でプレスしてピルにした。それから、この部分硬化ピルを６０℃で３時間 で完全に硬化させた。 ペレットの密度を測定し、それからペレットを熱循環させた。−３０℃と＋８ ０℃の間を１００回循環させた後に、再び、密度を測定した。密度変化（Δ密度 ）は表２に記録されている。 本発明に従って上記の目的、特徴および利益を完全に満足させるガス発生性薬 品混合物が提供されたことは明らかである。本発明はその具体的態様と組み合わ せて記述したが、当業者には上記記述に照らして多数の代替、変更および変形が 明らかになるであろうことは明白である。従って、かかる代替、変更および変形 はいずれも、添付された請求の範囲の思想および広い範囲の中に包含されるもの である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ５８２，０７９ (32)優先日 1996年２月８日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＵＡ(ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，Ｒ Ｕ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，Ｂ Ｇ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｋ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ホーランド，ゲイリー エフ. アメリカ合衆国 98290 ワシントン州 スノホミッシュ，フィフティーナインス アベニュー エス．イー．20118 (72)発明者 ウルフ，ニコラス エイ. アメリカ合衆国 98058 ワシントン州 レントン，エス．イー．レントン−メイプ ル バレイ ロード 17410，ナンバー 77 (72)発明者 ウィルソン，マイケル エイ. アメリカ合衆国 98012 ワシントン州 ボーセル，トウェンティーセブンス ドラ イブ エス．イー．19212

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．本質的に、 重量で約３５％〜約５５％のニトログアニジン; および 重量で約４５％〜約６５％の相安定化硝酸アンモニウム からなる、１００℃を超す融点を有し且つ点火された時に爆燃できるガス発生組 成物。 ２．前記相安定化硝酸アンモニウムが硝酸アンモニウムと安定剤の混合物であ り、前記安定剤は純粋硝酸アンモニウムでは約３２℃で観察される相変化に関連 する体積及び構造の変化を最小にするのに有効な量で存在する、ことを特徴とす る、請求の範囲１のガス発生組成物。 ３．前記安定剤が前記相安定化硝酸アンモニウムの約５％〜約２５％（重量で ）に相当することを特徴とする、請求の範囲２のガス発生組成物。 ４．前記安定剤が、硝酸カリウム、過塩素酸カリウム、重クロム酸カリウム、 シュウ酸カリウムおよびそれらの混合物からなる群から選ばれたカリウム含有塩 であることを特徴とする、請求の範囲３のガス発生組成物。 ５．ニトログアニジン／相安定化硝酸アンモニウムの比が重量で約１／１〜約 １／２であることを特徴とする、請求の範囲４のガス発生組成物。 ６．本質的に、約４０％〜約４６％のニトログアニジンと約５４％〜約６０％ の相安定化硝酸アンモニウムからなる、請求の範囲４のガス発生組成物。 ７．前記安定剤が過塩素酸カリウムであることを特徴とする、請求の範囲６の ガス発生組成物。 ８．前記安定剤が硝酸カリウムであることを特徴とする、請求の範囲１〜５の いずれか一項のガス発生組成物。 ９．本質的に、 重量で約５％〜約４０％のニトログアニジン; 組成物の弾性を増加させるのに有効な量から重量で約１０％までのエラストマ ー結合剤; および 重量で約６０％〜約８５％の相安定化硝酸アンモニウム からなる、１００℃を超す融点を有し且つ点火された時に爆燃できるガス発生組 成物。 １０．前記相安定化硝酸アンモニウムが硝酸アンモニウムと安定剤の混合物で あり、前記安定剤は純粋硝酸アンモニウムでは約３２℃で観察される相変化に関 連する体積及び構造の変化を最小にするのに有効な量で存在する、ことを特徴と する、請求の範囲９のガス発生組成物。 １１．前記結合剤が、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリ スクシネート、熱可塑性ゴムおよびそれらの混合物からなる群から選ばれること を特徴とする、請求の範囲１０のガス発生組成物。 １２．前記結合剤が約０．５％〜約６％の量で存在することを特徴とする、請 求の範囲１１のガス発生組成物。 １３．前記組成物がさらに、重量で約０．１０％〜約３％の可塑剤を含んでい ることを特徴とする、請求の範囲９〜１２のいずれか一項のガス発生組成物。 １４．前記可塑剤がジオクチルアジペートおよびヒドロキシ末端ポリブタジエ ンからなる群から選ばれることを特徴とする、請求の範囲１３のガス発生組成物 。 １５．前記組成物がさらに、重量で約０．１０％〜約３％の表面改質剤を含ん でいることを特徴とする、請求の範囲９〜１４のいずれか一項のガス発生組成物 。 １６．前記表面改質剤が、オルガノチタネート、オルガノジルコネートおよび アミノ−シランからなる群から選ばれることを特徴とする、請求の範囲１５のガ ス発生組成物。 １７．前記ニトログアニジンが重量で約１０％〜約３０％の量で存在すること を特徴とする、請求の範囲９〜１６のいずれか一項のガス発生組成物。 １８．前記相安定化硝酸アンモニウムが重量で約７０％〜約８０％の量で存在 することを特徴とする、請求の範囲９〜１７のいずれか一項のガス発生組成物。