JP2002362992A - 着火薬組成物、及びその着火薬組成物を用いた点火具 - Google Patents
着火薬組成物、及びその着火薬組成物を用いた点火具Info
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Abstract
下しない鉛成分を含有しない着火薬組成物およびそれを
用いた点火具を提供すること。 【解決手段】 鉛成分を実質的に含有しない主剤、燃焼
助燃剤及び添加物を含有する着火薬組成物であって、該
主剤成分として5−ニトロアミノテトラゾール及び5−
ニトロアミノテトラゾールの金属塩よりなる群から選ば
れる1種または2種以上を含有することを特徴とする着
火薬組成物。
Description
られる着火薬組成物およびそれを用いた点火具に関し、
特に自動車用エアバッグ装置やシートベルトプリテンシ
ョナーに用いられるガス発生器に好適な点火具及びそれ
に用いられる点火薬組成物に関する。
トベルトプリテンショナーに用いられるガス発生器に取
付けられる点火具は、電気通電式のものが採用されてい
る。この種の点火具は電橋線で電気エネルギーを熱エネ
ルギーに変え、電橋線近傍の発火性の組成物からなる着
火薬で形成された点火玉を発火させ、その火炎によっ
て、伝火剤、ガス発生剤を燃焼させている。この電気通
電式点火具に用いられる点火玉などには高感度で発火す
るトリニトロレゾルシン鉛のような鉛成分を含む着火薬
が使用されている。近年、自動車産業界では、環境上及
び製造上の安全性向上のために、鉛又は鉛成分を使用し
ない部品が要望されている。このため、点火玉などに用
いられる着火薬にも鉛を含有しないものが望まれてい
る。
有しない着火薬組成物成分からなる点火玉などの着火薬
を用いた点火具の場合、決められた電流を通電した時、
点火玉が決められた時間より発火が遅れ、最悪の場合不
発火となるなど、伝火剤を確実に着火させる点火能力が
低下するという問題がある。このため、この種の点火具
を自動車のエアバッグ装置やシートベルトプリテンショ
ナーのガス発生器に用いた場合、膨張、展開が遅れるお
それがあった。本発明は、点火時間の遅れ及び点火能力
の低下しない鉛成分を含有しない着火薬組成物およびそ
れを用いた点火具を提供することを目的とする。
課題を解決すべく鋭意検討した結果、5−ニトロアミノ
テトラゾール及び5−ニトロアミノテトラゾールの金属
塩よりなる群から選ばれる1種または2種以上を主剤成
分として用いることを見出し、本発明を完成するに至っ
たものである。
含有しない主剤、燃焼助燃剤及び添加物を含有する着火
薬組成物であって、該主剤成分として5−ニトロアミノ
テトラゾール及び5−ニトロアミノテトラゾールの金属
塩よりなる群から選ばれる1種または2種以上を含有す
ることを特徴とする着火薬組成物、(2)前記主剤成分
の平均粒子径が30μm以下であることを特徴とする
(1)に記載の着火薬組成物、(3)前記燃焼助燃剤成
分が金属粉末及びグラファイトよりなる群から選ばれる
1種又は2種以上を含有することを特徴とする(1)又
は(2)に記載の着火薬組成物、(4)前記金属粉末が
ジルコニウム、アルミニウム、マグネシウム、マグナリ
ウム、鉄、タングステン及びボロンよりなる群から選ば
れる1種又は2種以上を含有することを特徴とする
(3)に記載の着火薬組成物、(5)前記添加物がバイ
ンダーである(1)から(4)のいずれか一項に記載の
着火薬組成物、(6)主剤成分として5−ニトロアミノ
テトラゾールカリウム塩を48重量%〜97重量%、燃
焼助燃剤成分としてジルコニウムを1重量%〜50重量
%、バインダー成分を2重量%〜15重量%含有するこ
とを特徴とする着火薬組成物である、(7)主剤成分と
して5−ニトロアミノテトラゾールカリウム塩を50重
量%〜97重量%、燃焼助燃剤成分としてマグナリウム
を1重量%〜45重量%、バインダー成分を2重量%〜
15重量%含有することを特徴とする着火薬組成物、。
(8)主剤成分として5−ニトロアミノテトラゾールカ
リウム塩を50重量%〜97重量%、燃焼助燃剤成分と
してボロンを1重量%〜45重量%、バインダー成分を
2重量%〜15重量%含有することを特徴とする着火薬
組成物である。、
(8)のいずれか1項に記載の着火薬組成物を用いるこ
とを特徴とする点火具、(10)前記(1)〜(8)の
いずれか1項に記載の着火薬組成物を点火玉に用いるこ
とを特徴とする点火具である。
を実質的に含有しない主剤、燃焼助燃剤及び添加物を含
有し、主剤成分として5−ニトロアミノテトラゾール及
び5−ニトロアミノテトラゾールの金属塩よりなる群か
ら選ばれる1種または2種以上を含有するものである。
−ニトロアミノテトラゾールの金属塩としては、安定に
存在しうる金属塩であれば特に限定はなく、例えば、5
−ニトロアミノテトラゾール、5−ニトロアミノテトラ
ゾールカリウム塩、5−ニトロアミノテトラゾールナト
リウム塩、5−ニトロアミノテトラゾールストロンチウ
ム塩などが挙げられる。また、主剤成分の粒径は、点火
具の点火時間に影響を及ぼすことから50%平均粒子径
は30μm以下のものが好ましく、10μm以下がより
好ましい。また、主剤成分は、着火薬組成物中、通常3
0〜98重量%、好ましくは45〜97重量%用いる
が、もちろんこれに限定されるものではなく、採用する
燃焼助燃剤や添加物によって適宜変更することもでき
る。
焼する際に酸素を得て容易に燃焼し、炎と高熱を発生す
ることにより伝火薬などの被着火薬組成物への着火力の
向上させれるものであれば特に限定はないが、グラファ
イト及び金属粉末からなる群より選ばれる1主又は2種
以上が好ましく、用いられる金属粉末の具体例としては
ジルコニウム、アルミニウム、マグネシウム、マグナリ
ウム、鉄、タングステン、ボロンが挙げられる。燃焼助
燃剤は点火時間及び伝火薬への点火能力に影響を及ぼす
ことがら、このうち、ジルコニウム、マグナリウム、又
はボロンが好ましい。燃焼助燃剤は、着火薬組成物中、
通常0.5〜65重量%、好ましくは1〜50重量%用
いるが、もちろんこれに限定されるものではなく、採用
する主剤成分や添加物によって適宜変更することもでき
る。
ては、着火薬分野において用いられる添加物であれば、
特に限定なく用いることができるが、特にバインダーを
用いるのが好ましい。バインダーとしては、ニトロセル
ロース、カルボキシルメチルセルロース、バイトンゴ
ム、GAP(Glysidyl Azide Polymer)等が挙げられる
が、ニトロセルロースが好ましい。バインダーは、着火
薬組成物中、通常1〜20重量%、好ましくは2〜15
重量%用いるが、もちろんこれに限定されるものではな
く、採用する主剤成分や燃焼助燃剤によって適宜変更す
ることもできる。
せとしては、5−ニトロアミノテトラゾールカリウム
塩、ジルコニウム、バインダーを用いることが好まし
く、好ましい配合としては、5−ニトロアミノテトラゾ
ールカリウム塩が、48〜97重量%、好ましくは80
〜95重量%、ジルコニウムが1〜50重量%、好まし
くは5〜15重量%、バインダーが2〜15重量%、好
ましくは3〜10重量%である。
5−ニトロアミノテトラゾールカリウム塩、マグナリウ
ム、バインダーを用いることが好ましく、好ましい配合
としては、5−ニトロアミノテトラゾールカリウム塩
が、50〜97重量%、好ましくは80〜95重量%、
マグナリウムが1〜45重量%、好ましくは3〜15重
量%、バインダーが2〜15重量%、好ましくは3〜1
0重量%である。
5−ニトロアミノテトラゾールカリウム塩、ボロン、バ
インダーを用いることが好ましく、好ましい配合として
は、5−ニトロアミノテトラゾールカリウム塩が、50
〜97重量%、好ましくは80〜95重量%、ボロンが
1〜45重量%、好ましくは3〜15重量%、バインダ
ーが2〜15重量%、好ましくは3〜10重量%であ
る。
ような主剤、燃焼助燃剤及び添加物を混合することによ
り、得ることができる。本発明の着火薬組成物は以上の
とおりであり、点火玉を採用する点火具などに用いるこ
とができる。
造する場合は、例えば、まず着火薬組成物をスラリー状
にし、着火薬が所定の厚みになるように電橋線をこのス
ラリーに所定回数ディッピングし、乾燥、固化せしめる
て点火玉を構成し、これを伝火薬の入ったカップに嵌入
することにより点火具とすることができる。着火薬組成
物をスラリー状にするときは、溶剤を用いることが好ま
しく、溶剤としては、酢酸エチル、アセトン、酢酸イソ
アミル等が例示できる。また、その使用量は、ディッピ
ングに好適なスラリー状になるように適宜選択すればよ
いが、着火薬組成物100重量部に対して、通常50〜
150重量部、好ましくは80〜120重量部である。
設したガラスハーメチック型点火具においても、本発明
の着火薬組成物を使用することができ、この場合、ガラ
ス塞栓上の電橋線に、着火薬組成物のスラリーを塗り重
ねていくことにより、 点火玉を構成することができる。
また、実願平10−8167の図3に記載された点火具
などにも用いることが出来る
ついて、図面を参照しつつ説明する。図1に本発明に係
る点火具S の一実施形態例を示す。図1において、二点
鎖線は自動車のシートベルトプリテンショナーやエアバ
ッグ装置等を作動させるためのガス発生器に備えられる
ガス発生剤収納ケース(以下第1 カップ8という)を示
している。符号17は、前記第1 カップ8 の塞栓として機
能つつ、点火具S を前記第1 カップ内の所定の位置に支
持するホルダーを示している。符号10はガス発生剤P
を前記第1カップ8 の中に閉じ込め、点火具S から遮断
するセパレーターを示している。
8の内側に配置されて、エアバッグ装置等、好ましくは
自動車のシートベルトプリテンショナーに用いられる。
ガス発生剤を充填するための第1カップ8 は、大径の円
筒部8a、中径の円筒部8b、図示されない小径の円筒部と
を有し、底側から2段階に拡径する有底円筒形状をして
いる。前記大中小の円筒部の境界部分の内周側に段部9
が形成されている。
第2 カップ14と、前記第2 カップ14の開口部を閉塞
するための塞栓16と、一対の電極ピン22と、前記一対
の電極ピン22を通電させるための伝橋線5と、前記一
対の電極ピン22の通電により着火して前記伝火薬15
を発火させる点火玉1とを有する。前記ホルダー17には
第2 カップ用塞栓部16と反対側に開口するプラグ用の装
着穴19が形成されている。第2 カップ用塞栓部16の先端
部に溝状の係合部21, 第2カップ14の開口部には突起状
の係合20が設けられており、前記溝に突起が嵌め込まれ
ることにより、第2 カップ用塞栓部16の先端部及び第2
カップ14の開口部は互いに係合している。
ダー17と点火具S の第2 カップ用塞栓部分16は一体成形
され一つの塞栓体7を構成している。この塞栓体7の材
料としては、例えばポリブチレンテレフタレート、ポリ
エチレンテレフタレート、ナイロン6、ナイロン66、
ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシド等
に樹脂にガラス繊維等を含有させたものが挙げられる。
更に、前記塞栓体7は、各電極ピン22及び補強材2
6を一体的に備えている。前記塞栓体7は図示されてい
ないモールドを使用して射出成形されるが、モールド内
へ樹脂等の材料を射出するとき、予め各電極ピン22及
び補強材26をモールド内に挿入しておくことで塞栓体
7と各電極ピン22及び補強材26とが一体化する。
連続するリング状板体24とからなり、塞栓体7のホルダ
ー部17を覆おうようにしてホルダー部17から突出するフ
ランジを構成している。前記補強材26の材料としては、
ステンレス、SPCC (Steel Plate Cold Commercial)
等の金属材や、熱硬化性樹脂等からなる強化プラスッチ
ク等が挙げられる。前記リング状板体24は、各電極ピン
22と直交する方向に配置され、リング状板体24の内
周孔27を各電極ピン22が貫通している。
ウム等の金属材により点火具S を覆うようにカップ状に
形成されてホルダー7 上に配設されている。点火具S の
第2カップ14及び第2カップ用塞栓16の形状に沿うよう
に開口側に大径部10a と底側に小径部10b を有して前記
大径部10a と小径部10b との連結部に段部29を有してい
る。また、セパレーター10の外周面の一部、具体的に
は、開口側は第1カップ8 の中径の円筒部8bの内周面に
接するような直径、若しくは、それよりも僅かに小さい
直径に定められている。前記セパレーター10は、ガス発
生剤を充填する第1カップ8 の塞栓として機能し、前記
第1カップ8 内で点火具S とガス発生剤P とを遮断して
いる。更に、前記セパレーター10の開口端には前記第1
カップの大径の円筒部8aの内周面にまで突出するフラン
ジ部位13が形成されている。前記フランジ部位13が前記
第1カップ8 の開口側段部9 に当接することによって第
1カップ8 内でのセパレーター10の位置が定められる。
10のフランジ部位13を当接させ、前記フランジ部位13に
前記補強材26のリング状板体24をOリング28を介して当
接させる。その状態で、前記第1カップ8 の開口端部を
補強材26の円筒体25の他端上に折り曲げることによっ
て、セパレーター10のフランジ部位13と補強材26と第1
カップ8 とを一体となるようにかしめる。このとき、第
1カップ8 の段部9 およびセパレーター10のフランジ部
位13は、補強材26側に押しつけられ、Oリング28が変形
して相互間が密閉される。また、セパレーター10のガス
発生剤P 側には、スコア12が設けられている。前記ガス
発生器は、上記のような構造により、第1カップ8 内の
空間からリークされるリーク量を、1.9x10-3[Pa ・m3/s
ec] 以下としている。これは、耐環境性能に優れたガス
発生器である。
配置され、塞栓体7を貫通して塞栓体7の装着穴19か
ら第2カップ14内へ突出している。又、各電極ピン22
は、第2カップ用塞栓部16内で湾曲する形状となってい
る。これら各電極ピン22としては、ステンレス、鉄・
ニッケル合金等の導電性材で形成され、塞栓体7の樹脂
により電気的に絶縁されている。更に、第2カップ14内
において電橋線5が溶接等により各電極ピン22の先端
のスチール部6に溶着されている。
クロム線からなる電橋線5の表面を覆う着火薬層2、3
と、更に、この着火薬層2、3の表面を被覆層する被覆
層4とを有する。前記着火薬層2、3は、鉛成分を含ま
ない主剤、燃焼助燃剤及び添加物からなる組成物に溶剤
を加え、スラリー状にした着火薬を所定の厚みになるよ
うに所定回数ディッピングして、電橋線5の表面に塗布
し、乾燥、固化せしめることによって得られる。なお、
図1及び図2において着火薬層は2層用いたものを示し
ているが、1層のみでもよく、必要に応じて3層以上で
もよい。
酸イソアミル等が使用され、また使用し得るバインダー
としては、ニトロセルロース、カルボキシルメチルセル
ロース、バイトンゴム、GAP等が挙げられるが、ニト
ロセルロースの使用が好ましい。この着火薬層2、3が
乾燥、固化した後、その表面に酢酸ビニル系樹脂等を溶
剤を用いて塗布し、被覆層4を形成する。この被覆層4
は電橋線5表面からの着火薬層2、3の剥離を防止す
る。このように、上記着火薬組成物を点火玉1とするこ
とで、鉛成分を含む着火薬を用いた点火玉と同等の性能
を得ることができる。
ば、以下の手順にて製造される。塞栓体7の成形モール
ド内に予め各電極ピン22及び補強材26を所定の位置
に挿入しておく、そして、樹脂等の材料を成形モールド
に流し込む。各電極ピン22及び補強材26を一体的に
備えた塞栓体7を得る。続いて、塞栓体7の各電極ピン
22の先端のスチール部6間に電橋線5を溶着する。こ
の電橋線5の表面に前述した着火薬3 及び被覆材をそれ
ぞれディッピングによって被覆、乾燥、固化して着火薬
層2,3 及び被覆層4を形成し、点火玉1を造る。点火玉
1が形成された塞栓体7の第2 カップ用塞栓部16を伝火
薬15が収納sれた第2 カップ14に嵌め込み、点火具S
を形成する。
にシールリング28配置させ、塞栓体7の点火具S 側を
セパレータ10内に嵌めこむ。このとき、第2カップ14の
底がセパレータ10のスコア12部分に当接するまで嵌挿
し、セパレータ10のスコア12を閉鎖する。すると、セパ
レータ10の段部29に第2カップ用塞栓部16が当接した状
態となり、セパレータ10のフランジ13はリング状板体
24及びシールリング28に当接した状態となる。これ
で、セパレータ10が塞栓体7に組付けられる。
体7の点火具S 側を第1カップ8内に嵌め込み、セパレ
ータ10のフランジ13が第1カップ8の段部9に当接する
まで塞栓体7を嵌挿する。これで、セパレータ10と第1
カップ8とでガス発生剤P 燃焼室を画成する。また、セ
パレータ10のフランジ13は、第1カップ8の段部9とリ
ング状板体24との間に配置される状態となる。即ち、
第1カップの段部9、セパレータ10のフランジ13、及び
リング状板体24が相互間に当接するものとなる。
栓体7側に向けて折り曲げ、この折り曲げ部位30と段部
9とを補強材26の円筒体25に向けてカシメる。これ
で、段部9及びセパレータ10のフランジ13とがカシメ
力によってリング状板体24に押し付けられ、シールリ
ング28も変形されて、第1カップ8、セパレータ10及
びリング状板体24の相互間とで密封する。即ち、塞栓
体7は、リング状板体24により第1カップ8及びセパ
レータ10の相互間とで密封される。このとき、カシメに
よる力が、セパレータ10のフランジ13から塞栓体7 に
作用しても、補強材26のリング状板体24により、塞
栓体7が変形することが規制される。
22へ通電することで、電橋線5の発熱により着火薬層
2、3が順に着火し、これによって、伝火薬15を発火
させる。点火具Sの発火による火炎が第1カップ8内に
噴出され、この火炎によりガス発生剤Pを着火燃焼せし
め、多量のガスを発生させる。そして、多量のガスが、
シートベルトプリテンショナーやエアバッグに導入され
る。シートベルトプリテンショナーの場合は、その高圧
ガスによって作動し、シートベルトを締め付ける。
トベルトプリテンショナーに用いられるガス発生器に限
らず、他の自動車のエアバッグ装置に用いられるガス発
生器等、電気式の点火具が用いられる分野に使用するこ
とができる。また図1では塞栓が樹脂にて形成されたも
ので説明したが、ガラスにより塞栓を封止する点火具の
他、点火玉を採用できる点火具であれば、本発明の着火
薬組成物を採用して本発明の点火具となすことができ
る。
明する。 (実施例1)5−ニトロアミノテトラゾールカリウム塩
95質量部と、ジルコニウム5質量部、溶剤100質量
部に溶解されたニトロセルロース5質量部を混合し、本
発明の着火薬組成物を得た。この混合物を、電橋線表面
に塗布し、乾燥、固化し、着火薬層を形成し、この表面
に酢酸ビニル系樹脂(イーストマンケミカル社製)を塗
布して被覆層を形成して点火玉を作製し、伝火薬の入っ
たカップに塞栓を嵌入し点火具とした。
ルカリウム塩90質量部と、ジルコニウム10質量部、
溶剤100質量部に溶解されたニトロセルロース5質量
部を混合し、本発明の着火薬組成物を得た。この混合物
を、電橋線表面に塗布し、乾燥、固化し、着火薬層を形
成し、この表面に酢酸ビニル系樹脂(イーストマンケミ
カル社製)を塗布して被覆層を形成して点火玉を作製
し、伝火薬の入ったカップに塞栓を嵌入し点火具とし
た。
ルカリウム塩95質量部と、マグナリウム5質量部、溶
剤100質量部に溶解されたニトロセルロース5質量部
を混合し、本発明の着火薬組成物を得た。この混合物
を、電橋線表面に塗布し、乾燥、固化し、着火薬層を形
成し、この表面に酢酸ビニル系樹脂(イーストマンケミ
カル社製)を塗布して被覆層を形成して点火玉を作製
し、伝火薬の入ったコップに塞栓を嵌入し点火具とし
た。
ルカリウム塩95質量部と、ボロン5質量部、溶剤10
0質量部に溶解されたニトロセルロース5質量部を混合
し、本発明の着火薬組成物を得た。この混合物を、電橋
線表面に塗布し、乾燥、固化し、着火薬層を形成し、こ
の表面に酢酸ビニル系樹脂(イーストマンケミカル社
製)を塗布して被覆層を形成して点火玉を作製し、伝火
薬の入ったコップに塞栓を嵌入し点火具とした。
質量部と、過塩素酸カリウム50質量部、溶剤100質
量部に溶解されたバイトンゴム10質量部を混合した。
この混合物を電橋線表面に塗布し、乾燥、固化し、着火
薬層を形成し、この表面に酢酸ビニル系樹脂(イースト
マンケミカル社製)を塗布して被覆層を形成して点火玉
を作製し、伝火薬の入ったコップに塞栓を嵌入し点火具
とした。
をそれぞれ自動車用のシートベルトプリテンショナーに
用いられるガス発生器の点火器にセットし、0.8Aの
電流を通電し、通電後の点火に要する時間(着火時間)
を測定し、点火能力を比較した。その結果を表1に示
す。
は、従来の鉛成分(トリニトロレゾルシン鉛)を用いた
比較例1と同等の点火能力を示すことがわかった。
ゾールカリウム塩、燃焼助燃剤にジルコニウム、マグナ
リウム、ボロンを用いた着火薬組成物を使用することで
点火能力を維持しつつ、着火薬層中の鉛成分の含有量を
なくした点火玉とすることができる。また、このように
鉛成分を含まない点火玉を使用した自動車用のエアバッ
グ装置あるいはシートベルトプリテンショナーに用いる
点火具を提供することが可能となる。
断面を示す図である。
例を示す図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 鉛成分を実質的に含有しない主剤、燃焼
助燃剤及び添加物を含有する着火薬組成物であって、該
主剤成分として5−ニトロアミノテトラゾール及び5−
ニトロアミノテトラゾールの金属塩よりなる群から選ば
れる1種または2種以上を含有することを特徴とする着
火薬組成物。 - 【請求項2】 前記主剤成分の平均粒子径が30μm以
下であることを特徴とする請求項1に記載の着火薬組成
物。 - 【請求項3】 前記燃焼助燃剤成分が金属粉末及びグラ
ファイトよりなる群から選ばれる1種又は2種以上を含
有することを特徴とする請求項1又は2に記載の着火薬
組成物。 - 【請求項4】 前記金属粉末がジルコニウム、アルミニ
ウム、マグネシウム、マグナリウム、鉄、タングステン
及びボロンよりなる群から選ばれる1種又は2種以上を
含有することを特徴とする請求項3に記載の着火薬組成
物。 - 【請求項5】 前記添加物がバインダーである請求項1
から4のいずれか一項に記載の着火薬組成物。 - 【請求項6】 主剤成分として5−ニトロアミノテトラ
ゾールカリウム塩を48重量%〜97重量%、燃焼助燃
剤成分としてジルコニウムを1重量%〜50重量%、バ
インダー成分を2重量%〜15重量%含有することを特
徴とする着火薬組成物。 - 【請求項7】 主剤成分として5−ニトロアミノテトラ
ゾールカリウム塩を50重量%〜97重量%、燃焼助燃
剤成分としてマグナリウムを1重量%〜45重量%、バ
インダー成分を2重量%〜15重量%含有することを特
徴とする着火薬組成物。 - 【請求項8】 主剤成分として5−ニトロアミノテトラ
ゾールカリウム塩を50重量%〜97重量%、燃焼助燃
剤成分としてボロンを1重量%〜45重量%、バインダ
ー成分を2重量%〜15重量%含有することを特徴とす
る着火薬組成物。 - 【請求項9】 請求項1〜8のいずれか1項に記載の着
火薬組成物を用いることを特徴とする点火具。 - 【請求項10】 請求項1〜8のいずれか1項に記載の
着火薬組成物を点火玉に用いることを特徴とする点火
具。
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