JP3995317B2

JP3995317B2 - Coating oxidizer

Info

Publication number: JP3995317B2
Application number: JP28518097A
Authority: JP
Inventors: 賢路滝田
Original assignee: Lion Corp
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 1996-10-22
Filing date: 1997-10-17
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2017-10-17
Also published as: JPH10182274A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は被覆酸化剤および燃料用組成物に関し、さらに詳しくは、無機物質粒子でコーティングされている酸化剤および該酸化剤と燃料とを含有する燃料用組成物に関する。また、本発明は、酸化剤を無機物質粒子でコーティングすることにより、該酸化剤の機械的エネルギー感度を低減化する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
殺菌・殺虫用燻煙剤等には発熱基剤として燃焼用酸化剤が用いられている。また、花火等の煙火や、自動車等のエアバッグ用ガス発生剤等においても燃焼用酸化剤が利用できる。
【０００３】
燃焼用酸化剤の種類としては、従来、塩素酸カリウム、硝酸カリウム等が主に用いられてきた。しかし、これらの燃焼用酸化剤は機械的エネルギー、即ち、摩擦衝撃等により発生するエネルギーに対する感度の高いものが多く、特に、塩素酸カリウム等は、取り扱い時の爆発等の危険性も高く、従って火薬工業会でも使用規制がなされている程である。
【０００４】
然るに、現在までこれらの燃焼用酸化剤の機械的エネルギー感度を低減する有効な方法は開発されておらず、これらの燃焼用酸化剤を使用する場合、その取り扱いを注意するしか方法がなかった。
また、殺菌または殺虫燻煙剤に用いる発熱基剤は、燃焼用酸化剤と燃料とが混合されていて、それらが直接接触している状態であるから、製造時や運搬時に摩擦、衝撃等の機械的エネルギーにより発火が生じ、伝爆反応を引き起こす危険性がある。
【０００５】
一方、自動車用エアバッグにはアジ化ナトリウムを主成分とするガス発生剤が使用されているが、ナトリウム残渣による廃棄物処理や発生ガスの毒性の問題がある。また、この問題を解決するために種々の研究が行われており、実際にアジ化ナトリウム代替物質として、テトラゾール類と酸化剤またはアゾジカルボンアミド（以下「ADCA」とする）と酸化剤等の研究が盛んに行われている。
【０００６】
特開平３−２４２３９２号では、摩擦感度の高い酸化剤をポリグリコール類等のポリマーでマトリックス化することによる摩擦感度の低減化方法が記載されているが、実際に使用できるポリマーの軟化点が１００℃以下のものが多く、このためマトリックス化した酸化剤を乾燥させる際に、乾燥機でのブロッキングが発生することがあり、高温条件では取り扱いにくいという問題があった。また、酸化剤はマトリックス中に分散している状態で存在するため燃料との距離があり、このため着火性（いわゆる火付き）に問題があった。
【０００７】
一方、酸化剤の中には塩素酸カリウムのように酸性下で不安定になる物質があることも知られているが、その対応策については未だ開発されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記のような現状を鑑み、安全且つ簡便に取り扱いできるように、機械的エネルギー感度を低減化させた酸化剤、ならびに酸化剤の機械的エネルギー感度を低減化する方法を提供することである。
【０００９】
さらに本発明の目的は、上述した既存の酸化剤が有する問題点、すなわち、熱や酸に対する安定性の問題、上述した既存のポリマーでマトリックス化した酸化剤が有する問題点、すなわち、高温条件では取り扱いにくいという問題、さらには着火性の問題も合わせて解決しようとするものである。
【００１０】
さらに本発明の目的は、伝爆反応等の危険性を低減化させた燃焼用組成物を提供することである。
さらに本発明の目的は、低コストでかつ適度な最高到達圧力を有するエアバッグに利用することができるガス発生剤を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、高温条件下での取り扱い易さ、熱や酸に対する安定性、着火性のよさを考慮しながら、酸化剤の機械的エネルギー感度を低減化することを目的に鋭意研究した結果、酸化剤を無機物質でコーティングすることによって、その目的を達成することを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち本発明は、無機物質粒子でコーティングされている酸化剤を提供する。また、本発明は、酸化剤を無機物質粒子でコーティングすることにより、該酸化剤の機械的エネルギー感度を低減化する方法を提供する。さらに、本発明は、無機物質粒子でコーティングされている酸化剤および燃料を含有する燃焼用組成物を提供する。さらにまた、本発明は、無機物質粒子でコーティングされている酸化剤および燃料を含有するガス発生剤を提供する。
【００１３】
本発明の被覆酸化剤は、無機物質粒子でのコーティングにより、機械的エネルギーが低減化されている。本発明において、無機物質粒子でコーティングされるべき酸化剤は、機械的エネルギー感度の高い酸化剤、すなわち、摩擦、衝撃等によって生じるわずかなエネルギーによって爆発反応等のような急激な酸化反応を引き起こす酸化剤であると効果的である。機械的エネルギー感度の高い酸化剤とは、例えば、ＢＡＭ式摩擦感度試験において、２１．６ｋｇｆ以下、好ましくは１９．２ｋｇｆ以下、さらに好ましくは１６．０ｋｇｆ以下の１／６爆点を有するものである。そのような酸化剤としては、例えば、塩素酸カリウム、臭素酸カリウム、ヨウ素酸カリウム、過塩素酸カリウム、塩素酸ナトリウム、硝酸アンモニウム、硝酸カリウム等が挙げらる。酸化剤は、単独または２つ以上の混合物で用いることができる。酸化剤は、例えば、０．０１〜５ｍｍ、好ましくは、０．１〜３ｍｍ程度の粒径を有するとよい。
【００１４】
本発明における無機物質は不活性なものであるとよい。本明細書において、「不活性」とは、酸化剤と反応しないことをいう。無機物質としては、例えば、タルク、ケイ酸カルシウム、クレー、ベントナイト、カープレックス等が挙げられ、タルク、ケイ酸カルシウムが好ましい。無機物質は、単独で用いてもよく、２つ以上の混合物で用いてもよい。無機物質の粒子は、例えば、０．５〜５０μｍの粒径、好ましくは、２〜２０μｍの粒径を有するとよい。
【００１５】
本発明の被覆酸化剤は、燃焼用酸化剤、例えば、殺菌・殺虫用燻煙剤における発熱基剤、花火等の煙火用の酸化剤、自動車等のエアバッグ用ガス発生剤における酸化剤成分として、利用することができる。
本技術をエアバッグ用ガス発生剤に利用すれば、低コストでかつ適度な最高到達圧力を有するエアバッグを得ることができる。
本発明は、無機物質粒子でコーティングされている酸化剤および燃料を含有する燃焼用組成物も包含する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の被覆酸化剤は、例えば、湿式法により、以下のような手順で製造することができる。
粒径が０．０１〜５ｍｍ、好ましくは、０．１〜３ｍｍ程度の粉粒状の塩素酸カリウム等の酸化剤に、粒径が０．５〜５０μｍ、好ましくは、２〜２０μｍ程度の微細な粒子形態の、タルク、ケイ酸カルシウム等の無機物質と、結合剤を混合する。
【００１７】
使用する結合剤としては、例えば、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、デキストリン等が挙げられ、好ましくは、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロースである。
このときの酸化剤と無機物質、結合剤の重量比率は、酸化剤１に対して、それぞれ無機物質は０．０１〜５、好ましくは、１〜３であり、結合剤は０．０１〜０．１、好ましくは、０．０２〜０．０６である。
【００１８】
酸化剤、無機物質、および結合剤を混合した後、水等の水系溶媒を適量添加し、約５〜３０分間、好ましくは１０〜２０分間乳鉢にて乳棒で練合する。
その後乾燥させて、本発明の被覆酸化剤を得ることができる。
また、本発明の被覆酸化剤は、例えば、乾式法により、以下のような手順で製造することもできる。
メノウ製の容器に大きさの異なるメノウ製ボールを入れ、酸化剤と無機物質を前記と同様の配合比で投入し、遊星回転ポットミルを１０分〜６時間、好ましくは、２〜４時間、１００〜２００ｒｐｍの回転速度で稼働させて、本発明の被覆酸化剤を得ることができる。
【００１９】
本発明の被覆酸化剤は、無機物質でコーティングされているので、例えば、殺虫、殺菌用の燻煙剤、花火等の煙火、自動車等のエアバッグ用ガス発生剤等に用いられる燃料と混合しても、燃料と直接接触することがない。それ故、本発明の被覆酸化剤に燃料を配合することにより、摩擦等の機械的エネルギーによる発火伝爆反応を惹き起こす危険性が低減した燃焼用組成物を製造することができる。
【００２０】
本発明の被覆酸化剤と混合する燃料は、用途に応じて選択するとよい。例えば、殺虫・殺菌燻煙剤に用いる場合は、グルコース、サッカロース、フルクトース、セルロース、でん粉等の糖類、木粉等を用いることができ、好ましくは、グルコース、サッカロース、フルクトース、セルロース、でん粉等の糖類が用いられる。花火等の煙火には、木粉、イオウ、みじん粉、石灰ピッチ、アルミニウム、マグネシウム、三硫化アンチモン等が用いられる。エアバッグなどに用いる場合には、アントラセン、またはグルコース、サッカロース、フルクトース、セルロース、でん粉などの糖類等が用いられる。そのほか、一般に、重油、軽油等の石油類、ナタネ油などの植物油、黒鉛、ケイ素酸鉄、没食子酸等も本発明でいう燃料として用いることができる。さらに、本発明の燃焼用組成物をエアバッグなどに利用する場合、ADCA、テトラゾール類などのガス発生剤を添加することができる。この場合、ADCA、テトラゾール類などのガス発生剤を単独で利用したときよりも、昇圧速度を上げることができる。
また、本発明の燃焼用組成物は、打錠、成形、湿式成形、カプセル化、造粒等も簡便に行うことができ、工業的にも簡便かつ安全に取り扱うことができる。
【００２１】
【実施例】
以下に本発明を、実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらに何ら限定されるものではない。
【００２２】
実施例１．コーティングされた酸化剤の作製（湿式法）
酸化剤として塩素酸カリウム（以下「ＰＣ」とする）、無機物質としてタルク、結合剤としてヒドロキシプロピルメチルセルロースを用いた。
なお、上記のＰＣとしては、純正化学社製の試薬特級のもの（粒径0.005〜１ｍｍ）を、上記のタルクとしては、関東化学社製の局方品（粒径２〜５μｍ）を、上記のヒドロキシプロピルメチルセルロースとしては、商品名「メトローズ60-SH50」（信越化学社製）を用いた。
ＰＣ１０ｇに、タルクをそれぞれ、ＰＣに対して重量比が０．２５、０．５、１、２、３となるように混合した。さらにヒドロキシプロピルメチルセルロースを０．５ｇ（ＰＣに対して重量比が０．０５）混合した。
その後、これらの混合物に２ｍｌの水を添加し、乳鉢で約１５分間練合した。
その後、６０℃で約３時間乾燥させて、被覆酸化剤を得た。
【００２３】
実施例２．燃焼用組成物の作製（湿式法）
実施例１のコーティングされたそれぞれの酸化剤に、燃料としてグルコースを、ＰＣに対して、重量比（化学量論比）が０．３６の割合で配合し、燃焼用組成物を得た。
【００２４】
実施例３．コーティングされた酸化剤の作製（湿式法）
酸化剤としてＰＣ、無機物質としてケイ酸カルシウム、結合剤としてヒドロキシプロピルメチルセルロースを用いた。
なお、上記のケイ酸カルシウムとしては、商品名「フローライト」（徳山曹達製）を用いた。
ＰＣ１０ｇに、ケイ酸カルシウムをそれぞれ、ＰＣに対して重量比が０．５、１、２となるように混合した。さらにヒドロキシプロピルメチルセルロースを０．５ｇ（ＰＣに対して重量比が０．０５）混合した。
その後、実施例１と同様にして、被覆酸化剤を得た。
【００２５】
実施例４．燃焼用組成物の作製（湿式法）
実施例３のコーティングされたそれぞれの酸化剤に、燃料としてグルコースを、ＰＣに対して、重量比（化学量論比）が０．３６の割合で配合し、燃焼用組成物を得た。
【００２６】
実施例５．コーティングされた酸化剤の作製（乾式法）
酸化剤としてＰＣ、無機物質としてタルクを用いた。
メノウ製の容器に、直径３mm〜２０mmの、大きさの異なるメノウ製ボールを入れ、ＰＣ５０ｇとタルクを１００ｇ（ＰＣに対して重量比が２）を投入し、遊星回転ポットミル（ＩＴＯ製作所製）で３時間稼働させて、被覆酸化剤を得た。
【００２７】
実施例６．燃焼用組成物の作製（乾式法）
実施例５のコーティングされた酸化剤に、燃料としてグルコースを、ＰＣに対して重量比（化学量論比）が０．３６の割合で配合し、燃焼用組成物を得た。
【００２８】
実施例７．ガス発生剤の作製（乾式法）
実施例５と同様の方法によりタルクでコーティングされたＰＣに、燃料としてＡＤＣＡまたはグルコースを配合し、ガス発生剤を得た。ＰＣ、タルク、燃料（ＡＤＣＡまたはグルコース）の組成は後述の表１に示す通りである。
【００２９】
試験例１．タルクを被覆剤とした時の摩擦感度試験
実施例２で得られた、それぞれの燃焼用組成物を用いて試験を行った。試験はＢＡＭ式摩擦感度試験機（蔵持科学製）を用いて、重りを２個負荷することで最大５５．２kgfまでの摩擦エネルギーに対する１／６爆点を測定した。試験結果は図１に示した。なお、無機物質でコーティングされていない酸化剤（重量比；ＰＣ／グルコース＝１／０．３６）の１／６爆点は、４．８kgfであった。
タルクの配合率の増加に伴い摩擦感度は明らかに低減し、ＰＣに対して３倍の重量比では、測定限界以上までに低減することが確認された。
【００３０】
試験例２．ケイ酸カルシウムを被覆剤とした時の摩擦感度試験
実施例４で得られた、それぞれの燃焼用組成物を用いて試験を行った。試験はＢＡＭ式摩擦感度試験機（蔵持科学製）を用いて、重りを２個負荷することで最大５５．２kgfまでの摩擦エネルギーに対する１／６爆点を測定した。試験結果は図２に示した。なお、無機物質でコーティングされていない酸化剤（重量比；ＰＣ／グルコース＝１／０．３６）の１／６爆点は、４．８kgfであった。
ケイ酸カルシウムの配合率の増加に伴い摩擦感度は明らかに低減し、ＰＣに対して２倍の重量比では、測定限界以上までに低減することが確認された。
【００３１】
試験例３．落つい感度試験
機械的エネルギー感度の要素の１つである落つい感度の試験を行った。実施例２で得られた燃焼用組成物のうち、重量比が、ＰＣ／タルク＝１／２である燃焼用組成物を用いて試験を行った。試験はＪＩＳ式落つい感度試験機（蔵持科学製）を用いた。その結果、落高１００cmで６回繰り返し行っても爆発反応は起こらなかった。
【００３２】
試験例４．熱安定性試験
酸性下での熱安定性を試験するため、酸性物質として蟻酸を添加し、反応熱量計（Ｃ８０Ｄ）で発熱の有無を測定した。
実施例２で得られた燃焼用組成物のうち、重量比が、ＰＣタルク＝１／２である燃焼用組成物、および実施例６の燃焼用組成物を用いて試験を行った。比較例として無機物質でコーティングされていない酸化剤に燃料としてグルコースを配合した燃焼用組成物（重量比；ＰＣ／グルコース＝１／０．３６）を用いた。それぞれ燃焼用組成物に対して５％の蟻酸を添加したところ、１００℃での等温試験において、本発明品はいずれも発熱が認められなかったが、比較例では発熱が認められた。従って、本発明品は明らかに熱安定性に優れていることが確認された。
【００３３】
試験例５．着火（発火）性試験
クルップ式発火点測定器（蔵持科学製）を使い、本発明品の着火性を調べた。試料としては、湿式法により製造した本発明品として、実施例２で得られた燃焼用組成物のうち、重量比が、ＰＣ／タルク＝１／２である燃焼用組成物、乾式法により製造した本発明品として、実施例６の燃焼用組成物を使用した。対照としては、無機物質でコーティングされていない酸化剤に燃料としてグルコースを配合した燃焼用組成物（重量比；ＰＣ／グルコース＝１／０．３６）を用いた。試験結果は図３に示した。
見かけの活性化エネルギーから、湿式法により製造した本発明品は、対照と比較してやや着火しにくいことが示唆されたが、実際に使用する際には問題ない程度のものであると考えられる。乾式法により製造した本発明品は、対照と比較して発火点が約１０℃高かったものの、活性化エネルギー値では低く、着火性は対照と変わらないことが示唆された。
【００３４】
試験例６．Ｍｋ III ｄ弾道臼砲試験
本発明品の火災等災害時安全性をみるため、静的爆発威力評価をＭｋIIIｄ弾道臼砲試験機（ＲＡＲＤＥ社製）を用いて行った。試料としては、本発明品として、実施例２で得られた燃焼用組成物のうち、重量比が、ＰＣ／タルク＝１／２である燃焼用組成物を用いた。対照としては、無機物質でコーティングされていない酸化剤に燃料としてグルコースを配合した燃焼用組成物（重量比；ＰＣ／グルコース／＝１／０．３６）を用いた。試料はいずれも有効成分としてのＰＣが２ｇとなるようにした。試験はＴＮＴ（トリニトロトルエン）の振れ幅を１とした相対値で評価した。その結果、対照と比較して本発明品は爆発威力が約１／６に低減されたことが確認された。
【００３５】
試験例７．最高到達圧力の試験
内容積１Ｌの鋼製密封円筒容器（特注品）を用いて、各組成のガス発生剤サンプル１０ｇをニクロム線（線径０．２５ｍｍ１０Ｖ−２．５Ａ）により着火した。上部に設置した１００ｋｇ／ｃｍ²用ひずみ圧力ゲージにより最高到達圧力を読み取り、オシロスコープ（ソニーテクトロニクス製ＴＤＳ−５２０Ａ）にて計測した。その結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】

【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、酸化剤を無機物質粒子でコーティングすることにより、該酸化剤の機械的エネルギー感度を低減化することができ、従って、機械的エネルギー感度の高い酸化剤を、工業的に、従来よりもより安全且つ簡便に取り扱えるようにすることができる。従って、従来エアバッグや燻煙剤などの工業的用途に利用することが困難であった塩素酸カリウムなどの酸化剤を容易に利用することができる。
さらに本発明の被覆酸化剤に燃料を配合した燃焼用組成物は、酸化剤が無機物質粒子でコーティングされているので、酸化剤と燃料との直接的な接触がなく、したがって、製造時や運搬時に、摩擦や衝撃等の機械的エネルギーによる発火伝爆反応を起こす危険性が低い。
また、本発明の被覆酸化剤に燃料を配合したガス発生剤を用いることにより、低コストでかつ適度な最高到達圧力を有するエアバッグが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】タルクを被覆剤としたときの摩擦感度試験結果を示す図である。
【図２】ケイ酸カルシウムを被覆剤としたときの摩擦感度試験結果を示す図である。
【図３】着火（発火）性試験結果を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating oxidant and a fuel composition, and more particularly to an oxidant coated with inorganic material particles and a fuel composition containing the oxidant and fuel. The present invention also relates to a method for reducing the mechanical energy sensitivity of the oxidizing agent by coating the oxidizing agent with inorganic substance particles.
[0002]
[Prior art]
A oxidizer for combustion is used as an exothermic base for a sterilizing / insecticidal smoke agent or the like. The combustion oxidizing agent can also be used in fireworks and other smoke, and gas generating agents for airbags of automobiles and the like.
[0003]
Conventionally, potassium chlorate, potassium nitrate, and the like have been mainly used as types of oxidizing agents for combustion. However, many of these oxidizers for combustion are sensitive to mechanical energy, that is, energy generated by frictional impact and the like. In particular, potassium chlorate has a high risk of explosion during handling. The use regulations are also made by the Explosives Industry Association.
[0004]
However, until now, no effective method for reducing the mechanical energy sensitivity of these combustion oxidants has been developed, and when these combustion oxidants are used, there has been no other way but to handle them with care.
In addition, the exothermic base used for the sterilizing or insecticide smoke agent is a state where the combustion oxidant and the fuel are mixed and in direct contact with each other. There is a risk of ignition due to mechanical energy causing an explosion reaction.
[0005]
On the other hand, gas generating agents mainly composed of sodium azide are used in automobile airbags, but there are problems of waste treatment due to sodium residues and toxicity of generated gases. In addition, various studies have been conducted to solve this problem. In fact, as a substitute for sodium azide, research on tetrazoles and oxidizing agents or azodicarbonamide (hereinafter referred to as “ADCA”) and oxidizing agents, etc. Has been actively conducted.
[0006]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-242392 describes a method for reducing friction sensitivity by forming a matrix of an oxidizing agent having high friction sensitivity with a polymer such as polyglycols. The softening point of a polymer that can be actually used is 100. There are many cases where the temperature is not higher than ° C. For this reason, when drying the oxidizer formed into a matrix, blocking in a dryer may occur, which makes it difficult to handle under high temperature conditions. Further, since the oxidant is present in a state of being dispersed in the matrix, there is a distance from the fuel, and thus there is a problem in ignitability (so-called ignition).
[0007]
On the other hand, some oxidants are known to be unstable under acidic conditions, such as potassium chlorate, but no countermeasure has been developed yet.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an oxidizing agent with reduced mechanical energy sensitivity and a method for reducing the mechanical energy sensitivity of the oxidizing agent so that it can be handled safely and easily in view of the current situation as described above. It is to be.
[0009]
Further, the object of the present invention is to solve the problems of the above-mentioned existing oxidizers, that is, the problem of stability against heat and acid, and the problems of the above-mentioned oxidizer matrixed with the existing polymer, that is, in high temperature conditions. It also tries to solve the problem of being difficult to handle and the problem of ignitability.
[0010]
Furthermore, the objective of this invention is providing the composition for combustion which reduced risks, such as an explosion reaction.
Furthermore, the objective of this invention is providing the gas generating agent which can be utilized for the airbag which has low cost and a moderate highest ultimate pressure.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
As a result of earnest research for the purpose of reducing the mechanical energy sensitivity of the oxidant while considering ease of handling under high temperature conditions, stability to heat and acid, and good ignitability, the present inventor, It has been found that the object can be achieved by coating the oxidizing agent with an inorganic substance, and the present invention has been completed.
[0012]
That is, the present invention provides an oxidizing agent coated with inorganic material particles. The present invention also provides a method for reducing the mechanical energy sensitivity of an oxidizing agent by coating the oxidizing agent with inorganic substance particles. Furthermore, the present invention provides a combustion composition containing an oxidant and fuel coated with inorganic particles. Furthermore, the present invention provides a gas generant containing an oxidant and fuel coated with inorganic material particles.
[0013]
The coating oxidizing agent of the present invention has a reduced mechanical energy by coating with inorganic particles. In the present invention, the oxidant to be coated with inorganic particles is an oxidant having high mechanical energy sensitivity, that is, an oxidation that causes a rapid oxidation reaction such as an explosion reaction due to a slight energy generated by friction, impact, or the like. It is effective to be an agent. An oxidizing agent having high mechanical energy sensitivity is, for example, one having a 1/6 explosion point of 21.6 kgf or less, preferably 19.2 kgf or less, more preferably 16.0 kgf or less in the BAM friction sensitivity test. . Examples of such an oxidizing agent include potassium chlorate, potassium bromate, potassium iodate, potassium perchlorate, sodium chlorate, ammonium nitrate, and potassium nitrate. The oxidizing agent can be used alone or in a mixture of two or more. For example, the oxidizing agent may have a particle size of about 0.01 to 5 mm, preferably about 0.1 to 3 mm.
[0014]
The inorganic substance in the present invention is preferably inactive. In this specification, “inert” means not reacting with an oxidizing agent. Examples of the inorganic substance include talc, calcium silicate, clay, bentonite, and carplex, and talc and calcium silicate are preferable. The inorganic substance may be used alone or in a mixture of two or more. The inorganic substance particles may have a particle size of 0.5 to 50 μm, preferably 2 to 20 μm, for example.
[0015]
The coating oxidant of the present invention is a combustion oxidant, for example, an exothermic base in a sterilizing / insecticidal smoke agent, an oxidant for fireworks or other fireworks, or an oxidant component in a gas generator for airbags such as automobiles. Can be used.
If this technique is used for a gas generating agent for an airbag, an airbag having a reasonable maximum ultimate pressure can be obtained at low cost.
The present invention also includes a combustion composition containing an oxidant and fuel coated with inorganic particles.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The coating oxidizing agent of this invention can be manufactured in the following procedures, for example with a wet method.
The particle size is 0.01 to 5 mm, preferably about 0.1 to 3 mm in an oxidizing agent such as granular potassium chlorate, and the particle size is 0.5 to 50 μm, preferably about 2 to 20 μm. A binder is mixed with an inorganic substance such as talc or calcium silicate in the form of particles.
[0017]
Examples of the binder to be used include hydroxypropylmethylcellulose, hydroxymethylcellulose, methylcellulose, ethylcellulose, sodium alginate, polyvinyl alcohol, dextrin, and the like, preferably hydroxypropylmethylcellulose and hydroxymethylcellulose.
At this time, the weight ratio of the oxidant to the inorganic substance and the binder is 0.01 to 5, preferably 1 to 3 for the inorganic substance with respect to the oxidant 1, and 0.01 to 0 for the binder. .1, preferably 0.02 to 0.06.
[0018]
After mixing an oxidizing agent, an inorganic substance, and a binder, an appropriate amount of an aqueous solvent such as water is added and kneaded with a pestle in a mortar for about 5 to 30 minutes, preferably 10 to 20 minutes.
Thereafter, the coating oxidant of the present invention can be obtained by drying.
Moreover, the coating oxidizing agent of this invention can also be manufactured in the following procedures, for example with a dry process.
Agate balls of different sizes are put in an agate container, an oxidizing agent and an inorganic substance are added in the same mixing ratio as described above, and the planetary rotary pot mill is 10 minutes to 6 hours, preferably 2 to 4 hours, 100 The coating oxidizing agent of the present invention can be obtained by operating at a rotational speed of ˜200 rpm.
[0019]
Since the coating oxidizing agent of the present invention is coated with an inorganic substance, it is mixed with, for example, a fuel used for insecticide, smoke disinfectant for sterilization, fireworks and other fireworks, and gas generators for automobile airbags. However, there is no direct contact with the fuel. Therefore, by blending the fuel with the coating oxidant of the present invention, it is possible to produce a combustion composition with a reduced risk of causing an ignition explosion reaction due to mechanical energy such as friction.
[0020]
The fuel to be mixed with the coating oxidizing agent of the present invention may be selected according to the application. For example, when used as an insecticide / disinfectant smoke, sugars such as glucose, saccharose, fructose, cellulose, and starch, and wood flour can be used. Preferably, sugars such as glucose, saccharose, fructose, cellulose, and starch are used. Is used. Wood smoke, sulfur, fine dust, lime pitch, aluminum, magnesium, antimony trisulfide, and the like are used for fireworks and other fireworks. When used for an air bag or the like, anthracene or sugars such as glucose, saccharose, fructose, cellulose, and starch are used. In addition, generally, petroleum oils such as heavy oil and light oil, vegetable oils such as rapeseed oil, graphite, iron silicate, gallic acid, and the like can be used as the fuel in the present invention. Furthermore, when the combustion composition of the present invention is used for an airbag or the like, a gas generating agent such as ADCA or tetrazole can be added. In this case, the pressure increase rate can be increased as compared with the case where a gas generating agent such as ADCA or tetrazole is used alone.
In addition, the combustion composition of the present invention can be easily compressed, molded, wet molded, encapsulated, granulated, etc., and can be handled industrially simply and safely.
[0021]
【Example】
Examples The present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0022]
Example 1. Preparation of coated oxidant (wet method)
Potassium chlorate (hereinafter referred to as “PC”) was used as an oxidizing agent, talc was used as an inorganic substance, and hydroxypropylmethylcellulose was used as a binder.
In addition, as said PC, the thing of a reagent special grade (particle size 0.005-1mm) by a pure chemical company is mentioned, and the above-mentioned talc is a pharmacopoeia product (particle size 2-5 micrometers) by Kanto Chemical Co., Ltd. As the hydroxypropyl methylcellulose, trade name “Metroze 60-SH50” (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used.
Talc was mixed with 10 g of PC so that the weight ratio with respect to PC was 0.25, 0.5, 1, 2, 3, respectively. Further, 0.5 g of hydroxypropylmethylcellulose (weight ratio to PC is 0.05) was mixed.
Thereafter, 2 ml of water was added to these mixtures and kneaded in a mortar for about 15 minutes.
Then, it was made to dry at 60 degreeC for about 3 hours, and the coating oxidizing agent was obtained.
[0023]
Example 2 Preparation of combustion composition (wet method)
In each of the coated oxidizers of Example 1, glucose as a fuel was blended at a weight ratio (stoichiometric ratio) of 0.36 with respect to PC to obtain a combustion composition.
[0024]
Example 3 Preparation of coated oxidant (wet method)
PC was used as the oxidizing agent, calcium silicate as the inorganic substance, and hydroxypropylmethylcellulose as the binder.
In addition, as said calcium silicate, brand name "Florite" (made by Tokuyama Soda) was used.
Calcium silicate was mixed with 10 g of PC so that the weight ratios were 0.5, 1, and 2, respectively, with respect to PC. Further, 0.5 g of hydroxypropylmethylcellulose (weight ratio to PC is 0.05) was mixed.
Thereafter, a coating oxidizing agent was obtained in the same manner as in Example 1.
[0025]
Example 4 Preparation of combustion composition (wet method)
In each of the coated oxidizers of Example 3, glucose as a fuel was blended at a ratio of 0.36 by weight (stoichiometric ratio) to PC to obtain a combustion composition.
[0026]
Example 5 FIG. Preparation of coated oxidant (dry method)
PC was used as the oxidizing agent, and talc was used as the inorganic substance.
In an agate vessel, agate balls of 3 to 20 mm in diameter and different sizes are put, and 50 g of PC and 100 g of talc (weight ratio is 2 with respect to PC) are put in, and a planetary rotating pot mill (made by ITO Seisakusho) is used. Operating for 3 hours, a coated oxidant was obtained.
[0027]
Example 6 Preparation of combustion composition (dry method)
Glucose as a fuel was blended with the coated oxidant of Example 5 at a ratio of 0.36 by weight (stoichiometric ratio) to PC to obtain a combustion composition.
[0028]
Example 7 Production of gas generating agent (dry method)
In the same manner as in Example 5, ADCA or glucose was blended as fuel with PC coated with talc to obtain a gas generating agent. The composition of PC, talc, and fuel (ADCA or glucose) is as shown in Table 1 below.
[0029]
Test Example 1 Friction sensitivity test when talc was used as a coating agent The test was performed using each combustion composition obtained in Example 2. The test was performed using a BAM type friction sensitivity tester (manufactured by Kuramochi Kagaku) and measuring 1/6 explosion point for frictional energy up to 55.2 kgf by loading two weights. The test results are shown in FIG. In addition, the 1/6 explosion point of the oxidizing agent (weight ratio; PC / glucose = 1 / 0.36) not coated with the inorganic substance was 4.8 kgf.
It was confirmed that the friction sensitivity clearly decreased as the talc content increased, and that the weight ratio was three times that of PC, and was reduced to the measurement limit or more.
[0030]
Test Example 2 Friction sensitivity test using calcium silicate as a coating agent The test was performed using each combustion composition obtained in Example 4. The test was performed using a BAM type friction sensitivity tester (manufactured by Kuramochi Kagaku) and measuring 1/6 explosion point for frictional energy up to 55.2 kgf by loading two weights. The test results are shown in FIG. In addition, the 1/6 explosion point of the oxidizing agent (weight ratio; PC / glucose = 1 / 0.36) not coated with the inorganic substance was 4.8 kgf.
It was confirmed that the friction sensitivity was clearly reduced as the calcium silicate content increased, and that the weight ratio was twice the weight of the PC and was reduced to the measurement limit or more.
[0031]
Test Example 3 Sag sensitivity test A sag sensitivity test, one of the elements of mechanical energy sensitivity, was performed. Of the combustion compositions obtained in Example 2, the test was performed using the combustion composition having a weight ratio of PC / talc = 1/2. The test used a JIS type drop sensitivity tester (manufactured by Kuramochi Kagaku). As a result, the explosion reaction did not occur even when repeated 6 times with a drop height of 100 cm.
[0032]
Test Example 4 Thermal stability test In order to test the thermal stability under acidic conditions, formic acid was added as an acidic substance, and the presence or absence of heat generation was measured with a reaction calorimeter (C80D).
Of the combustion compositions obtained in Example 2, tests were performed using the combustion composition having a weight ratio of PC talc = 1/2 and the combustion composition of Example 6. As a comparative example, a combustion composition (weight ratio: PC / glucose = 1 / 0.36) in which glucose was mixed as a fuel with an oxidant not coated with an inorganic substance was used. When 5% formic acid was added to each combustion composition, no heat generation was observed in the products of the present invention in the isothermal test at 100 ° C., but heat generation was observed in the comparative example. Therefore, it was confirmed that the product of the present invention is clearly excellent in thermal stability.
[0033]
Test Example 5. Ignition (ignition) test The ignitability of the product of the present invention was examined using a Krupp ignition point measuring instrument (manufactured by Kuramochi). As a sample, as a product of the present invention manufactured by a wet method, among the combustion composition obtained in Example 2, a combustion composition having a weight ratio of PC / talc = 1/2, manufactured by a dry method As a product of the present invention, the combustion composition of Example 6 was used. As a control, a combustion composition (weight ratio: PC / glucose = 1 / 0.36) in which glucose was added as a fuel to an oxidant not coated with an inorganic substance was used. The test results are shown in FIG.
From the apparent activation energy, it was suggested that the product of the present invention produced by the wet method is slightly less ignitable than the control, but it is considered that there is no problem when actually used. The product of the present invention produced by the dry method had an ignition point of about 10 ° C. higher than that of the control, but the activation energy value was low, suggesting that the ignitability was not different from the control.
[0034]
Test Example 6. To see the Mk III d ballistic mortar test <br/> the product of the present invention or fire disaster safety, was carried out using MkIIId ballistic mortar tester (RARDE Co., Ltd.) a static explosion power evaluation. As a sample, a combustion composition having a weight ratio of PC / talc = 1/2 among the combustion compositions obtained in Example 2 was used as the product of the present invention. As a control, a combustion composition (weight ratio: PC / glucose / = 1 / 0.36) in which glucose was added as a fuel to an oxidant not coated with an inorganic substance was used. In all the samples, PC as an active ingredient was adjusted to 2 g. The test was evaluated by a relative value where the swing width of TNT (trinitrotoluene) was 1. As a result, it was confirmed that the explosive power of the product of the present invention was reduced to about 1/6 compared with the control.
[0035]
Test Example 7 Test of maximum ultimate pressure Using a steel sealed cylindrical container (custom product) with an internal volume of 1 liter, 10 g of a gas generant sample of each composition was drawn with a nichrome wire (wire diameter 0.25 mm 10 V-2.5 A). Ignited. The maximum ultimate pressure was read with a strain pressure gauge for 100 kg / cm ² installed at the top and measured with an oscilloscope (TDS-520A manufactured by Sony Tektronix). The results are shown in Table 1.
[0036]
[Table 1]

[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, the mechanical energy sensitivity of the oxidant can be reduced by coating the oxidant with inorganic substance particles. Therefore, an oxidant with high mechanical energy sensitivity is industrially produced. It can be made safer and easier to handle than before. Therefore, it is possible to easily use an oxidizing agent such as potassium chlorate that has been difficult to use for industrial purposes such as an air bag or a smoke agent.
Furthermore, the composition for combustion in which the fuel is blended with the coated oxidant of the present invention has no direct contact between the oxidant and the fuel because the oxidant is coated with inorganic substance particles. Sometimes there is a low risk of firing and explosion reaction due to mechanical energy such as friction and impact.
Further, by using a gas generating agent in which a fuel is blended with the coating oxidant of the present invention, an airbag having an appropriate maximum ultimate pressure can be obtained at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the results of a friction sensitivity test when talc is used as a coating agent.
FIG. 2 is a diagram showing a result of a friction sensitivity test when calcium silicate is used as a coating agent.
FIG. 3 is a diagram showing an ignition (ignition) property test result.

Claims

Coated potassium chlorate coated with one or more inorganic substance particles selected from the group consisting of talc, calcium silicate, clay, bentonite, and hydrous silicon dioxide .

2. The coated potassium chlorate according to claim 1, wherein the particle diameter of talc and / or calcium silicate is 0.5 to 50 [mu] m, and the particle diameter of potassium chlorate is 0.01 to 5 mm.

The coated potassium chlorate according to claim 1 or 2, coated by a wet method.

The coated potassium chlorate according to any one of claims 1 to 3, wherein the weight ratio of potassium chlorate: inorganic substance particles is 1: 0.25-3.

The composition for combustion containing the covering potassium chlorate of any one of Claims 1-4 .

The gas generating agent containing the covering potassium chlorate of any one of Claims 1-4 .

The gas generating agent according to claim 6, which is used for an air bag.