JP2003305788A - 複合体およびその製造方法、並びにそれを用いたロケットタンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被接着部材に対して非接着性材料を接着して
なる複合体において、製造容易かつ低コストな複合体の
提供と、その製造方法の提供とを課題とする。さらに、
この複合体を用いることによって、重量を格段と軽量化
することができるロケットタンクの提供も課題とする。 【解決手段】 複合体３を多孔質膜の四フッ化エチレン
でなる第１の樹脂部材１と、所定範囲の温度に加熱する
ことによって粘度が低下する第２の樹脂部材２とで構成
し、その製造方法に、一面Ｔ上に第１および第２の樹脂
部材１、２を積層する積層工程と、これら積層した樹脂
部材１、２を加熱し、第２の樹脂部材２の粘度が低下し
た状態で、これら樹脂部材１、２を加圧して接着させる
接着工程とを設けるようにした。また、ロケットタンク
に、この複合体３を用いるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非接着性材料の多
孔質膜を接着した複合体およびその製造方法、並びにそ
れを用いたロケットタンクに関し、特に液体酸素や液体
水素等の推進剤により生じた高温・高圧のガスによって
推進力を得るロケットのロケットタンクに適用して好適
なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロケットタンクにおいては、その
材料としてアルミニウム合金等の金属材料を選択的に用
いていた。これは、これらタンクの重量を軽減化する、
すなわち軽量化する意味から選択されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにタンクを金属材料で形成する場合、その重量の軽量
化には限界があった。このため、近年、これらタンクの
より一層の軽量化を図る目的から、アルミニウム合金に
替わって有機物を用いることが検討されてきている。

【０００４】ところが、単に有機物を用いてロケットタ
ンクを形成したのでは、上述したような搭載する推進剤
との化学的反応や、それに起因する発火を回避すること
が困難である問題があった。そのため、有機物を用いた
ロケットタンクにおいて、化学的に安定な四フッ化エチ
レン等のフッ素樹脂材料をタンク内部に接着する方法が
提案されている。しかし、化学的に安定な四フッ化エチ
レン等のフッ素樹脂材料をエポキシ樹脂等の接着剤で接
着することができなく、現在、金属ナトリウム処理に代
表されるケミカルエッチング等の化学的または電気的な
特殊処理により、四フッ化エチレン等のフッ素樹脂を接
着できる方法が知られている。しかし、その表面処理は
複雑であり、またコスト面からみて高価である。

【０００５】本発明は、上述したような問題点に鑑みて
なされたもので、被接着部材に対して非接着性材料を接
着してなる複合体において、製造容易かつ低コストな複
合体の提供と、その製造方法の提供とを目的とする。さ
らに、この複合体を用いることによって、重量を格段と
軽量化することができるロケットタンクの提供も目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに、本発明は、以下の手段を採用した。すなわち、請
求項１に記載の発明は、少なくとも二つの物質が接着し
てなる複合体において、非接着性材料の多孔質材料でな
る第１の樹脂部材と、所定範囲の温度に加熱することに
よって粘度が低下する第２の樹脂部材とを具えることを
特徴としている。

【０００７】上述した複合体によれば、第１の樹脂部材
及び第２の樹脂部材を重ね合わせてから加熱し、第２の
樹脂部材の粘度が低下した状態で、第１および第２の樹
脂部材を加圧して接着させることで、製造することがで
きる。

【０００８】請求項２に記載の発明は、金属、樹脂、コ
ンクリート等の被接着部材に対し、非接着性材料の多孔
質膜でなる樹脂部材を、所定範囲の温度に加熱すること
によって粘度が低下する接着樹脂部材を介在させて接着
したことを特徴としている。

【０００９】上述した複合体によれば、樹脂部材及び接
着樹脂部材間の接着は、これらを互いに重ね合わせてか
ら加熱し、接着樹脂部材の粘度が低下した状態で加圧す
ることで、行うことができる。また、接着樹脂部材及び
被接着部材間の接着は、接着剤などの周知の手段によ
り、行うことができる。したがって、従来であれば接着
が困難であった非接着性材料の樹脂部材を、幅広い材質
の被接着部材に接着させることができるので、新しい特
性を有する複合体を容易に製造することができるように
なる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、所定範囲の温度
に加熱することによって粘度が低下する複数の第３の樹
脂部材と、これら第３の樹脂部材間に配置され、非接着
性材料の多孔質膜でなる第４の樹脂部材とを具えること
を特徴としている。

【００１１】上述した複合体によれば、各第３の樹脂部
材及び各第４の樹脂部材を重ね合わせてから加熱し、各
第３の樹脂部材の粘度が低下した状態で、これら第３お
よび第４の樹脂部材を加圧して接着させることで、多層
構造の複合体を容易に製造することができる。

【００１２】請求項４に記載の発明は、非接着性材料の
多孔質膜でなる第１の部材と、所定範囲の温度に加熱す
ることによって粘度が低下する第２の樹脂部材とを接着
してなる複合体の製造方法であって、一面上に上記第１
および第２の樹脂部材を積層する積層工程と、上記積層
した第１および第２の樹脂部材を加熱し、上記第２の樹
脂部材の粘度が低下した状態で、上記第１および第２の
樹脂部材を加圧して接着させる接着工程とを具えること
を特徴としている。

【００１３】上述した複合体の製造方法によれば、一面
上に第１および第２の樹脂部材を積層し、この積層した
第１および第２の樹脂部材を加熱した後、第２の樹脂部
材の粘度が低下した状態で、これら第１および第２の樹
脂部材を加圧して接着させるようにしたことから、化学
的または電気的な特殊処理を施すことなく、容易に複合
体を製造することができる。また、熔解した第２の樹脂
部材を、多孔質性を有する第１の樹脂部材に浸透させて
接着するため、接着工程における硬化時の熱膨張差によ
る熱応力によって冷却時に剥離するのを防止することが
でき、接着強度を向上することができる。

【００１４】しかも、請求項５に記載の発明は、請求項
４に係る複合体の製造方法において、上記積層工程で、
積層した最上層の第１または第２の樹脂部材上に密閉手
段を積層し、当該密閉手段によって密閉された上記第１
および第２の樹脂部材を真空状態にすることを特徴とし
ている。

【００１５】この複合体の製造方法によれば、積層工程
において、積層した最上層の第１または第２の樹脂部材
上に密閉手段を積層し、この密閉手段によって密閉され
た第１および第２の樹脂部材を真空状態にすることか
ら、積層した第１および第２の樹脂部材を圧縮して加圧
する際に、これら第１および第２の樹脂部材を容易にか
つ均一に加圧することができる。

【００１６】また、請求項６に記載の発明は、請求項４
または請求項５に係る複合体の製造方法において、上記
積層工程で、上記第２の樹脂部材上に上記第１の樹脂部
材が積層される場合、当該第１の樹脂部材上に上記第２
の樹脂部材の漏れを防止する漏れ止め手段を積層するこ
とを特徴としている。

【００１７】この複合体の製造方法によれば、積層工程
において、第２の樹脂部材上に多孔質性を有する第１の
樹脂部材が積層される場合、この多孔質性を有する第１
の樹脂部材上に第２の樹脂部材の漏れを防止する漏れ止
め手段を積層するようにしたことから、軟化した第２の
樹脂部材が、多孔質性を有する第１の樹脂部材を通過し
て漏れるのを防止できるため、製造する複合体の品質を
安定させることができる。また、軟化した第２の樹脂部
材が漏れた際の処理を未然に回避できる分、製造効率を
格段と向上することができる。

【００１８】また、請求項７に記載の発明は、請求項４
から請求項６のいずれかに記載の複合体の製造方法にお
いて、上記接着工程で、上記第２の樹脂部材の粘度が低
下した状態を保つ時間に応じて、上記第１の樹脂部材に
対する上記第２の樹脂部材の接着率を大きくすることを
特徴としている。

【００１９】この複合体の製造方法によれば、第２の樹
脂部材が、所定範囲の温度に加熱することによって粘度
が低下する性質であり、この粘度が低下した状態を保つ
時間に応じて、多孔質性を有する第１の樹脂部材に対す
る第２の樹脂部材の接着率、すなわち浸透率を大きくす
ることから、粘度が低下した状態を保つ時間によって、
第１の樹脂部材に対する第２の樹脂部材の浸透率を調整
できるため、必要に応じて複合体の接着強度を調整して
製造することができる。

【００２０】また、請求項８に記載の発明は、請求項４
に係る複合体の製造方法において、上記接着工程では、
上記第１および第２の樹脂部材をプレスにより加圧して
接着させることを特徴としている。

【００２１】この複合体の製造方法によれば、成形する
複合体の形状が単純である場合、第１および第２の樹脂
部材をプレスにより加圧して接着させることによって、
複合体をより一層容易に製造することができる。また、
成形する複合体の形状が複雑な場合でも、多孔質材がし
なやかであるため、複雑な形状にも接着できる。プレス
により加圧する場合は、第２の樹脂部材の形状と同じ形
状の型を使用して加圧することで、多孔質材を変形させ
て複雑な形状に接着できる。

【００２２】また、請求項９に記載の発明は、請求項４
から請求項８のいずれかに係る複合体の製造方法におい
て、上記複合体の上記第１の樹脂部材に対し、機械加工
でシール面を形成するシール面形成工程をさらに具える
ことを特徴としている。

【００２３】この複合体の製造方法によれば、平滑なシ
ール面を容易に形成することができるようになる。これ
により、例えば極低温環境下で使用されるためにゴムシ
ールが使用できないような場合であっても、平滑なシー
ル面を確保できることから、通常の金属製Ｏリング等の
静的シールを使用することができるようになる。

【００２４】本発明の請求項１０に記載の発明は、推進
剤により生じた高温・高圧のガスによって推進力を得る
ロケットの上記推進剤を搭載するロケットタンクにおい
て、請求項１に記載の複合体、または、請求項４から請
求項９の何れかに記載の複合体の製造方法で製造された
複合体を用いることを特徴としている。

【００２５】上述したロケットタンクによれば、製造容
易かつ低コストな複合体を採用しているため、ロケット
タンクの製造コストを安価にすることができる。しか
も、用いられる素材が樹脂であることから、従来の金属
製に比較して格段に軽量化することも可能となってい
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明にお
ける各実施形態について詳述する。

【００２７】まず、図１から図５を参照しながら、本発
明の第１実施形態についての説明を行う。なお、図１
は、本実施形態の複合体を示す概略全体構成図である。
図１（ａ）において、１は非接着性材料の多孔質膜であ
る四フッ化エチレン（第１の樹脂部材。以下、これを単
にＰＴＦＥと称する）、２は炭素繊維強化プラスチック
（第２の樹脂部材。以下、これを単にＣＦＲＰと称す
る）を示し、これらＰＴＦＥ１とＣＦＲＰ２とが接着さ
れることによって、複合体３が構成されている。

【００２８】このＰＴＦＥ１は、表面に多数の空隙を有
する非粘着性の多孔質物質であり、化学薬品に対して溶
解や膨張が見られない、極めて優れた化学的安定性を有
しているとともに、摩擦係数が小さく優れた摺動性を有
し、絶縁性にも優れている反面、他の材質の物質と接着
して複合体を形成するのが困難な性質を有するものであ
る。

【００２９】従って、今までの技術では、例えば図２に
示すように、ＰＴＦＥ１の表面を化学的または電気的に
特殊処理して接着可能な状態に改質した後、接着剤１０
等を介してＣＦＲＰ２と接着し、複合体１１を製造する
ようにしていた。このため、ＰＴＦＥ１とＣＦＲＰ２と
の界面が明確であり、硬化時の熱膨張差による熱応力が
大きいために冷却時に剥離しやすい、つまり接着強度が
弱いという弱点があった。また、この特殊処理の工程が
複合体の製造工程を煩雑にし、製作コストを高める問題
もあった。

【００３０】そこで、本発明においては、図３に示すよ
うに、例えば一面Ｔ上に、複数のＣＦＲＰ２と、ＰＴＦ
Ｅ１を積み重ね、このＰＴＦＥ１上に漏れ止め手段とし
てのＦＥＰフィルム４等を積層する。さらに、このＦＥ
Ｐフィルム４上に密閉手段であるナイロンフィルム５を
覆い被せた後、このナイロンフィルム５に設けられた孔
５ａから図示しない真空装置等により内部の空気を吸出
し、ＣＦＲＰ２の粘度が低下する例えば110〔℃〕〜180
〔℃〕程度に加熱した状態で加圧する。

【００３１】このとき、ナイロンフィルム５内が７（kg
／cm²）程度の圧力で加圧されることによって、軟化し
たＣＦＲＰ２がＰＴＦＥ１の空隙に浸透して接着する。
このようにして、ＰＴＦＥ１とＣＦＲＰ２との界面を明
確にすることなく、硬化時の熱膨張差による熱応力によ
って冷却時に剥離するのを防止し、接着強度を向上した
複合体３を製造することができる。

【００３２】この製造方法では、複数のＣＦＲＰ２上に
ＰＴＦＥ１を積み重ね、このＰＴＦＥ１上にＦＥＰフィ
ルム４を積層するようにしたことにより、軟化したＣＦ
ＲＰ２が、ＰＴＦＥ１の空隙からあふれて漏れ出るのを
防止することができ、製造する複合体３の品質を安定さ
せることができる。さらには、このようにして、ＣＦＲ
Ｐ２が漏れ出た際に処理する手間を未然に回避し得る
分、複合体３の製造効率を向上させることができる。

【００３３】因みに、本実施形態では、複数のＣＦＲＰ
２上にＰＴＦＥ１を積み重ねる場合について述べるが、
本発明はこれに限ることはなく、ＰＴＦＥ１上に複数の
ＣＦＲＰ２を積み重ねるようにしてもよい。この場合、
一面ＴがＦＥＰフィルム４の役目をするため、このＦＥ
Ｐフィルム４を設ける手間を省くことができる。

【００３４】また、この製造方法では、積層したＦＥＰ
フィルム４上にナイロンフィルム５を覆い被せるように
したことにより、このナイロンフィルム５内部のＰＴＦ
Ｅ１および複数のＣＦＲＰ２に対し、均一に圧力を加え
ることができる。これにより、製造する複合体３の品質
を向上させることができる。

【００３５】さらに、この製造方法では、ＣＦＲＰ２の
粘度が低下した状態（すなわち110〔℃〕〜180〔℃〕程
度に加熱した状態）を保つ時間を調整することにより、
図１（ｂ）に示すように、ＰＴＦＥ１に対するＣＦＲＰ
２の浸透率（接着率）を図１（ａ）に示す複合体３に比
べて大きくした複合体３を製造することができるため、
必要に応じて複合体３の接着強度を調整することができ
る。

【００３６】従って、このような複合体３を、液体酸化
や液体水素等の推進剤により生じた高温・高圧のガスに
よって推進力を得るロケットのロケットタンクに用いる
ことにより、搭載する推進剤に対する耐薬品性を向上す
ることができ、かくして重量を格段と軽量化しつつ、搭
載する推進剤に対する化学的反応を未然に回避すること
ができる。また低温下では、ＣＦＲＰ２に含まれる樹脂
に比べて、強度が増加するＰＴＦＥ１を使用すること
で、ロケットタンクの強度を増加させることができる。

【００３７】さらには、この複合体３では、ＣＦＲＰ２
に、ＰＴＦＥ１が含浸した層が形成されるが、マイクロ
クラック発生による液体水素等の推進剤の漏れを防ぐこ
とができるので、漏れの少ないロケットタンクとするこ
とも可能としている。すなわち、ＣＦＲＰ２は、単体で
は、その繊維間にマイクロクラックを生じやすいが、Ｐ
ＴＦＥ１を含浸させることによって強度が向上するた
め、マイクロクラックの発生を低減させることができる
ものとなっている。しかも、含浸したＰＴＦＥ１が、Ｃ
ＦＲＰ２の繊維間を隙間なく埋め尽くす点からも、シー
ル性向上を可能としている。もちろん、このような複合
体３の密封性は、上記ロケットタンクに限らず、容器や
シール部品などの密封性を要するその他のあらゆる構造
部品に適用する場合においても、好適に利用することが
可能である。

【００３８】また、上記複合体３では、ＰＴＦＥ１の極
低温下における高強度（例えば、液体窒素温度では、Ｐ
ＴＦＥ１は銅と同程度の強度になる。）を利用して、こ
の複合体３全体としての強度向上を図ることが可能とな
っている。なお、これは、ＰＴＦＥ１とＣＦＲＰ２とを
接合させた上記複合体３に限らず、例えば木材等の相対
的に強度が弱い被接着体に対して、高い強度を有する多
孔質膜である樹脂部材を接合させて複合体を形成させた
場合においても、同様の強度向上を図ることが可能であ
る。

【００３９】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲におい
て、種々の変更を加えることが可能である。例えば、上
述した実施の形態では、第２の樹脂部材としてＣＦＲＰ
（炭素繊維強化プラスチック）を用いるようにした場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、所定範囲の
温度に加熱することによって粘度が低下する樹脂材料を
マットリックスとした複合体であれば、その他の熱硬化
性樹脂または熱可塑性樹脂などの種々の樹脂材料あるい
は、ガラス繊維、アラミド繊維等の強化繊維を広く用い
ることができる。また、このような複合体の用途として
も、ロケットタンクに限らず、耐薬品性や、優れた摺動
性および絶縁性などの特性を生かし、樹脂を通す配管
や、冷却水用配管、タンクローリ等に広く適用すること
ができる。

【００４０】さらに、上記実施形態においては、軟化し
たＣＦＲＰ２がＰＴＦＥ１の空隙に浸透して接着するよ
うに、真空装置等により真空状態にして加圧する真空成
形を用いて複合体３を製造するようにした場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図４に示すよ
うに、ＰＴＦＥ１とＣＦＲＰ２とを積層し、これらを、
離型フィルムの役割を果たすＦＥＰフィルム４によって
挟みこんだ状態で、プレス機２０によりプレスして製造
するプレス成形を適用するようにしてもよい。このプレ
ス成形を用いる場合、成形する複合体３の形状が単純で
あれば、より一層容易に複合体３を製造することができ
る利点を得ることができる。また、ＰＴＦＥ１がしなや
かな特性を有するため、真空装置等により真空状態にし
て加圧する真空成形や、複雑な型を使用してプレス機に
より、容易に複合体３を製作することができる。

【００４１】またＰＴＦＥ１に対して機械加工を加える
シール面形成工程をさらに追加することにより、平滑性
に優れた平坦面を形成することができるので、この平滑
面を用いて、フランジシール面など、高いシール性を要
求される部品に、本発明を適用することができるように
なる。これにより、例えばロケットタンクのように、極
低温環境下で使用されるためにゴムシールが使用できな
いような場合であっても、平滑なシール面を確保できる
ことから、通常の金属製Ｏリング等の静的シールを使用
することができるようになる。

【００４２】このようなシール面形成工程によりシール
面を形成させたフランジシール面の一例を、図５に示
す。同図において、本発明を適用して製造された一対の
複合体３０，３１間のシール面が、それぞれ符号３０
ａ，３１ａであり、これらは機械工によって例えばミク
ロンオーダーの平滑性を備えている。そして、これら
は、図示されないファスナによって互いに締結されるこ
とで、両シール面３０ａ，３１ａが互いに密着し、これ
らの間を漏れなくシールすることができるようになって
いる。なお、複合体どうしの締結に限らず、どちらか一
方を金属部品のフランジとし、この金属のフランジと、
シール面が形成された複合体とを例えばファスナによっ
て互いに締結させるものとしてもよい。この場合におい
ても、両者の間を漏れなくシールすることが可能であ
る。

【００４３】次に、本発明の第２実施形態の説明を、図
６を参照しながら以下に説明する。同図に示す本実施形
態の複合体４０は、金属、樹脂、コンクリート等の被接
着部材４１に対し、非接着性材料の多孔質膜である四フ
ッ化エチレン４２（以下、これを単にＰＴＦＥ４２と称
する）を、所定範囲の温度に加熱することによって粘度
が低下する接着樹脂部材４３（例えば炭素繊維強化プラ
スチックなど。以下、これを単にＣＦＲＰ４３と称す
る）を介在させて接着したものである。

【００４４】このＰＴＦＥ４２は、上記第１実施形態の
ＰＴＦＥ１と同様の材料である。すなわち、表面に多数
の空隙を有する非粘着性の多孔質物質であり、化学薬品
に対して溶解や膨張が見られない、極めて優れた化学的
安定性を有しているとともに、摩擦係数が小さく優れた
摺動性を有し、絶縁性にも優れている反面、他の材質の
物質と接着して複合体を形成するのが困難な性質を有す
るものである。それ故、従来では、金属、樹脂、コンク
リート等の被接着部材４１に対して接着するのは困難で
あった。

【００４５】これに対し、本実施形態の複合体４０は、
ＣＦＲＰ４３を介在させることにより、被接着部材４１
に対するＰＴＦＥ４２の接着を可能としている。すなわ
ち、ＰＴＦＥ４２及びＣＦＲＰ４３間の接着は、上記第
１実施形態で説明したように、これらを互いに重ね合わ
せてから加熱し、ＣＦＲＰ４３の粘度が低下した状態で
加圧することで、行うことができる。また、ＣＦＲＰ４
３及び被接着部材４１間の接着は、接着剤などの周知の
手段により、行うことができる。したがって、従来であ
れば接着が困難であったＰＴＦＥ４２を、幅広い材質の
被接着部材４１に接着させることができるので、新しい
特性を有する複合体４０を容易に製造することができる
ようになる。なお、ＰＴＦＥ４２及びＣＦＲＰ４３間の
接着と、ＣＦＲＰ４３及び被接着部材４１間の接着と
は、どちらを先に行っても良いし、または、必要に応じ
て同時に行うものとしても良い。

【００４６】次に、本発明の第３実施形態の説明を、図
７を参照しながら以下に説明する。同図に示す本実施形
態の複合体５０は、上記第１実施形態の変形例に相当す
るものであり、所定範囲の温度に加熱することによって
粘度が低下する複数枚の前記ＣＦＲＰ２（第３の樹脂部
材）と、これらＣＦＲＰ２間に配置され、非接着性材料
の多孔質膜でなる前記ＰＴＦＥ１（第４の樹脂部材）と
を、多層に重ね合わせて接着したものである。

【００４７】すなわち、この複合体５０は、各ＣＦＲＰ
２及び各ＰＴＦＥ１を交互に重ね合わせてから加熱し、
各ＣＦＲＰ２の粘度が低下した状態で、これらＣＦＲＰ
２及びＰＴＦＥ１を加圧して互いに接着させることで、
多層構造の複合体５０を構成したものである。この構成
によれば、従来のような、化学的または電気的な特殊処
理を用いることなく、容易に製造することができるの
で、被接着部材である各ＣＦＲＰ２と、非接着性材料で
ある各ＰＴＦＥ１とを接着してなる複合体５０を、容易
かつ低コストに製造することが可能となっている。

【００４８】なお、本発明は、上記第２実施形態及び上
記第３実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣
旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えること
が可能である。例えば、上述した実施の形態では、ＣＦ
ＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）を用いるようにした
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、所定範
囲の温度に加熱することによって粘度が低下する樹脂材
料をマットリックスとした複合体であれば、その他の熱
硬化性樹脂または熱可塑性樹脂などの種々の樹脂材料あ
るいは、ガラス繊維、アラミド繊維等の強化繊維を広く
用いることができる。また、このような複合体の用途と
しても、ロケットタンクに限らず、耐薬品性や、優れた
摺動性および絶縁性などの特性を生かし、樹脂を通す配
管や、冷却水用配管、タンクローリ等に広く適用するこ
とができる。

【００４９】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載の複合体は、非
接着性材料の多孔質材料でなる第１の樹脂部材と、所定
範囲の温度に加熱することによって粘度が低下する第２
の樹脂部材とを具える構成を採用した。この構成によれ
ば、従来のような、化学的または電気的な特殊処理を用
いることなく、容易に製造することができるので、被接
着部材である第２の樹脂部材に対して、非接着性材料で
ある第１の樹脂部材を接着してなる複合体を、容易かつ
低コストに製造することが可能となる。しかも、例え
ば、第１の樹脂部材の一例として四フッ化エチレン等の
フッ素樹脂を用いた場合には、このフッ素樹脂が、化学
薬品に対して溶解や膨張が見られない、極めて優れた化
学的安定性を有しているとともに、摩擦係数が小さく絶
縁性にも優れた樹脂材料であるため、耐薬品性を向上す
ることができるとともに、他の物質との摺動性も向上す
ることができるようになる。

【００５０】本発明の請求項２に記載の複合体は、金
属、樹脂、コンクリート等の被接着部材に対し、非接着
性材料の多孔質膜でなる樹脂部材を、所定範囲の温度に
加熱することによって粘度が低下する接着樹脂部材を介
在させて接着する構成を採用した。この構成によれば、
被接着部材に対して非接着性材料を接着してなる複合体
において、従来のような、化学的または電気的な特殊処
理を用いることなく、容易に製造することができるの
で、製造容易かつ低コストな複合体とすることが可能と
なる。しかも、例えば、非接着性材料の多孔質膜でなる
樹脂部材の一例として四フッ化エチレン等のフッ素樹脂
を用いた場合には、このフッ素樹脂が、化学薬品に対し
て溶解や膨張が見られない、極めて優れた化学的安定性
を有しているとともに、摩擦係数が小さく絶縁性にも優
れた樹脂材料であるため、耐薬品性を向上することがで
きるとともに、他の物質との摺動性も向上することがで
きるようになる。

【００５１】本発明の請求項３に記載の複合体は、所定
範囲の温度に加熱することによって粘度が低下する複数
の第３の樹脂部材と、これら第３の樹脂部材間に配置さ
れ、非接着性材料の多孔質膜でなる第４の樹脂部材とを
具える構成を採用した。この構成によれば、従来のよう
な、化学的または電気的な特殊処理を用いることなく、
容易に製造することができるので、被接着部材である各
第４の樹脂部材と、非接着性材料である各第３の樹脂部
材とを接着してなる複合体を、容易かつ低コストに製造
することが可能となる。

【００５２】本発明の請求項４に記載の複合体の製造方
法は、一面上に第１および第２の樹脂部材を積層し、こ
の積層した第１および第２の樹脂部材を加熱した後、第
２の樹脂部材の粘度が低下した状態で、これら第１およ
び第２の樹脂部材を加圧して接着させる方法を採用し
た。この方法によれば、化学的または電気的な特殊処理
を施すことなく、容易かつ低コストに複合体を製造する
ことが可能となる。これとともに、この複合体の製造方
法によれば、軟化した第２の樹脂部材を第１の多孔質の
樹脂部材に浸透させて接着するため、接着工程における
硬化時の熱膨張差による熱応力によって冷却時に剥離す
るのを防止することができ、接着強度を向上することが
可能となる。

【００５３】また、請求項５に記載の複合体の製造方法
は、請求項４に係る複合体の製造方法における積層工程
で、積層した最上層の第１または第２の樹脂部材上に密
閉手段を積層し、この密閉手段によって密閉された第１
および第２の樹脂部材を真空状態にする方法を採用し
た。この方法によれば、積層した第１および第２の樹脂
部材を圧縮して加圧するため、これら第１および第２の
樹脂部材を容易にかつ均一に加圧することができる。こ
れにより、製造する複合体の品質を向上させることがで
きる。

【００５４】また、請求項６に記載の複合体の製造方法
は、請求項４または請求項５に係る複合体の製造方法に
おける積層工程において、第２の樹脂部材上に第１の樹
脂部材が積層される場合、この第１の樹脂部材上に第２
の樹脂部材の漏れを防止する漏れ止め手段を積層する方
法を採用した。この方法によれば、軟化した第２の樹脂
部材が、第１の樹脂部材の空隙からあふれて漏れ出るの
を防止するため、製造する複合体の品質を安定させるこ
とができる。また、このようにして、軟化した第２の樹
脂部材が漏れ出た際に処理する手間を未然に回避できる
分、製造効率を格段と向上するとともに低コスト化を図
ることができる。

【００５５】また、請求項７に記載の複合体の製造方法
は、請求項４から請求項６のいずれかに係る複合体の製
造方法における上記接着工程で、第２の樹脂部材の粘度
が低下した状態を保つ時間に応じて、第１の樹脂部材に
対する第２の樹脂部材の接着率を大きくする方法を採用
した。この方法によれば、粘度が低下した状態を保つ時
間によって、第１の樹脂部材に対する第２の樹脂部材の
浸透率を調整するため、必要に応じて複合体の接着強度
を調整して製造することができる。

【００５６】また、請求項８に記載の複合体の製造方法
は、請求項４に係る複合体の製造方法における接着工程
で、第１および第２の樹脂部材をプレスにより加圧して
接着させる方法を採用した。この方法によれば、成形す
る複合体の形状が複雑である場合、複合体をより一層容
易かつ低コストに製造することができる。

【００５７】また、請求項９に記載の複合体の製造方法
は、請求項４から請求項８のいずれかに係る複合体の製
造方法において、上記複合体の上記第１の樹脂部材に対
し、機械加工でシール面を形成するシール面形成工程を
さらに具える方法を採用した。この方法によれば、平滑
なシール面を容易に形成することが可能になる。これに
より、例えば低温環境下で使用されるためにゴムシール
が使用できないような場合であっても、平滑なシール面
を確保できることから、通常の金属製Ｏリング等の静的
シールを使用することができるようになる。

【００５８】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項１に記載の複合体、または、請求項４から請求項９の
何れかに記載の複合体の製造方法で製造された複合体を
用いる構成を採用した。この構成によれば、製造容易か
つ低コストな複合体を採用しているため、ロケットタン
クの製造コストを安価にすることが可能となる。しか
も、用いられる素材が樹脂であることから、従来の金属
製に比較して格段に軽量化することも可能となってい
る。さらには、例えば、第１の樹脂部材の一例として四
フッ化エチレン等のフッ素樹脂を用いた場合には、この
フッ素樹脂が、化学薬品に対して溶解や膨張が見られな
い、極めて優れた化学的安定性を有しているとともに、
摩擦係数が小さく絶縁性にも優れた樹脂材料であるた
め、搭載する推進剤に対する化学的反応を未然に回避す
ることができ、耐薬品性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態による複合体の構成を
示す概略全体斜視図である。

【図２】 従来の複合体の構成を示す概略全体斜視図で
ある。

【図３】 本発明の第１実施形態による複合体の製造方
法の説明に供する概略断面図である。

【図４】 本実施形態における変形例の説明に供する概
略構成図である。

【図５】 本実施形態における変形例の説明に供する断
面図である。

【図６】 本発明の複合体の第２実施形態を説明する断
面図である。

【図７】 本発明の複合体の第３実施形態を説明する断
面図である。

【符号の説明】

１ ＰＴＦＥ（第１の樹脂部材，第４の樹脂部材） ２ ＣＦＲＰ（第２の樹脂部材，第３の樹脂部材） ３ 複合体 ４ ＦＥＰフィルム（漏れ止め手段） ５ ナイロンフィルム（密閉手段） ５ａ 孔 １０ 接着剤 １１ 複合体 ２０ プレス機 Ｔ 一面 ３０ａ，３１ａ シール面 ４１ 被接着部材 ４２ ＰＴＦＥ（多孔質膜でなる樹脂部材） ４３ ＣＦＲＰ（接着樹脂部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 誠 宮城県角田市君萱宇小金沢１ 独立行政法 人航空宇宙技術研究所 角田宇宙推進技術 研究所内 (72)発明者 須藤 孝幸 宮城県角田市君萱宇小金沢１ 独立行政法 人航空宇宙技術研究所 角田宇宙推進技術 研究所内 (72)発明者 山下 政之 愛知県名古屋市港区大江町10番地 三菱重 工業株式会社名古屋航空宇宙システム製作 所内 (72)発明者 岸本 和昭 愛知県名古屋市港区大江町10番地 三菱重 工業株式会社名古屋航空宇宙システム製作 所内 Ｆターム(参考） 4F100 AB01C AE00C AK01B AK01C AK18 AR00C BA03 BA07 BA10A BA10C DH01 DH02 DJ00A GB16 JA06B 4F211 AD05 AD29 AG03 AH31 AM28 AP05 TA01 TA13 TH03 TH06 TH10 TQ01 TQ07 TQ10

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも二つの物質を接着してなる複
   合体において、 非接着性材料の多孔質膜でなる第１の樹脂部材と、 所定範囲の温度に加熱することによって粘度が低下する
   第２の樹脂部材とを具えることを特徴とする複合体。
2. 【請求項２】 金属、樹脂、コンクリート等の被接着部
   材に対し、非接着性材料の多孔質膜でなる樹脂部材を、
   所定範囲の温度に加熱することによって粘度が低下する
   接着樹脂部材を介在させて接着したことを特徴とする複
   合体。
3. 【請求項３】 所定範囲の温度に加熱することによって
   粘度が低下する複数の第３の樹脂部材と、これら第３の
   樹脂部材間に配置され、非接着性材料の多孔質膜でなる
   第４の樹脂部材とを具えることを特徴とする複合体。
4. 【請求項４】 非接着性材料の多孔質膜でなる第１の部
   材と、所定範囲の温度に加熱することによって粘度が低
   下する第２の樹脂部材とを接着してなる複合体の製造方
   法であって、 一面上に上記第１および第２の樹脂部材を積層する積層
   工程と、 上記積層した第１および第２の樹脂部材を加熱し、上記
   第２の樹脂部材の粘度が低下した状態で、上記第１およ
   び第２の樹脂部材を加圧して接着させる接着工程とを具
   えることを特徴とする複合体の製造方法。
5. 【請求項５】 上記積層工程では、積層した最上層の第
   １または第２の樹脂部材上に密閉手段を積層し、当該密
   閉手段によって密閉された上記第１および第２の樹脂部
   材を真空状態にすることを特徴とする請求項４に記載の
   複合体の製造方法。
6. 【請求項６】 上記積層工程では、上記第２の樹脂部材
   上に上記第１の樹脂部材が積層される場合、当該第１の
   樹脂部材上に上記第２の樹脂部材の漏れを防止する漏れ
   止め手段を積層することを特徴とする請求項４または請
   求項５に記載の複合体の製造方法。
7. 【請求項７】 上記接着工程では、上記第２の樹脂部材
   の粘度が低下した状態を保つ時間に応じて、上記第１の
   樹脂部材に対する上記第２の樹脂部材の接着率を大きく
   することを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか
   に記載の複合体の製造方法。
8. 【請求項８】 上記接着工程では、上記第１および第２
   の樹脂部材をプレスにより加圧して接着させることを特
   徴とする請求項４に記載の複合体の製造方法。
9. 【請求項９】 上記複合体の上記第１の樹脂部材に対
   し、機械加工でシール面を形成するシール面形成工程を
   さらに具えることを特徴とする請求項４から請求項８の
   いずれかに記載の複合体の製造方法。
10. 【請求項１０】 推進剤により生じた高温・高圧のガス
    によって推進力を得るロケットの上記推進剤を搭載する
    ロケットタンクにおいて、 請求項１に記載の複合体、または、請求項４から請求項
    ９の何れかに記載の複合体の製造方法で製造された複合
    体を用いることを特徴とするロケットタンク。