JP2003509279A - ロケットモーター用のエラストマー処理フェノール樹脂アブレイティブ絶縁体 - Google Patents

ロケットモーター用のエラストマー処理フェノール樹脂アブレイティブ絶縁体

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Abstract

(57)【要約】 ロケットモーターの選択された成分・部品の熱絶縁に関しての用途において特に適しているエラストマー処理フェノール樹脂絶縁体、及び該エラストマー化アブレイティブ絶縁体を製造するための組成物が開示される。さらに、該組成物から形成される材料のカレンダー処理したシートを形成する関連する方法も開示される。開示される組成物の好ましい成分は、アクリロニトリルブタジエンゴム、ほう酸亜鉛、フェノールホルムアルデヒド樹脂を含み、これは硬化でき、そしてオープンエンド型ロケットモーターのドームまたはロケットモーター部品のような構造体に結合できる。本発明のエラストマー化アレイティブ絶縁体は、独立して、または他の絶縁材料と組み合わせて、例えば推進燃料の燃焼と関連する熱及び浸食性に高度に抵抗性である熱バリアを形成するのに特に適している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 技術分野 本発明は概して、燃料の燃焼中、構造体を高い温度及び圧力から絶縁するため
に使用される物質及び方法に関する。本発明は特に、宇宙産業において使用され
る固体推進薬ロケットモーターのようなロケットモーターのドーム構造体、ノゾ
ル構造体、及び点火装置構造体を含むがこれらに限定されない構造体を絶縁する
ために特に適している。
【０００２】 背景技術 固体推進薬ロケットモーターは、その中を固体推進薬の燃焼生成物が流れかつ
ノズルのスロートを通って向けられる、中心孔及び／または空洞をモーターの機
尾端に有する。燃焼は、推進薬の表面でおこり、そして生じた燃焼生成物はスロ
ートを通るとき、膨張し、そしてモーターの最も機尾端に位置するノズルの出口
コーンから放出される。燃焼生成物はロケットモーター内の高圧において亜音速
の速度から、燃焼生成物がノゾルの出口コーンを通過するときにとくに近周囲温
度において超音速に加速される。ロケットモーターによって燃焼生成物が加速さ
れかつ向けられる非常に高い速度は、ロケットモーターが取り付けられる航空機
または宇宙機を推進するために必要なスラストを提供する。
【０００３】 オープンエンド型固体推進薬ロケットモーターは典型的に、モーターの機尾端
内にはるかに大きい空洞を有し、これを機尾ドームと呼ぶ。オープンエンド型の
設計はロケットモーター内で推進薬粒の内部的幾何図形的配列を形成するために
使用される。オープンエンド型のロケットモーターを使用することによって、燃
焼生成物はノズルを出る前に９１ｍ／ｓ（３００フィート／秒）を超える速度で
機尾ドーム上で直接衝突することができる。
【０００４】 推進薬燃料が燃える高温及び高圧、典型的に２７６０℃（５０００°Ｆ）及び
１０３４１ｋＰａ（１５００ｐｓｉ）の大きさのために、ロケットモータードー
ムの内表面、並びにモーターの他の部品及び部分に、高速のガス及び燃料の酸化
され（または部分的に燃焼した）粒子の衝突に耐えることができる熱絶縁材料を
与えることが必要である。 機尾ドームの構造体は典型的にアルミニウム、アロイ鋼または繊維−樹脂複合材
料からつくられており、そしてもし直接高速で高温の燃焼ガス及び酸化された粒
子にさらされると迅速に破壊されるだろう。絶縁材料はまた、推進薬燃料の迅速
な燃焼によってつくられた大量の熱からモーターを直接囲む領域を収容しそして
保護するために役立つ。従って、絶縁材料は高速のガス及び粒子（これらは非常
に絶縁材料に対して浸食性である）の衝撃に耐えられなければならないのみなら
ず、ロケットモーターの点火時の高温及び高圧にさらされたときに耐えられなけ
ればならない。
【０００５】 ロケットモーターはノズル出口コーンを有し、これはモーターの燃焼ガスを方
向づけ航空機から離れさせる。そのような出口コーンは固定タイプのコーンであ
ることができ、これは典型的には機尾またはドームの後尾部分に動かせないよう
に取り付けられている。代りに、そしてしばしば、出口コーンは可変角度または
方向変換可能（ベクトラブル：vectorable）型のコーンであることができ、これ
は旋回可能にドームの機尾部分に取り付けられており、このため出口コーンは選
択された範囲内で角度的に動作でき、すなわちモーターを取り付けた航空機を方
向変換または操縦して乗物のさらに方向制御を与えることができる。典型的には
、ベクトラブル型のノズルの出口コーンは０°〜１０°の範囲内で方向を変える
ことができる。固定タイプであるか方向変更可能タイプであるかを問わず、出口
コーンは典型的には、ドームの機尾部分に直接結合され、そしてしばしばモータ
ーの中心線または縦軸から予め選択された角度で傾斜している。このことは、モ
ーターが主または中心の宇宙乗物のための高い打ち上げ能力を提供するために、
ストラップオンブースターロケットとして形成されているときに真実である。モ
ーターの中心線または縦軸からの１０°以下の傾斜角がしばしば使用される。し
かし、他の傾斜角度も必要であれば使用できる。この傾斜はしばしば、多ブース
ターロケットを有する航空機において必要であり、航空機それ自体または隣接し
て取り付けれたモーターの加熱またはスコーチを防止するために航空機の中心線
から出て行く炎を遠ざけるように方向づけるために必要である。
【０００６】 このように、オープンエンド型のロケットモーターのドーム、並びにドームの
内部に収容された絶縁体は、モーターの出口コーンが予め選択された角度で傾斜
でき、そして／または予め選択された角度範囲内で方向が変えられるように形成
されていなくてはならない。この傾斜及び／または一定角度で維持された方向は
。ガスがノゾルスロートを通って出るように振り向けられるときに機尾ドーム内
に増加したチャーを生じる。ノゾルの傾斜の影響はまた、さらに複雑な機械加工
、追加の労働及び材料の廃物によって、より高い製造経費を生じる。
【０００７】 従来技術は、テープで巻いた炭素繊維／フェノール樹脂絶縁体の予備形成され
たリングの２〜３ケがドーム内の位置に連続した形で結合されてその中に熱絶縁
バリアを形成ている、予備形成された金属アロイから製造されているドームを利
用していた。テープ巻き型炭素−フェノール樹脂絶縁体が、過去において、厚さ
が増すのでイナートウエイト（inert weight）を最小化するために、及びオープ
ンエンド型機尾ドーム上の燃焼生成物の直接の衝突に起因すると考えられる機械
的及び熱的浸食に耐える能力のために、使用されてきた。これらのリングのそれ
ぞれは通常別々に製造されるが、これは、適切な位置でドーム内に取り付けられ
るように、順次増していく直径の複雑な幾何学的配置に起因する。中空のドーム
も同様に、モーターの機尾位置またはノゾルの末端から見たときに直径が増加し
、そして前進するにつれて、すなわち推進薬燃料が燃焼するドームに向かって出
口コーンから離れるにつれて直径が増加する。
【０００８】 本発明をより良く理解または認識するために、図１及び２に示したオープンエ
ンド型の固体推進薬ロケットモーターが参照される。図１は、固定型出口コーン
を有するモーターのオープンエンド型の機尾ドーム及びノズルを示し、図２は方
向変換可能型の出口コーンを有するモーターのオープンエンド型のドーム及びノ
ズルを示す。
【０００９】 さらに詳細には、モーター２は、図１において、ドームシェル１０（これは一
般にオープンドーム領域４及びノゾルスロート領域６を収容する）、及び出口コ
ーンシェル２２（これは一般に出口コーン領域８を収容する）を備えている。ド
ームシェル１０は典型的には、予め選択された金属アロイからつくられたシェル
であり、そしてドームが密閉されそしてモーター室ケース（図示せず）に固定さ
れることができるようするフランジ部分２６を含む。出口コーンシェル２２はま
た、典型的には金属アロイでつくられ、そして出口コーン絶縁ライナー２４は典
型的には、テープ巻き型炭素繊維／フェノール樹脂複合材料からつくられている
。出口コーン２２がモーターの水平縦中心線からはなれて広がることができるよ
うにドームが形成されているべき傾斜または角度を角度αと呼ぶ。前述のように
、角度αは０〜約１０°の範囲であることができるが、いずれの適切な角度でも
よい。
【００１０】 図１からわかるように、ノズルスロート領域６は、一体スロート入り口（ＩＴ
Ｅ）１８によって定義されており、ＩＴＥは典型的に３方向または４方向のテー
プ巻き型炭素−炭素複合材料から形成され、単方向のテープ巻き型炭素繊維／フ
ェノール樹脂材料から典型的に形成されたノズルスロート絶縁材料２０によって
外部的に支持されている。
【００１１】 図１からはまた、ドーム領域４が機尾ドーム絶縁材料１４によって定義され、
この絶縁材料は一体スロート入り口１８の裏のドームシェル１０のさらに機尾部
分を裏打ちする。前方のドーム絶縁材料１６は機尾絶縁材料１４と、界面ジョイ
ント１５において接し、そしてシェル１０をフランジ２６の前方のジョイント界
面１５から絶縁的に裏打ちする。絶縁材料１４及び１６の背後、従って絶縁材料
１４及び１５とドームシェル１０との間に位置するものが剪断プライ層１２であ
る。剪断プライ層１２は典型的に、シリカ粉末またはアラミド繊維（例えばKevl
ar(R)材料からつくられた繊維）のいずれか、及びエチレンプロピレンジエンモ
ノマー（ＥＰＤＭ）（これは多数の供給業者から商業的に入手できる）のような
硬化可能なポリマーを含むエラストマー材料から形成される。剪断プライ層１２
は、いくぶん固いドーム絶縁材料１４及び１６とドームシェル１０の内表面の間
に、ロケットモーターが点火されたときにクッションを与える。
【００１２】 ドームシェル１０、剪断プライ層１２、機尾ドーム絶縁体１４及び前方ドーム
絶縁体１６の建設は一般に次の通りである。剪断プライ１２は典型的に、カレン
ダー処理したシートをドームシェル１０の内表面に適合するように適切な大きさ
及び形状に切断及びトリミングすることによって、ドームシェル１０の本質的に
全部の内表面に手で敷設される。Lord Corpから入手できるChemlok(R)205プライ
マー及びChemlok(R)236接着剤のような接着系が、剪断プライ層とドームシェル
１０の内表面との間の適切な結合を確保するために使用される。剪断プライ層１
２を適切に敷きトリミングしてドームシェル１０の内輪郭に適合させた後、剪断
プライ層及びドームシェルを減圧バッグ処理し、そしてオートクレーブ加熱して
剪断プライ層１２をドームシェル１０の内表面上に硬化結合させる。硬化後、剪
断プライ層の曝露表面を最終外形、そしてそれに結合される絶縁材料を収容する
ために適切な表面仕上げに、機械加工する。
【００１３】 ドーム絶縁体１４及び１６は、従来既知の物質及び方法に従ってつくられ、そ
して最初に、それぞれの絶縁体の内表面に相当する予め選択された外形及びサイ
ズを有する作業マンドレルの周りに例えばフェノールホルムアルデヒド樹脂で含
浸された炭素化レイヨン繊維を含むテープを敷設または巻くことによって形成さ
れる。そのようなテープまたはテープ巻き材料は通常、本技術内で、テープ巻き
型（tape-wrapped）炭素フェノール樹脂複合材料と呼ばれる。そのようなテープ
巻き型炭素フェノール樹脂材料は、製造が困難であり、そして以前の供給者がそ
のような材料の準成分の製造するのを終了したかまたはそのような原料がもはや
事業ではなくなったので、ますます商業的に入手することが困難になっている。
そのような前駆材料テープはもともと、North America Rayon Corp. (NARC)とい
うNorth America Rockwell Corp.の繊維製造部門で製造されていたが、その部門
は既に事業がない。繊維テープは、炭化されフェノール樹脂で含浸されたとき（
Fiberite プロダクト番号MX 4926）は１ポンドあたり１００．００米国ドル（ｋ
ｇあたり２２０米国ドル）以上で販売するが、現在ではそのようなテープを販売
している米国の供給業者はいない。ＮＡＲＣがその前駆物質繊維の製造を終了す
る計画を発表したときに、炭素繊維前駆物質の多年の供給品が、多くの会社によ
って購入され買いだめされた。かわりに、レイヨン繊維がCYDSA Corporation（
メキシコに本拠をおく供給業者）から入手できるが、それについてはＣＹＤＳＡ
が本産業内で保証された売り主として認可されるためには十分には義務的な資格
及び証明はいまだされていない。しかし、一旦適切で適度に適格なレイヨン繊維
が得られると、レイヨン繊維は最初にクロスまたはテープに織られなければなら
ず、そしてさらに、フェノールホルムアルデヒド樹脂で含浸される前に熟練を要
する（そしてしばしば見つけることが困難な）炭素化施設によってさらに炭素化
されなければならない。そのような樹脂は、Borden Corp.からのPart no. SC1-0
08またはAshland Chemical Corp.からのpart no. 91LDとして、いずれかから入
手できる。炭素繊維をフェノール樹脂で含浸するために過去に使用された一つの
施設はミネソタ州ウィノーナのFiberite Corpである。しかし、実際問題として
、そのような炭素樹脂複合材料が適切に調製された適切な品質の最終製品を与え
るのは非常に困難である。
【００１４】 代替の炭素化繊維前駆物質であるポリアクリニトリル（ＰＡＮ）を組み込む試
みは、良好な浸食抵抗及び適切な熱性能にもかかわらず不首尾であった。ＰＡＮ
繊維は、テープに織られ、そしてフェノール樹脂で含浸されたときに、劣った機
械的性質をこうむる（すなわち、低い層間クロスプライ及び剪断強度）。
【００１５】 炭素繊維が炭化され、そしてフェノール樹脂で含浸された後、それは最初にそ
れぞれの大きさにされたマンドレルの周りに巻かれて、独立に予備形成された絶
縁体１４及び１６になる。それぞれのテープ巻き型絶縁体を保持するマンドレル
プリフォームは、減圧バッグ処理され、そして絶縁体プリフォームは次にオート
クレーブで硬化される。オートクレーブで硬化またはハイドロクレーブで硬化さ
れると、独立して大きさが決められそして形成された絶縁体１４及び１６がその
それぞれのマンドレルから取り出される。その後、中空のボウル型の絶縁体は、
その中に予め取り付けられた剪断プライ層１２に形が適合するドームシェル１０
を有するように、各絶縁体の裏または外側表面を形成するために、機械加工され
る。さらに、ジョイント界面、例えば図１中に１５及び１９として示されるジョ
イント界面を機械加工して、ドームシェル１０内の隣り合う絶縁体に協同的に接
するための適切な表面を提供する。この機械加工は、機械加工時間、それに伴う
熟練した労働及び除かれるべき（単に廃棄される）物質の量のために、かなり高
額である。この機械加工の経費は特に、機尾絶縁体１４の製造に関して増大する
。この機尾絶縁体１４は、ノズルスロート領域６及び出口コーン領域８を選択さ
れた角度αに傾斜させることができるために必要な最終外形を与えるために過度
に機械加工されなければならない。図１のドーム領域４の下部を検査すると、大
き方の直径の絶縁体１６は一般にモーターの縦方向中心線のまわりに対称である
ことがわかる。しかし、小さい方の直径の絶縁体１４は、一体スロート入り口１
８によって定義されるノズルスロート６、及び出口コーン２２及びライナー２４
によって定義される出口コーン領域８が下に向かって伸びて必要な傾斜αを与え
るように、縦方向中心線の周りに非対称である。絶縁体１４のこの非対称形状は
、絶縁体１４のプリフォームから機械加工される過度の量の材料を必要とする。
それはプリフォームが、マンドレル上に樹脂含浸炭素繊維テープが適切に敷設さ
れるために対称の素材として最初に形成され得るからである。すなわち、絶縁体
１４は最初に、中心の欠損した対称中空ボウルとしてつくられなければならず、
次に、ドームシェル１０の内部及び予め設置された剪断プライ層１２と適合する
ための必要な傾斜または角度をつけた形状を有する絶縁体を提供するために、高
価で困難な多軸機械加工によって、予備形成されたボウルの裏側の多くの部分（
オリジナルの材料の５０％まで）が取り除かれなければならないからである。
【００１６】 ドーム絶縁体１４及び１６のそれぞれの界面及び背面が機械加工されると、絶
縁体１４は最初に剪断プライ層１２の内側に向いた表面に対してドーム１０内に
設置及び結合され、そして一体スロート入り口１８に対して縦に配置される。カ
リフォルニア州ピッツバーグのHysol-Dexterから入手できるEA-934NAまたはEA-9
394のような建物用エポキシ接着剤が、絶縁体１４の剪断プライ層１２への接着
のために、そして絶縁体１４の機尾端と一体スロート入り口１８の前端との間の
界面を結合する際に典型的に使用される。絶縁体１４がドームシェル１０内に配
置されると、大きいほうの直径の絶縁体１６が次に剪断プライの残りの曝露され
た部分に、かつ機尾絶縁体１４の前方端に対して設置・結合されて、結合界面１
５（第２結合ラインとも呼ばれる）を絶縁体１４及び１６の２つの隣接する端部
の間に形成する。典型的には、前述のEA-934NAまたはEA-9394のような同じエポ
キシ接着剤が、剪断プライ１２の内部に向いている表面に対して絶縁体１６を結
合するため、及び絶縁１６の機尾端と絶縁体１４の面報端との間の界面１５を結
合する際の結合剤として使用される。ドーム絶縁体１４及び１６は十分に硬化さ
れてそして剪断プライ層１２（これは予めドームシェル１０に結合されている）
に結合される。最後に、ドーム絶縁体１４及び１６の内表面を、最終の外形及び
表面仕上げ（この中にドーム領域４が含まれる）に機械加工する。その後、完成
したドームアセンブリーはロケットモーター（これに出口コーンアセンブリー２
２／２４を含む他の部品が固定される）の主たる部品といて取り付けられる用意
が整う。
【００１７】 次に図面の図２を参照すると、これは方向変換可能なタイプ、または可動の出
口コーンを有するオープンエンド型ロケットモーター３２を示す。モーター３２
は３種のドーム絶縁体（ここで機尾絶縁体４４、中間絶縁体４６及び前方絶縁体
４８と呼ぶ）を有するドームシェル４０によって定義されるドーム領域３４を有
する。モーター３２は、さらに、一体スロート入り口５０及びスロート支持絶縁
体５２を備えている。スロート領域の外周の周りに位置するものが旋回機構であ
り、これは出口コーンアセンブリー５４／５６が予め選択された範囲内で旋回さ
れることを許容する。図１に示すように、モーター２によって、フランジ部分６
０を有するドームシェル４０は典型的に金属アロイで形成され、そしてノズルス
ロート領域３６及び出口コーン領域３８が、モーター３２の縦中心線に関して予
め選択された角度に傾斜されることを許容するように形成されている。ジョイン
ト界面４５及び４７におけるように、端と端が連続した様式で設置された３つの
ドーム絶縁体４４、４６及び４８があること、及び、３つのドーム絶縁体４４、
４６及び４８がモーター３２のドームシェル４０内に結合された剪断プライ層４
２の内表面に対して結合されていることを除き、モーター２のドームシェル内の
剪断プライ層１２に結合された２つだけのドーム絶縁体と比較して、ドームシェ
ル４０内の剪断プライ層４２及びドーム絶縁体４４、４６及び４８を構築及び設
置するための前述の材料及び手順は、剪断プライ層１２及びドーム絶縁体１４及
び１６についてのものと本質的に同じである。図１に示すモーターの非対称機尾
ドーム絶縁体１６でのように、図２に示すモーターの非対称機尾ドーム絶縁体４
４はその上に、ノゾルスロート領域３６と出口コーン領域３８の傾斜角度と適合
するように絶縁体４４が適切に形成されているために、過度の多軸機械処理が実
施されていなければならない。しかし、３つのドーム絶縁体が好ましいので、も
し必要なければ、傾斜した及び／または方向転換可能な型の出口コーンを有する
ように設計されたモーターについて、関連する製造、労働帯び材料の廃棄率が比
例して増加される。
【００１８】 クローズドエンド型のロケットモーターにおいて、推進薬燃料は、機尾ドーム
の空洞の大部分を満たし、それによって、前述し、かつ図１及び図２に示した「
オープンエンド」型のモーター幾何学配置と比較して、クローズドエンド型のモ
ーター幾何学配置を生じる。クローズドエンド型のロケットモーターにおいては
、推進燃料は直接、絶縁材料及び／またはエラストマーライナー、または応力除
去フラップ（これが次に絶縁材料に結合される）に結合される。クローズドエン
ド型のロケットモーター内に組み込まれる構造体の内部絶縁体を形成するために
絶縁室内に過去において使用された物質は、Molding Compound, Rubber, Butadi
ene Acrylonitrile, with Phenolic and Boric Acid, Compounding of, の題名
がつけられたunclassified Department of the Navyデータシートの表１−１（
第１回改訂が１９６６年１０月１３日であり、１９６７年９月２１日に変更）に
記載されている。簡便のため、この表を表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】 ゴムのための配合物は典型的に重量部数（ＰＢＷ）によって示される。配合物
の加硫性（加硫可能）のゴム部分（この場合はHycar 1051）は任意に１００の重
量部数で与えられ、そして全ての他の成分は加硫性のゴム１００重量部に対して
の量として示される。
【００２１】 本題の従来技術の成形コンパウンドを製造するために必要な上に列挙した成分
は商業的に入手でき、そしてそのような成分を組み合わせる方法は、このデータ
シート中にさらに詳述され、ここに参照によって組み込まれる。上記の成形コン
パウンドから形成された絶縁材料は、クローズドエンド型のモーター内の絶縁材
料として使用されるために特に設計され、試験され、そして承認された。このク
ローズドエンド型のモーター内では、この絶縁材料はそれが結合される推進燃料
と適合性である特別の適性が必要である。さらに、本技術において既知のように
、この成形コンパウンドは図６中の絶縁体１８２と類似するノゾル固定シェルを
形成するために使用されてきている。これはまた、Poseidon C3 Propulsion Tes
t Program のunclassified Department of the Navy documentのSection II (Do
cument No. SH050-A2A01HTJ, Report No. 10 dated July 1, 1971)に示されてい
る。表１に引用した従来技術の材料は、Poseidon Second Stage Motor の設計の
ための固定シェル絶縁体として使用された。クローズドエンド型モーターのため
にもともと設計され、試験され、そして承認された材料（例えば表１のもの）は
、クローズドエンド型とオープンエンド型モーターの間の設計の制約の差異によ
って、オープンエンド型のモーター内での使用のためには一般的には調査されて
きていない。クローズドエンド型ロケットモーターの設計中に組み込まれたとき
、表１の材料は厳しく制御された前点火環境にふされ、そして低温における歪み
能力の問題によって２１℃（７０°Ｆ）より高いモーター点火温度に限定される
。
【００２２】 本発明のためのオープンエンド型モーターの発火環境は−１．１℃〜３７．８
℃（３０〜１００°Ｆ）の範囲である。オープンエンド型ロケットモーターの機
尾ドームの典型的な厳しい熱−機械的浸食環境は、機尾ドーム構造体を適切に保
護するために、絶縁体の厚さの増加を招き、そしてこのため、イナートウエイト
の増加を招く。表１に引用した材料のような、優れた浸食抵抗を有するこれらの
エラストマー材料について、バッチ及び製品の再生産性及び一致性、製造上の瑕
疵（空隙）及び老化による絶縁体の亀裂の問題が、より高いリスクオプションで
あり、そしてオープンエンド型モーターの製造プログラムのために受容できない
とみなされた。
【００２３】 以下の文献は、本技術において既知のロケットモーター絶縁体の例である。Ju
niorらに発行された米国特許第４４９２７７９号は、ロケットモーター絶縁体と
して使用するためのアラミドポリマーと粉末充填剤で強化されたエラストマー組
成物と題されたアラミド繊維、粉末充填剤及び加硫性エラストマー組成物を含む
組成物により固体推進薬ロケットモーターを絶縁する方法に関する。
【００２４】 Juniorらへ発行された米国特許第４６００７３２号は、ロケットモーター絶縁
体として使用するためのポリベンズイミダゾールポリマー及び粉末充填剤で強化
したエラストマー組成物と題された、ポリベンズイミダゾールポリマー繊維、粉
末充填剤及び加硫性エラストマー組成物を含むエラストマー組成物に関する。
【００２５】 Gerrishらに発行された米国特許第４４５８５９５号は、アブレイティブ（融
蝕性）ライナーと題され、シリコーンゴムの第１層及びロケットモーターケーシ
ング及び推進薬粒子の間に位置するアブレイティブライニングの第２層を有する
末端燃焼型（end-burning）ロケットモーターに間する。
【００２６】 Rogowaskiらに発行された米国特許第４９５６３９７号は、ノボラック型エポ
キシまたはレゾール処理セルロースである結合促進剤と加硫性エラストマーとを
含む固体ロケットモーター用の絶縁ライナーと題され、加硫性エラストマー組成
物、粉末充填剤、及びセルロース結合促進剤を有する固体ロケットモーターのた
めの絶縁ライナーに関する。
【００２７】 さらに、本発明の発明者らは、以下の米国特許にも気づいている。 米国特許: Guillotらへ発行された米国特許第５３５２２１２号は、ロケットモーターの
絶縁方法と題され、熱可塑性液晶ポリマー、繊維及び粒状充填剤を含む絶縁体の
組成物に関する。
【００２８】 Guillotらへ発行された米国特許第５３９９５９９号は、低温における使用の
ためのロケットモーターのための熱可塑性エラストマー内部絶縁体と題され、熱
可塑性エラストマー、無機リン化合物、多価アルコール、シリコーン樹脂及び切
断繊維を含む絶縁体の組成物に関する。
【００２９】 Guillotらへ発行された米国特許第５４９８６４９号は、ロケットモーター用
低密度熱可塑性エラストマー絶縁体と題され、そして熱可塑性エラストマー、無
水マレイン酸変性ＥＰＤＭ及び慎重に選択された充填剤及び切断繊維を含む絶縁
体の組成物に関する。
【００３０】 Hartwellらに発行された米国特許第５７６２７４６号は、推進薬燃焼室を内部
絶縁する方法と題され、ポリホスアゼンポリマー及び有機繊維充填剤を含む組成
物に関する。
【００３１】 このように、本技術には、容易に商業的に入手でき、そして従来既知の材料及
び方法と比較して、さらに効率的に、そしてさらに経費節減的に、ロケットモー
ターの選択された構造体へ容易に形成かつ結合できる成分を有する絶縁材料への
必要性があることが認識できる。
【００３２】 ドーム構造体及び隣接するモーター部品及び航空機を保護するためにイナート
ウエイトを増すという実質的な負担無く、ロケットモーター内での推進燃料の燃
焼中に遭遇する高温、高圧及び高い粒子速度に耐えることができる絶縁材料につ
いての必要性が本技術に存在することも認識できる。本技術の他の必要性は、選
択された構造体及びロケットモーターの部品（特に非対称の形状のもの）の中に
配置される絶縁体を建造し、同時にそのような絶縁体を予備形成するために必要
な多数で複雑な工程を最小化する能力である。さらに、そのような絶縁体を建造
する際のくずまたは廃材の量を最小化すると共に、そのような絶縁体を建造する
ための困難で高価な多軸機械加工の必要性を最小化することである。
【００３３】 特別のアブレイティブ性を有すると共にオープンエンド型のロケットモーター
のある部品を熱絶縁するために特に適した熱膨張係数及び歪みモジュラスを有し
、従来既知の絶縁材料に比較して有意に低い経費で得ることができる絶縁材料へ
の本技術におけるさらなる必要性が存在する。
【００３４】 本技術における他の必要性は好ましい老化特性を有する絶縁材料に対するもの
である。すなわち、一旦絶縁体が建造されると、絶縁体が組み込まれたロケット
モーターが実際に点火される前に数年であり得、よって本技術は改善された老化
特性を有する絶縁材料を有することから利益を得るだろう。
【００３５】 本技術内の他の必要性は、そのような絶縁材料を形成するコンパウンドが容易
に混合でき、均一に分散した成分を有し、そしてそれは一貫して高い品質の絶縁
製品を繰り返し与える有効な絶縁材料に対するものである。
【００３６】 発明の開示 本発明は、アブレイティブ絶縁材料がその上に配置される少なくとも１つの表
面を有するロケットモーターの構造体を絶縁するための方法を提供する。本方法
は、選択された構造体の少なくとも１つの表面上に硬化性アブレイティブ絶縁材
料の少なくとも１つの層を配置することを含む。この絶縁材料は一般に、加硫性
ゴム、難燃剤（例えばほう酸亜鉛）、フェノール樹脂及び硬化系から形成され、
そして所望によってその中に強化繊維を有していてもよい。この方法は好ましく
は、以下の成分を含むがこれらに限定されないコンパウンドから形成される絶縁
材料を含む：アクリロニトリルブタジエンゴム、ほう酸亜鉛、フェノールホルム
アルデヒド樹脂、酸化亜鉛、テトラメチルチウラムジスルフィド、及びステアリ
ン酸。この絶縁材料は所望によって補助的な、または強化繊維または繊維質成分
、例えばアラミド、綿（セルロース）、サイザル、ポリベンズアミダゾール、鉱
さい綿、ナイロン、ポリエステルまたは炭素繊維を含んでいてもよい。本方法は
また、該少なくとも１つの表面上に配置された硬化性アブレイティブ絶縁材料の
少なくとも１つの層を硬化することを含む。
【００３７】 本発明はさらに、加硫性ゴム、難燃剤（例えばほう酸亜鉛）、フェノール樹脂
及び硬化系を一般的に含み、そして所望によってその中に強化繊維を有していて
もよいアブレイティブ絶縁性のエラストマー処理フェノール樹脂材料のための組
成物を提供する。好ましくは、本組成物は次の成分を含む：アクリロニトリルブ
タジエンゴム、ほう酸亜鉛、フェノールホルムアルデヒド樹脂、酸化亜鉛、テト
ラメチルチウラムジスルフィド、及びステアリン酸。好ましくは、個々の成分は
次の最大重量部数を有する：アクリロニトリルブタジエンゴム １００；ほう酸
亜鉛 ８０；フェノールホルムアルデヒド樹脂 １２０；酸化亜鉛 ５；テトラ
メチルチウラムジスルフィド ３；ステアリン酸 ２。好ましくは、粉砕されふ
るい分けされたフェノールホルムアルデヒド樹脂及びほう酸亜鉛から成る、理論
量のマスターバッチが提供され、ここでほう酸亜鉛は粉砕された樹脂を被覆し、
粉砕された樹脂がより大きい非分散性の粒子または塊になるのを防ぐ分割剤とし
て働く。この理論量のマスターバッチは、開示された組成物から絶縁材料を製造
する際に、最も大きい非分散樹脂粒子が１００メッシュのサイズを超えないこと
を確実にすることによって、高められた再現性及び品質コントロールを与える。
【００３８】 本発明はさらに、オープンエンド型ロケットモーターの内部的に絶縁された金
属ドーム構造体を建造する方法を提供する。この方法は、予め選択された硬化性
エラストマー物質から形成された剪断プライを、ドーム構造体の内表面の少なく
とも選択された部分上に配置すること、そして剪断プライ層を、ドーム構造体の
内表面の少なくとも選択された部分上に硬化・結合することを含む。さらに、本
方法は、マンドレルの周りに少なくとも１つの第１ドーム絶縁体を予備形成する
ことを含む。この第１ドーム絶縁体（単・複数）は好ましくは、予め選択された
硬化性樹脂で含浸された炭化繊維を含みかつ一般的に外表面及び内表面を有する
。この第１の絶縁体は次に予備硬化される。炭素−フェノール系、または他の高
度に浸食抵抗性で構造的に安定な材料が、ノゾルスロート領域内に流れ込む燃焼
ガスのスムーズな変移を確保するために、一体スロート入り口（ＩＴＥ）に隣接
することが必要である。本方法はさらに、第１絶縁体の少なくとも一部を最終形
状に機械加工すること、構造体の内表面の選択された部分上に予め配置・結合さ
れた剪断プライ層の内表面の選択された部分上へ第１絶縁体を位置決め・結合す
ることを含む。本方法はさらに、少なくとも１つの第２ドーム絶縁体（単・複）
を、第１ドーム絶縁体に縦方向に最も近いドーム構造体の内表面の少なくとも一
部上に配置することを含み、ここで第２ドーム絶縁体は、一般に、加硫性（加硫
可能な）ゴム成分、難燃剤（例えばほう酸亜鉛）、フェノール樹脂及び硬化シス
テムを含み、所望によって強化繊維をその中に含み得る。好ましくは、第２ドー
ム絶縁体は少なくともアクリロニトリルブタジエンゴム、ほう酸亜鉛、硬化性樹
脂、テトラメチルチウラムジスルフィド、及びステアリン酸から形成される材料
から形成される。好ましくは、該組成物は樹脂及びほう酸塩の理論量のマスター
バッチを組み込む混合方法によって調製される。第２ドーム絶縁体は次にドーム
構造体内で硬化・結合される。かわりに、第２ドーム絶縁体は最終外形に予備硬
化され、機械加工され、そしてエポキシ接着剤を使用してドーム構造体に結合さ
れる。
【００３９】 本発明はまた、構造体を熱絶縁するための熱バリアを提供する。熱バリアは、
構造体の少なくとも予め決定された部分を絶縁するために配置され、加硫性ゴム
、難燃剤（例えばほう酸亜鉛）、フェノール樹脂及び硬化系から一般に形成され
、所望によって強化繊維をその中に含み得るアブレイティブ絶縁材料を含む。好
ましくは、アブレイティブ絶縁材料は、次の成分を含む硬化性コンパウンドから
形成される：アクリロニトリルブタジエンゴム、ほう酸亜鉛、フェノールホルム
アルデヒド樹脂、酸化亜鉛、テトラメチルチウラムジスルフィド、及びステアリ
ン酸。熱バリアはまた、構造体と第２絶縁材料の間に配置されたエラストマー物
質から形成された剪断プライ層をさらに含み得、該第２絶縁材料がフェノール樹
脂で含浸された繊維質物質を含み、アブレイティブ絶縁材料の一部及び第２絶縁
材料の一部が互いに接し合って第２結合ラインを形成する。
【００４０】 図面の簡単な説明 図１は、絶縁されたドーム及び固定型出口コーンを有する、従来技術のオープ
ンエンド型ロケットモーターの断面図である。
【００４１】 図２は、絶縁されたドーム及び方向転換可能型出口コーンを有する、従来技術
のオープンエンド型ロケットモーターの断面図である。 図３は、本発明の態様を示す、固定型出口コーン及び絶縁されたドームを有す
るオープンエンド型ロケットモーターの断面図である。
【００４２】 図４は、本発明の態様を示す、方向転換可能型出口コーン及び絶縁されたドー
ムを有するオープンエンド型ロケットモーターの断面図である。 図５は、本発明の態様を示す、ロケットモーターの絶縁された点火装置ペレッ
トカップ部の断面図である。
【００４３】 図６は、本発明の態様を示す、固定鋼シェルを有するロケットモーターの絶縁
されたノズルの断面図である。 本発明の実施するためのベストモード 図面の図３及び図４は、本発明の態様を示す、絶縁材料を組み込んだ例示のオ
ープンエンド型ドームロケットモーターを示す。絶縁材料は本発明に従って各モ
ーターのそれぞれのドーム構造体またはシェル内に設置されている。図３に示す
モーター７２は、固定型の出口コーンを備えるが、図４に示すモーター１０２は
方向転換可能型出口コーンを備える。この両方のモーターの出口コーン、そして
ノズル及びドームシェルは、モーターの縦方向中心線から予め選択された角度α
で傾斜している。上述したように、この傾斜角度は０〜１０°に変えられ、そし
てこれは上述したものと同じ理由のためである。
【００４４】 図３を参照して、モーター７２は一般に内部ドーム領域７４、ノズルスロート
領域７６、及び内部出口コーン領域７８を包み、定義する。ドームシェルまたは
構造体８０（据え付けフランジ９６を有する）は剪断プライ層８２、機尾絶縁体
８４及び前方絶縁体８６（ドーム領域７４を定義するドームシェル８０の内表面
に結合されている）を備えている。モーター７２の残りは、三方向または四方向
の織られた炭素−炭素複合材料一体スロート入り口（ＩＴＥ）８８によって定義
されるノゾルスロート領域７６、一方向テープ巻き炭素−フェノール樹脂スロー
ト絶縁支持体９０、金属アロイ出口コーンシェル９２及び炭素−フェノール複合
材料出口コーンライナー（または絶縁体）９４を含み、そして図１に示した従来
技術の例示のモーターに関して前述した同じ方法及び同じ材料によって製造され
得る。
【００４５】 図４中に示されるモーター１０２は、同様に、ドーム領域１０４、ノズルスロ
ート領域１０６、及び出口コーン領域１０８を包む。金属アロイのドームシェル
１１０（据え付けフランジ１３０を有する）は剪断プライ層１１２、機尾絶縁体
１１４及び前方絶縁体１１８（ドーム領域１０４を定義するドームシェル１１０
の内表面に直接または間接に結合されている）を備えている。モーター１０２の
残りは、三方向または四方向の織られた炭素−炭素複合材料一体スロート入り口
１２０によって定義されるノゾルスロート領域１０６、一方向テープ巻き炭素−
フェノール樹脂スロート絶縁支持体１２２、金属アロイ出口コーンシェル１２４
及び炭素−フェノール複合材料出口コーンライナー（または絶縁体）１２６（こ
れは旋回機構１２８によってドームシェル１１０の機尾端に旋回可能に取り付け
られた方向転換可能型出口コーンアセンブリーを形成する）を含み、そして図２
に示した従来技術の例示のモーターに関して前述した一般的に同じ方法及び同じ
材料によって建築され得る。図３において、剪断プライ層８２は、好ましくは、
シリカ粉末またはアラミド繊維（例えばKevlar(R)材料）及び硬化性ゴム（例え
ばエチレンプロプレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ））を含むエラストマー材料か
ら形成される。この組成物はカレンダー処理されたシートとしてBurke Rubber C
ompanyから商業的に入手できる。剪断プライ層８２は好ましくは、ドームシェル
８０の内表面８１の選択された部分内に、カレンダー処理されたシートをドーム
シェル８０の内表面８１に適合するような適切なサイズ及び形状に切断及びトリ
ミングすることによって手で敷設される。Lord CorpからのChemlock(R)205及びC
hemlock(R)236の好ましい結合系が、剪断プライ層とドームシェル１０の内表面
との間の適切な結合を確保するために使用される。しかし、ドームシェル１０の
内表面の本質的に全体または全長に結合された図１示す剪断プライ１２と対照的
に、剪断プライ８２は、ドームシェル１１０の内表面のかなり小さい部分を被覆
し、そしてその結果ドームシェル１１０内に結合される機尾絶縁体１１４の前方
端をわずかに超えてはみ出るだけである。被覆されるドームシェル１１０の内表
面の表面積が小さいので、もっと縦方向に広がる図１に示す剪断プライ層１２と
比較して、剪断プライ８２の設置及びその表面外形を機械加工することに関して
、かなりの時間及び経費が節約できる。剪断プライ層８２を貼り、そしてトリミ
ングして、ドームシェル１１０内に結合される予め選択された領域に適切に適合
させたとき、得られたアセンブリーを次に好ましくは減圧バッグ処理し、そして
オートクレーブ硬化する。
【００４６】 機尾ドーム絶縁体８４は、建造工程及び好ましい材料に関して、図１に示す機
尾ドーム絶縁体１４とほとんど同じ方法で予備形成される。すなわち、オートク
レーブ硬化または所望によってハイドロクレーブ硬化されたプリフォームを建造
するために、フェノールホルムアルデヒド樹脂（例えばFiberite Corp.から入手
できるFiberiteテープ(Fiberite Product Number MX 4926)）で含浸された炭化
繊維を、マンドレル上及びその周りに敷設する。予備形成した絶縁８４が硬化さ
れると、それはそれぞれのマンドレルから取り除かれ、そして剪断プライ層８２
に適切に適合するように機械加工され、そして剪断プライ層８２に受容される。
しかし、図１の非対称絶縁体１４と異なり、図３に示す絶縁体８４は表面積がは
るかに小さく、そして縦軸に対して対称である。このように、より小さいサイズ
及び対称性によって絶縁８４は二次加工するのがはるかに簡単で製造にかかる時
間も少なく、さらに、図１に示す非対称に予備形成された絶縁体１４の機尾部分
を機械加工する際に発生する廃材の量に比べて廃棄される高価なテープ巻き材料
の量はそのように多くない。この本発明の特徴は、従来既知の手順に従って製造
された絶縁体を超えるさらなる利点を提供する。
【００４７】 機尾ドーム絶縁体８４は、外側表面が適切に機械加工されそして準備されたと
き、そしてその前方及び機尾端が機械加工されかつそのような端部を前方ドーム
絶縁体８６及び一体スロート入り口８８とそれぞれ連結するために表面仕上げし
たときに、Chemlok(R)205プライマー及びChemlock(R)236接着剤のような接着剤
で剪断プライ層８２に接合され結合される。結合界面８５（第２結合ラインと一
般的にもいう）（これはこの特別の場合に外周位置であり、ここで前方絶縁体８
６（ゴムアブレイティブ物質からつくられている）が絶縁体８４（テープ巻き炭
素−フェノール樹脂複合材料からつくられている）の前方端と接している）は好
ましくはHysol-Dexter, Inc.から入手できるEA-934NAまたはEA-9394のような接
着剤で予備被覆される。
【００４８】 次に、さらに詳細にここで議論される本発明に従うゴムアブレイティブ物質の
コンパウンドから形成されたカレンダー処理したシート（好ましくはほぼ１６８
ｃｍ（６６インチ）までの幅及びほぼ２．５ｍｍ（約１インチの１０分の１）の
厚さを有する）を、前方ドーム絶縁体８６を形成するために、好ましくはLord C
orporationから入手できるTY-PLY BNのようなゴム加硫接着剤で予備被覆した後
に、ドームシェル１１０内に敷設する。機尾ドーム絶縁体８４は対称に造形され
ているので、前方絶縁体８６はその縦軸の周りに非対称となる。しかし、ゴムア
ブレイティブ材料の接着は、シート材料は好ましくはドームシェル８０内に直接
結合され、そしてマンドレルの周りに予備形成されず、それに続いて予め選択さ
れた角度に傾斜された出口コーンを許容する最終外形に機械加工されないので、
容易に達成できる。予備形成・硬化・及び過度に機械加工されなければならかい
テープ巻き炭化繊維樹脂複合材料の代わりに、順応力のあるアブレイティブ絶縁
体ゴムシート材料の前方ドーム絶縁体８６を形成するこの一面は、本発明の他の
好ましい特性である。
【００４９】 前方絶縁体８６は、ドームシェル８０の内表面８１の少なくとも一部に敷設さ
れ、そして好ましくは剪断プライ層８２の残りの曝露された部分（または内表面
８３）を被覆する。ここで剪断プライ層８２は好ましくは、第２結合ライン８５
における強固な結合を確保するために、界面結合ライン８５の前端をわずかに超
えることが必要である。次に、ドームシェル８０及び予め設置された剪断プライ
層８２、ドーム絶縁体８４及び８６、並びに予め設置されたスロート絶縁体８８
及びスロート支持体絶縁体９０が１つのアセンブリーとして減圧バッグ処理され
、そして好ましくはオートクレーブ内でほぼ９０分間、ほぼ１４３℃（２９０°
Ｆ）の温度で、ほぼ１３７８ｋＰａ（２００ｐｓｉｇ）の圧力において、オート
クレーブ内で硬化される。
【００５０】 ドームアセンブリー（ドーム絶縁体８４及び８６を含む）が十分に硬化されそ
してその中に結合された後、ドーム領域７４を定義する絶縁体８４及び８６の内
表面が、最終外形に機械加工され、そして表面仕上げされる。その後、ドームア
センブリーが据え付けフランジ９６によってモーター室ケース（図示せず）上に
取り付けられることができ、そして／またはモーター７２の他のサブコンポーネ
ント（例えば出口コーンシェル９２及び出口コーン絶縁体９４を含む出口コーン
アセンブリー）がドームシェル８０に固定される。
【００５１】 図４に示す方向転換可能型出口コーンを有するオープンエンド型モーター１０
２の、剪断プライ層１１２、機尾ドーム絶縁体１１４、及び前方ドーム絶縁体１
１６に関して、使用される好ましい製造工程及び材料は、図３に示すモーター７
２の相当する部品を製造することに関して前述したものである。しかし、機尾絶
縁体１１４（好ましくは機尾絶縁体８４と本質的に同じ方法でテープ巻き炭素−
フェノール樹脂複合材料でつくられている）は好ましくは、図２に示す機尾絶縁
体４４がそうであったようにその縦軸の周りに（非対称に造形されているのでは
なく）対称に造形されている。さらに、機尾絶縁体１１４は、図２に示す従来技
術の相当する剪断プライ層４２に比較して剪断プライ層１１２がそうであるよう
に、相当する従来技術の機尾絶縁体４４よりもサイズが小さい。このように、モ
ーター３２が３つのドーム絶縁体、すなわち機尾絶縁体４４、中間絶縁４６及び
前方絶縁体４８を必要としたのに対し、モーター１０２は２つだけの絶縁体、好
ましくは対称の炭素−フェノール複合材料機尾絶縁体１１４、及び好ましくは非
対称のゴムアブレイティブ前方絶縁体１１８を必要とするだけであることは明ら
かであろう。このように、１つの絶縁体を完全に削除することによって、かなり
の製造及び材料コスト削減を享受することができ、さらに削除したドーム絶縁体
上のトレース可能性の文書による証拠を適切に追跡し維持するのにかかる費用の
削減も享受できる。そのようなコスト削減はまた、製造工程の初期に、前方絶縁
体８６及び１１８がドームシェル８０の内表面８１及びドームシェル１１０の内
表面１１１に結合される際にも与えられる。図１及び２に示すような、予備形成
された絶縁体及びこれに関する前方、中間絶縁体の形成マンドレルを同定し、ト
レースすることはもはや必要ではない。
【００５２】 代りに、図３及び４中に示す前方絶縁体８６及び１１８はそれぞれ、ドームシ
ェル８０及び１１０内に設置される前に、最終形状に予備硬化・機械加工される
ことができる。前方絶縁体は、本技術において既知の方法を使用して真空下に成
形することによって適切な最終形状に形成できる。好ましくはカリフォルニア州
ピッツバーグのHysol-Dexter, Inc.から入手できるEA-934NAまたはEA-9394のよ
うなエポキシ接着剤が次に、予備硬化した絶縁体を剪断プライ層８２及び１１２
上に、及び／またはドームシェル８０及び１１０上に結合するために使用される
。
【００５３】 本発明に従い、ドーム絶縁体８６及び１１８が、例としてそして限定されるこ
となく、表２に示す以下の成分から成るカレンダー処理されたシート素材からつ
くられることが好ましい。
【００５４】
【表２】
【００５５】 所望によって、フェノールホルムアルデヒド樹脂／ほう酸亜鉛のマスターバッ
チを、フェノールホルムアルデヒド樹脂及びほう酸亜鉛の適切に配当した準成分
を有する予め混合した理論量のマスターバッチとして調製する必要はないが、こ
れは品質コントロールの目的及び樹脂の分散の容易さのために高度に好ましい。
好ましい準成分のマスターバッチは、ジョージア州ディケーターのGeorgia Paci
fic CorporationによってBKR2620の名称で市販されているフェノールホルムアル
デヒド樹脂（１２０重量部で１００メッシュに粉砕）、及びカリフォルニア州ロ
サンゼルスのUS Borax Co.からFirebrake ZBの名称で市販されているほう酸亜鉛
（８０重量部）を含む。他の原料が存在でき、そして上述のコンパウンドを形成
するために必要な個々の原成分のいくつかまたは全てを与えるために代りにの原
料として入手できる。
【００５６】 一般に、以下の手順が、上述の生成分を適切に混合、粉砕、及びカレンダー処
理して本発明のゴムアブレイティブ絶縁材料のシートを形成することを確実にす
るために使用できる。
【００５７】 好ましくは、コネチカット州アンソニアのFarrel Companyから入手できる 水
冷バンバリーミキサーを、好ましくかつ安定な温度範囲内で成分を混合するため
んに使用できる。混合前に、バンバリーミキサーを溶媒で洗浄し、そして炭酸カ
ルシウムのような白色顔料をかけて過剰の溶媒を吸い取る。
【００５８】 次にアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）をミキサーに加えてそしてほ
ぼ１分間混合する。マスターバッチ、テトラメチルチウラムジスルフィド、ステ
アリン酸及び酸化亜鉛を次に加え、そしてバッチ温度がほぼ９９℃（２１０°Ｆ
）〜１１０℃（２３０°Ｆ）に達するまで混合する。この温度へ完全に混合した
後、バッチを取り出す。取り出したバッチの温度が上述の範囲であることを確認
することは、温度プローブを取り出したバッチの中に差し込むことによって達成
できる。
【００５９】 バッチを次に２ロールのミル上に置き、そして手早く０．９１ｍ×１．２ｍ（
３フィート×４フィート）の片にし、そして冷却コンベア上に掛けることによっ
て周囲温度に冷却する。材料の冷却した片を規格の要求に適合することを確かめ
るために試験する。
【００６０】 受容できる材料を次に柔軟にするために２ロールのミル上に置き、そして約２
．５ｍｍ（１０分の１インチ）の厚さ及び好ましくは約８３ｃｍ〜約１６８ｃｍ
（３３インチ〜６６インチ）の幅のシートへカレンダー処理する。カレンダー処
理中、ＮＢＲ／フェノールホルムアルデヒドのゴムシートにポリエチレンフィル
ムの薄いシートを施すことによって輸送及び貯蔵のための保護を与える。このフ
ィルムは、カレンダー処理したシートが本発明のシート材料からつくられる絶縁
体（または他の最終製品）へ形成されトリミングされるときに取り除かれる。
【００６１】 テープ巻きフェノール樹脂材料と比較して、熱移動またはチャー及び浸食を考
慮して、本発明の絶縁材料の断面厚さを修正することが必要であるかもしれない
ことは本技術における当業者に重要であるかもしれない。例えば、前方絶縁体８
６及び１１８（それぞれ図３及び４に示される）が、図１及び２に示される前方
絶縁体１６及び４８より断面がかなり厚いことは容易にわかる。この考慮は本発
明の材料からつくられる絶縁体を設計するときに検討すべきである。
【００６２】 表２に示される、表１に開示される従来技術の材料と比較した、本発明の材料
によって提供される驚くべき結果は、ほう酸をほう酸亜鉛で置換したことによる
ものである。本発明に従い製造した絶縁体について実施した試験は、ほう酸の代
りにほう酸亜鉛を使用することが材料の老化速度を減じることを示した。老化は
形成された絶縁体にとって問題である。これは老化した材料は固くなり、極限歪
み能力（すなわち、破断する前に材料がどこまで伸張するか）の相当する減少を
生じるからである。従来技術で製造した絶縁体は、老化の間に起こる歪み能力の
減少によって、モーターの点火の間に亀裂する傾向がある。絶縁体の亀裂は、計
画されていない領域に、モーターを出る高圧及び高温の燃焼ガスの通り道を形成
する。この条件は常に破滅的なモーターの破損を生じる。従来技術の材料におけ
る老化の機構は、広く検討されてきておりそしてフェノール樹脂中に見いだされ
るフェニル及びメチルアルコール機尾とほう酸との反応によることがわかってい
る。この反応は、フェノール樹脂の架橋密度を効率的に増し、これはエラストマ
ーアブレイティブ材料の歪み能力を減じる。この反応は、ほう酸を非反応性のほ
う酸亜鉛で置換する本発明の材料では起こらない。
【００６３】 本発明の材料は、硬化反応の間に生じる水が少ないという追加の利点も有する
。従来技術の材料のほう酸は、約１０％の水を含む絶縁体を製造し、これは絶縁
体の高温硬化の間に放出され得る。これに対して、本発明におけるほう酸亜鉛は
約５％の水を含む絶縁体を製造する。生じた水が、硬化中に絶縁体から除かれる
か、または硬化圧力によって組成物中に可溶化されることを確実にするために、
注意が払われなければならない。もし水が除去も可溶化もされないと、硬化圧力
が開放されたときに、それは膨張して絶縁体中に空隙を形成する。そのような望
まれない空隙は、きずとして働き、硬化した絶縁体の構造的一体性に悪影響する
。絶縁体内で可塑剤として働く可溶化された水もまた老化中に拡散して出てくる
。さらに多くの水を含む従来技術の絶縁体はかくして、より少ない水を含む本発
明の絶縁体よりも、老化中に硬くなる。
【００６４】 本発明のアブレイティブ絶縁材料はその最も一般的な形態において、ブタジエ
ンアクリロニトリル（ＮＢＲ）、フェノール樹脂、難燃剤及び選択されたゴムの
ための適切な硬化系を含むものとして記述され得る。好ましい態様のＮＢＲゴム
に追加して、他の加硫性ゴム、例えばブタジエン−スチレンコポリマー（ＳＢＲ
）、ポリクロロプレン、ポリイソプレン、ポリウレタン、ポリエピクロロヒドリ
ン、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、ポリブタジエン、塩素化
ポリエチレン、ハロブチルゴム、及び上述のポリマーのブレンドの使用のために
適切である。ほう酸亜鉛に加えた他の適正な難燃剤系は、アルミナ三水和物、及
び酸化アンチモン（塩素化炭化水素と組み合わせたもの）を含む。望まれる難燃
化の程度に依存して、１〜１５０重量部の難燃剤の範囲が、絶縁配合物中に使用
できる。好ましいフェノール樹脂はレゾール型のものであり、これは適切に硬化
するために硬化剤を必要としないが、硬化のために硬化剤を必要とするノボラッ
ク型の他の樹脂も使用できる。ノボラック型の樹脂のために、ヘキサメチレンテ
トラミンのような硬化剤が、選択された樹脂のための理論量の含量で配合物中に
含まれるべきである。いずれのタイプの樹脂についても、異なる製造業者から入
手できるいくつかの等級のものが使用し得る。フェノール樹脂の受容できる配合
量は１〜３００重量部の範囲である。所望によって、繊維が、本発明の配合物中
に含まれ得る。適切な繊維は、アラミド、綿（セルロース）、サイザル、ポリベ
ンズアミダゾール、鉱さい綿、ナイロン、カーボン及びポリエステルまたは炭素
を含む。繊維についての受容できる量は好ましくは４０重量部に限定されるが、
これはこの高い程度の強化剤が非常に固い材料をつくり、材料を加工することが
困難だからである。
【００６５】 上に開示されたコンパウンドで形成された本発明のゴムアブレイティブ絶縁材
料は、オープンエンド型ロケットモーターのドーム領域内の高温、高圧及び浸食
性の環境に耐えることができる絶縁体を提供する際に使用するために特に適して
いると説明されてきた。しかし、本発明の絶縁材料はそのような特定の用途に限
定されず、そしてロケットモーターの他の部品及び部分を絶縁するために使用で
きる。例えば、図５はロケットモーターの点火装置カップ１５２を有する点火装
置アセンブリー１５０を示し、ここで、本絶縁材料は、前方クロージャー１５４
及び点火装置ボトル１５６を含みそして絶縁している絶縁１５２としての使用に
適している。点火装置ペレットカップ１５２は、上述のように、カレンダー処理
したシートからのパターンカットから形成されており、そして金型内に敷き硬化
することができる。結合された固体推進薬点火装置粒子は１５８と呼ばれ、そし
てBKNO3ペレットは１６０である。
【００６６】 本発明のアブレイティブ絶縁材料を使用するために特に適切な他の用途は、図
６に示されるモーター内の静置ノズルシェル絶縁としての用途である。ノズル静
止シェル絶縁体１８２は同様に、シート材料から形成され、これは成形され次に
静止シェル１８８に結合されるが、所望によって、ドームシェル８０及び１１０
内のドーム絶縁体８６及び１１８を建造し、そして硬化しそして結合することに
関して上述した方法で、適切な場所に手で敷設され、減圧バッグ処理され、硬化
され、そして最終の形状に機械加工される。静止シェル絶縁体１８８に隣接する
開放空隙１８６及び結合した機尾ドーム絶縁予備成形体１９０（典型的にはアラ
ミド充填ＥＰＤＭ材料）は、前述したオープンエンド型機尾ドームの幾何学配置
のものに類似した環境を経験できる。このことは、ノズル出口コーン１８４がロ
ケットモーターの点火の間の持続時間中に方向転換されるときに特に真実である
。室内絶縁体１９２は典型的にはアラミド充填ＥＰＤＭ材料で形成される。固体
推進薬粒子は１９４で示される。さらに、本発明のアブレイティブ材料の使用は
、ロケットモーターに特に限定される必要がない。燃焼する燃料にさらされるこ
とによって生じる高温、高圧及び浸食性の環境に耐えることができる材料につい
ての必要性がある限り、宇宙産業内またはそれ以外の他の用途においてそれは使
用できる。
【００６７】 当業者は、特許請求の範囲において定義される本発明が、上述の詳細な説明に
詳述した特別の詳細によって限定されることがないことを理解し認識する。これ
らは、特許請求の範囲の精神及び範囲から逸脱することなく、多くの変更が可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、絶縁されたドーム及び固定型出口コーンを有する、従来技術の
オープンエンド型ロケットモーターの断面図である。
【図２】図２は、絶縁されたドーム及び方向転換可能型出口コーンを有する、従
来技術のオープンエンド型ロケットモーターの断面図である。
【図３】図３は、本発明の態様を示す、固定型出口コーン及び絶縁されたドーム
を有するオープンエンド型ロケットモーターの断面図である。
【図４】図４は、本発明の態様を示す、方向転換可能型出口コーン及び絶縁され
たドームを有するオープンエンド型ロケットモーターの断面図である。
【図５】図５は、本発明の態様を示す、ロケットモーターの絶縁された点火装置
ペレットカップ部の断面図である。
【図６】図６は、本発明の態様を示す、固定鋼シェルを有するロケットモーター
の絶縁されたノズルの断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｋ 5/40 Ｃ０８Ｋ 5/40 Ｃ０８Ｌ 9/02 Ｃ０８Ｌ 9/02 61/10 61/10 // Ｂ２９Ｋ 9:00 Ｂ２９Ｋ 9:00 61:04 61:04 Ｂ２９Ｌ 31:00 Ｂ２９Ｌ 31:00 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ホワイト，ウィリアム・イー アメリカ合衆国ユタ州84092，サンディー， イースト・ラスキン・コート 3285 Ｆターム(参考） 4F203 AA26 AA37 AB03 AB16 AB19 AG03 AH81 DA12 DB01 DC01 DL14 DM08 4J002 AC03W AC07W AC08W AC09W AC12W BB15W BB18W BB24W CC03X CH04W CK02W DE107 DK006 EF059 EV168 FD136 FD148 FD159 GT00

Claims (45)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ロケットモーターの構造体を絶縁する方法であって、 選択されたロケットモーター構造体の少なくとも１つの表面上に硬化性アブレ
    イティブ絶縁材料の少なくとも１つの層を配置すること、ここで該アブレイティ
    ブ絶縁材料はアクリロニトリルブタジエンゴム、ほう酸亜鉛、フェノールホルム
    アルデヒド樹脂、酸化亜鉛、テトラメチルチウラムジスルフィド、及びステアリ
    ン酸を含み、並びに 硬化性アブレイティブ絶縁材料の少なくとも１つの層を硬化すること を含む、前記の方法。
  2. 【請求項２】 アブレイティブ絶縁材料の少なくとも１つの層を該少なくと
    も１つの表面上に結合すること、並びに 該少なくとも１つの表面上に該アブレイティブ絶縁材料の少なくとも１つの層
    を配置する前に、該少なくとも１つの表面に加硫接着剤を施すこと をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 加硫接着剤を施すことが、Chemlok 205、Chemlok 236、TY P
    LY BN接着剤より成る群からの少なくとも１種を施すことを含む、請求項２に記
    載の方法。
  4. 【請求項４】 ロケットモーター構造体及び該少なくとも１つの表面上に配
    置されたアブレイティブ絶縁材料の該少なくとも１つの層を、予め決定された圧
    力において高温に曝露することによって、アブレイティブ絶縁材料の少なくとも
    １つの層を硬化すること をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 アブレイティブ絶縁材料の少なくとも１つの層を硬化するこ
    とが、ロケットモーター構造体及び該少なくとも１つの表面上に配置されたアブ
    レイティブ絶縁材料の該少なくとも１つの層を減圧バッグ処理（vacuum bagging
    ）した後に、周囲圧力よりも大きい圧力においてオートクレーブ内でアブレイテ
    ィブ絶縁材料の少なくとも１つの層を硬化することを含む、請求項４に記載の方
    法。
  6. 【請求項６】 予め選択されたエラストマー材料から形成された剪断プライ
    層をロケットモーター構造体の表面の少なくとも一部に配置すること、及び該剪
    断プライ層上に、フェノールホルムアルデヒド樹脂で含浸した炭化レイヨン繊維
    を含む予め選択された物質から形成された少なくとも１種の予備形成絶縁体を結
    合すること をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 フェノールホルムアルデヒド樹脂で含浸した炭化レイヨン繊
    維を含む予め選択された物質から形成された少なくとも１つの予備形成絶縁体を
    最初に形成し、予備形成された絶縁材料を硬化し、その後予備形成された絶縁体
    を剪断プライ層に結合することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 少なくとも１つのアブレイティブ絶縁層の端部を、少なくと
    も１つの予備形成された絶縁体の端部に対して接触させ、結合することをさらに
    含み、予め選択されたエラストマー材料から形成された剪断プライをロケットモ
    ーター構造体の表面の少なくとも一部に配置することが、硬化性エラストマー材
    料と、シリカ及びアラミドより成る群からの少なくとも１種の物質とを含む剪断
    プライ物質を配置することを含む、請求項６に記載の方法。
  9. 【請求項９】 硬化性アブレイティブ絶縁材料の少なくとも１つの層を選択
    されたロケットモーター構造体の少なくとも１つの表面上に配置することが、硬
    化性アブレイティブ絶縁材料の少なくとも１つの層をドームシェルの少なくとも
    １つの表面上に配置することを含む、請求項１に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 硬化性アブレイティブ絶縁材料の少なくとも１つの層を選
    択されたロケットモーター構造体の少なくとも１つの表面上に配置することが、
    硬化性アブレイティブ絶縁材料の少なくとも１つの層を、点火装置ペレットカッ
    プの少なくとも１つの表面上に配置することを含む、請求項１に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 硬化性アブレイティブ絶縁材料の少なくとも１つの層を選
    択されたロケットモーター構造体の少なくとも１つの表面上に配置することが、
    硬化性アブレイティブ絶縁材料の少なくとも１つの層を、ノズル定置シェルの少
    なくとも１つの表面上に配置することを含む、請求項１に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 硬化性アブレイティブ絶縁材料の少なくとも１つの層を選
    択されたロケットモーター構造体の少なくとも１つの表面上に配置することが、
    重量基準の約最大部数で次の成分 アクリロニトリルブタジエンゴム １００ ほう酸亜鉛 ８０ フェノールホルムアルデヒド樹脂 １２０ 酸化亜鉛 ５ テトラメチルチウラムジスルフィド ３ ステアリン酸 ２ を含む硬化性アブレイティブ絶縁材料の少なくとも１つの層を、選択されたロケ
    ットモーター構造体の少なくとも１つの表面上に配置することを含む、請求項１
    に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 フェノールホルムアルデヒド樹脂を粉砕し、ふるい分けす
    ること、粉砕されふるい分けされたフェノールホルムアルデヒド樹脂及びほう酸
    亜鉛を予備秤量及び予備混合して、理論量のマスターバッチ（ここでほう酸亜鉛
    はフェノールホルムアルデヒド樹脂の凝集を禁止する分割剤として働く）を形成
    すること をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 硬化性アブレイティブ絶縁材料の少なくとも１つの層を選
    択されたロケットモーター構造体の少なくとも１つの表面上に配置することが、
    繊維質成分を含む硬化性アブレイティブ絶縁材料を、硬化性アブレイティブ絶縁
    材料の少なくとも１つの層内に配置することをさらに含む、請求項１に記載の方
    法。
  15. 【請求項１５】 硬化性アブレイティブ絶縁材料の少なくとも１つの層を選
    択されたロケットモーター構造体の少なくとも１つの表面上に配置することが、
    繊維質のアラミド、綿、セルロース、サイザル、ポリベンズアミダゾール、鉱さ
    い綿、ナイロン、炭素及びポリエステルより成る群からの少なくとも１種を含む
    硬化性アブレイティブ絶縁材料の少なくとも１つの層を配置することをさらに含
    む、請求項１４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 構造体を熱的に絶縁するための熱バリアであって、該熱バ
    リアが、アクリロニトリルブタジエンゴム、ほう酸亜鉛、フェノールホルムアル
    デヒド樹脂、酸化亜鉛、テトラメチルチウラムジスルフィド、及びステアリン酸
    を含む硬化性コンパウンドから形成されたアブレイティブ絶縁材料を含む、前記
    の熱バリア。
  17. 【請求項１７】 硬化性コンパウンドの各成分の最大重量部数がほぼ、 アクリロニトリルブタジエンゴム １００ ほう酸亜鉛 ８０ フェノールホルムアルデヒド樹脂 １２０ 酸化亜鉛 ５ テトラメチルチウラムジスルフィド ３ ステアリン酸 ２ である、請求項１６に記載の熱バリア。
  18. 【請求項１８】 構造体の予め選択された表面の少なくとも一部上に硬化・
    結合されたアブレイティブ絶縁材料の複数の層をさらに含む、請求項１６に記載
    の熱バリア。
  19. 【請求項１９】 予め選択された表面が構造体の内表面である、請求項１８
    に記載の熱バリア。
  20. 【請求項２０】 構造体の内表面が一般に、絶縁される容積領域を定義する
    、請求項１９に記載の熱バリア。
  21. 【請求項２１】 第２の絶縁材料をさらに含み、該第２の絶縁材料がフェノ
    ール樹脂で含浸した繊維質物質を含み、該第２の絶縁材料がアブレイティブ絶縁
    材料に最も近い予め選択された位置に配置されている、請求項１６に記載の熱バ
    リア。
  22. 【請求項２２】 シリカ及びアラミドより成る群からの少なくとも１種の物
    質を含む、硬化性のエラストマー剪断プライ層をさらに含む、請求項１６に記載
    の熱バリア。
  23. 【請求項２３】 構造体と第２絶縁材料の間に配置されたエラストマー物質
    から形成された剪断プライ層をさらに含み、該第２絶縁材料がフェノール樹脂で
    含浸された繊維質材料を含み、アブレイティブ絶縁材料の一部及び第２絶縁材料
    の一部が互いに接し合って結合ラインを形成している、請求項１６に記載の熱バ
    リア。
  24. 【請求項２４】 剪断プライ層、アブレイティブ絶縁材料、及び第２絶縁材
    料のそれぞれが、構造体、剪断プライ層、アブレイティブ絶縁材料、及び第２絶
    縁材料より成る群の少なくとも１つの他の成分に結合されている、請求項２３に
    記載の熱バリア。
  25. 【請求項２５】 構造体がロケットモーターの部品を含む、請求項１６に記
    載の熱バリア。
  26. 【請求項２６】 ロケットモーターがオープンエンド型機尾ドームロケット
    モーターである、請求項１６に記載の熱バリア。
  27. 【請求項２７】 構造体が、熱バリアを配置することによって推進燃料の燃
    焼から絶縁される、請求項２６に記載の熱バリア。
  28. 【請求項２８】 構造体が、出口コーンへの取り付けに適合している、請求
    項２７に記載の熱バリア。
  29. 【請求項２９】 アブレイティブ絶縁材料が、繊維質の、アラミド、綿、セ
    ルロース、サイザル、ポリベンズアミダゾール、鉱さい綿、ナイロン、炭素及び
    ポリエステルより成る群からの少なくとも１種をさらに含む、請求項１６に記載
    の熱バリア。
  30. 【請求項３０】 オープンエンド型ロケットモーターの内部が絶縁されたド
    ーム構造体を製造する方法であって、 予め選択されたエラストマー物質から形成された剪断プライ層を、縦方向に広
    がるドーム構造体の内表面の少なくとも選択された部分上に配置すること、 剪断プライ層を、ドーム構造体の内表面の少なくとも選択された部分上に硬化
    ・結合すること、 一般的に外表面及び内表面を有する、予め選択された硬化性樹脂で含浸された
    繊維を含むフェノール性複合材料の第１ドーム絶縁体を予備形成すること、 第１絶縁体を予備硬化すること、 第１絶縁体の少なくとも一部を機械加工すること、 第１絶縁体の機械加工した部分を、内表面の少なくとも選択された部分上に予
    め配置・結合された剪断プライ層の内表面の選択された部分上に配置し、そして
    結合すること、 第２の硬化性のアブレイティブドーム絶縁体を、第１ドーム絶縁体に縦方向に
    最も近いドーム構造体の内表面の少なくとも一部上に配置すること、ここで第２
    ドーム絶縁体は、カレンダー処理されたシート材料から形成されているかまたは
    予め選択された厚さのものであり、重量基準で約最大部数が 硬化性ゴム成分 １００ 難燃剤 ８０ フェノール樹脂成分 １２０ 硬化系成分 １０を含み、並びに 第２ドーム絶縁体をドーム構造体内で結合及び硬化すること を含む、前記の方法。
  31. 【請求項３１】 第２ドーム絶縁体を第１ドーム絶縁体に対して接触させて
    結合界面を形成すること、及び第２ドーム絶縁体を剪断プライ層の一部の上に配
    置すること、及び第２ドーム絶縁体をそれに結合することをさらに含む、請求項
    ３０に記載の方法。
  32. 【請求項３２】 エポキシ接着剤を、第１及び第２ドーム絶縁体の間に形成
    された結合界面に施すことをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
  33. 【請求項３３】 ドーム構造体の内表面を予備コーティングすることをさら
    に含み、第２ドーム絶縁体は接着剤と共に配置される、請求項３０に記載の方法
    。
  34. 【請求項３４】 剪断プライ層をドーム構造体の内表面の少なくとも選択さ
    れた部分上に配置した後で、剪断プライ層を高温で予め選択された圧力において
    硬化することをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
  35. 【請求項３５】 予め選択された高温で予め選択された圧力においてマンド
    レルのまわりに予備形成させた後に、第１ドーム絶縁体を硬化することをさらに
    含む、請求項３０に記載の方法。
  36. 【請求項３６】 ドーム構造体の内表面の少なくとも一部上に配置した後で
    、第２ドーム絶縁体を結合することをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
  37. 【請求項３７】 第２ドーム絶縁体がその中に形成される、カレンダー処理
    したシート材料としての用途のために、 ブタジエンアクリロニトリル（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンジエンモノマー
    （ＥＰＤＭ）、ブタジエンスチレン（ＳＢＲ）、ポリクロロプレン、ポリイソプ
    レン、ポリウレタン、ポリエピクロロヒドリン、ポリブタジエン、塩素化ポリエ
    チレン、ハロブチルゴムより成る群から選択される少なくとも１種の硬化性ゴム
    、 アルミナ三水和物、ほう酸亜鉛、及びアンチモン酸化物より成る群からの少な
    くとも１種を塩素化炭化水素と組み合わせて含む、少なくとも１種の難燃剤、 レゾール型及びノボラック型より成る群から選択されるフェノール樹脂、並び
    に 選択された少なくとも１種の硬化性ゴムに適切な少なくとも１種の硬化系成分
    を含む カレンダー処理されたシート材料を選択するこをさらに含む、請求項３０に記載
    の方法。
  38. 【請求項３８】 エラストマー物質から形成された剪断プライを配置するこ
    とが、エチレンプロピレンジエンモノマーを含むエラストマー物質を含み、かつ
    シリカ及びアラミドより成る群の少なくとも１種を含む剪断プライを配置するこ
    とを含む、請求項３０に記載の方法。
  39. 【請求項３９】 第２ドーム絶縁体をドーム構造体の内表面の少なくとも一
    部上に配置することが、繊維質の、アラミド、綿、セルロース、サイザル、ポリ
    ベンズアミド、鉱さい綿、ナイロン、炭素及びポリエステルより成る群からの少
    なくとも１種を含む物質から形成された第２ドーム絶縁体を配置することを含む
    、請求項３０に記載の方法。
  40. 【請求項４０】 フェノール樹脂成分及び難燃剤成分を予備秤量及び予備混
    合して、理論量のマスターバッチ（ここで難燃剤はフェノール樹脂の凝集を禁止
    する分割剤として働き、これに他の成分がつづいて添加される）を形成すること
    をさらに含む、請求項３０に記載の方法。
  41. 【請求項４１】 アブレイティブ絶縁材料をシート素材に形成する方法であ
    って、 最大重量部数（これを超えない）が、 約１００重量部の少なくとも１種の硬化性ゴム、 約８０重量部の少なくとも１種の難燃剤、 約１２０重量部の少なくとも１種のフェノール樹脂、 約１０重量部の少なくとも１種の硬化系成分 を含む成分の組成物を、約１１０℃を超えない温度範囲内で混合すること、並び
    に 混合した組成物を粉砕し、そして粉砕（milling）した組成物を予め選択された
    厚さ及び幅のシートへカレンダー処理するこを を含む、前記の方法。
  42. 【請求項４２】 少なくとも１種のフェノール樹脂を粉砕（grinding）し、
    ふるい分けすること、粉砕されふるい分けされたフェノール樹脂及び難燃剤成分
    を予備秤量及び予備混合して、理論量のマスターバッチ（ここで少なくとも１種
    の難燃剤はフェノール樹脂の凝集を禁止する分割剤として働く）を形成すること
    をさらに含む、請求項４１に記載の方法。
  43. 【請求項４３】 成分の組成物を混合することが、 ブタジエンアクリロニトリル（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンジエンモノマー
    （ＥＰＤＭ）、ブタジエンスチレン（ＳＢＲ）、ポリクロロプレン、ポリイソプ
    レン、ポリウレタン、ポリエピクロロヒドリン、ポリブタジエン、塩素化ポリエ
    チレン、ハロブチルゴムより成る群から選択される少なくとも１種の硬化性ゴム
    を混合すること、 アルミナ三水和物、ほう酸亜鉛、及びアンチモン酸化物より成る群からの少な
    くとも１種の難燃剤を塩素化炭化水素と組み合わせて混合すること、 レゾール型及びノボラック型より成る群から選択されるフェノール樹脂を混合
    すること、並びに 選択された硬化性ゴムに適切な少なくとも１種の硬化系成分を混合すること を含む、請求項４１に記載の方法。
  44. 【請求項４４】 他の成分を添加する前に、ほぼ１分間硬化性ゴムを混合す
    ることをさらに含む、請求項４１に記載の方法。
  45. 【請求項４５】 粉砕した組成物をカレンダー処理する前に、粉砕した組成
    物をほぼ周囲温度に冷却することをさらに含む、請求項４１に記載の方法。
JP2001524408A 1999-09-08 2000-09-01 ロケットモーター用のエラストマー処理フェノール樹脂アブレイティブ絶縁体 Pending JP2003509279A (ja)

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