【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
【発明の目的】[Purpose of the invention]
（産業上の利用分野）
この発明は、ロケットモータケースの内面に貼り付けら
れて推進薬とロケットモータケースとを隔離するのに利
用されるロケットモータケース用インシュレーション材
に関するものである。
（従来の技術）
ロケットモータケースの内面に貼り付けられて推進薬と
ロケットモータケースとを隔離するインシュレーション
材は、推進薬の燃焼にともなう高温度の環境、および高
温、高速のガス流から、ロケットモータケースを熱保護
するために用いられる。また、このインシュレージ厘ン
材は、ロケットモータケースおよび推進薬のそれぞれに
対して確実な接着性能を有することが必要とされ、さら
に、モータ性能の観点からは極力軽量化する必要がある
（この種のロケットモータの構造は、例えば、ｒ航空宇
宙工学便覧ｊ 昭和５８年４月２５日増補版発行 社団
法人 日本航空宇宙学会編第６４１頁〜第６４２頁 に
図示されたものがあるが、この文献では、上記インシュ
レーション材に相当するものをライナと称している。）
。
このように、ロケットモータケース用インシュレーショ
ン材は、ロケットモータケースを熱保護するために用い
られることから、それに要求される特性としては、推進
薬の燃焼中において断熱性に優れていること、および焼
失しないこと、があげられる、そのほか、軽量化のため
に低密度であること、二ローション速度が低く耐エロー
ジヨン特性に優れていること、推進薬およびモータケー
スとの接着性が良好であること、シーテイング性が良好
であること、貼り付は作業性が良好であること、があげ
られる。
従来、この種のロケットモータケース用インシュレーシ
ョン材としては、Ｆａ維充填材として、耐熱性、耐摩耗
性、補強性の面で優れた無機繊維であってブレーキライ
ニングやバッキングシートなどにも使用されているアス
ベスト（石綿；通常はクリソタイル Ｍｇ５Ｓ ｉｚ
（ＯＨ）ａ Ｏｓ ）繊維を用い、このチョップ状の
アスベスト繊維とゴムとを混練してモータケース内面に
充填するようにしたものが使用されていた。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、このような従来のロケットモータケース
用インシュレーション材では、上述したように、チ望ツ
ブ状のアスベスト繊維とゴムとを混練して充填するよう
にしたものを使用していたため、混練および充填作業に
長時間を要するという課題があり、また、アスベスト繊
維は約６００°Ｃで結晶水が飛んでＭｇＯ，５ｉ０２粉
となることからロケット燃焼中にアスベストによる大気
汚染を引きおこすことはないものの、作業時には繊維状
のものを使用することがら混練時にアスベスト繊維が飛
散して、作業環境を悪化させるおそれがあるので、局所
排気を考慮する必要があるという課題を有していた。
（発明の目的）
この発明は、このような従来の課題にかんがみてなされ
たもので、従来のアスベスト繊維を用いたロケットモー
タケース用インシュレーション材′と同等の耐二ローシ
ョン特性、熱的および機械的特性を有していると共に、
シーテイング性および貼り付は作業性が良好であり、ア
スベスト繊維を用いる場合のように作業環境を悪化させ
るおそれもなく、アスベスト繊維を用いたものの代替品
として十分に適用できるロケットモータケース用インシ
ュレーション材を提供することを目的としている。(Field of Industrial Application) The present invention relates to an insulation material for a rocket motor case that is applied to the inner surface of the rocket motor case and used to isolate the propellant from the rocket motor case. (Prior art) Insulation material that is attached to the inner surface of the rocket motor case to isolate the propellant from the rocket motor case is protected from the high temperature environment associated with the combustion of the propellant and from the high temperature and high speed gas flow. Used to provide thermal protection for rocket motor cases. In addition, this insulation material must have reliable adhesion performance to both the rocket motor case and the propellant, and from the standpoint of motor performance, it must also be as lightweight as possible (this The structure of a type of rocket motor is illustrated in, for example, rAerospace Engineering Handbook J, expanded edition published on April 25, 1980, edited by the Japan Society of Aeronautics and Astronautics, pages 641-642. In the literature, something equivalent to the above insulation material is called a liner.)
. In this way, the rocket motor case insulation material is used to thermally protect the rocket motor case, so the properties required for it include excellent heat insulation properties during propellant combustion; In addition, it has a low density to reduce weight, has a low flow rate and has excellent erosion resistance, and has good adhesion to propellants and motor cases. Examples include good sheeting properties and good workability in pasting. Conventionally, this type of insulation material for rocket motor cases has been filled with Fa fibers, which are inorganic fibers with excellent heat resistance, abrasion resistance, and reinforcing properties, and are also used for brake linings, backing sheets, etc. asbestos; usually chrysotile Mg5S iz
(OH)aOs) fibers were used, and the chopped asbestos fibers and rubber were kneaded and filled into the inner surface of the motor case. (Problem to be Solved by the Invention) However, in such conventional rocket motor case insulation materials, as described above, asbestos fibers in the form of asbestos and rubber are kneaded and filled. However, since asbestos fibers were used at approximately 600°C, the water of crystallization evaporates and becomes MgO, 5i02 powder, so there was a problem that the asbestos-induced atmosphere during rocket combustion Although it does not cause any pollution, asbestos fibers are used during the work, so there is a risk that asbestos fibers may scatter during kneading, worsening the work environment, so local ventilation must be considered. Was. (Purpose of the Invention) The present invention was made in view of the above-mentioned problems in the past, and has the same thermal and mechanical properties as the conventional asbestos fiber insulation material for rocket motor cases. In addition to having the characteristics of
Insulation material for rocket motor cases that has good sheeting and pasting properties, does not pose the risk of deteriorating the working environment like when asbestos fibers are used, and can be used as a substitute for asbestos fibers. is intended to provide.
【発明の構成】[Structure of the invention]
（課題を解決するための手段）
この発明に係るロケットモータケース用インシュレーシ
ョン材は、芳香族ポリアミド繊維よりなる布の表面に耐
熱性のゴムを被覆して成る構成を有していることを特徴
としており、このようなロケットモータケース用インシ
ュレーション材の構成を上述した従来の課題を解決する
ための手段としたものである。
この発明に係るロケットモータケース用インシュレーシ
ョン材においては、従来のようなＦａＩａ状のものでは
なく、布（織布および不織布）状のものを用いているが
、この場合にインシュレーション材用布としては、耐熱
性を有すること（熱分解温度が高いこと）、高速のガス
流に対して保持可能な強度を有すること、ゴムとの相容
性が良好であること、軽量（低密度）であること、二ロ
ーション速度が低く耐二ローション特性が良好であるこ
と、などの特性を有することが必要であり、この発明に
おいては、芳香族ポリアミド繊維（芳香族ナイロン繊維
、アラミド繊維、ケブラー繊維、ノメックス繊維、コー
ネックス繊維などと称されるもの）よりなる布を用いて
いる。
そして、この発明に係るロケットモータケース用インシ
ュレーション材では、この芳香族ポリアミドａｍの表面
に耐熱性のゴムを被覆して成る構成を有するものである
が、この耐熱性のゴムは、熱分解温度が高いこと（高分
子構成各結合の結合解離エネルギーが大であること）、
布との親和性（繊維捕捉性）に優れること、熱分解残渣
が多いこと、インシュレーション機能を得ることができ
る機械的強度を有すること、軽量（低密度）であること
、エロージョン速度が低く耐二ローション特性が良好で
あること、推進薬およびモータケースとの接着が容易な
こと、貼り付は作業性が良好であること、などといった
特性を有することが必要であり、例えば、エチレンとプ
ロピレンの共重合体に第３成分として二重結合の不飽和
物を導入したエチレン・プロピレンΦジエン・モノマー
（ＥＰＤＭ）、ゴム炭化水素が主成分であるイソプレン
・ラバー（ＩＲ）、植物から採取される天然のゴム炭化
水素が主成分であるナチュラル・う／＜−（ＮＲ）、ブ
タジェンのゴム状重合体であるブタジェン・ラバー（Ｂ
Ｒ）、ブタジェンとスチレンの乳化重合による共重合体
であるスチレン・ブタジェン・ラバー（ＳＢＲ）などが
用いられる。
そして、このような各構成材を用い、芳香族ポリアミド
＃ａｍよりなる布の表面に耐熱性のゴムを被覆して形成
したロケットモータケース用インシュレーション材は、
例えば、第１図に示すように１球形ロケットモータ１の
モータケース２の内面に設けられる固体推進薬３の間に
介在させるインシュレーション材４として用いられる。
（実施例）
艮ム輿」
芳香族ポリアミドｍＭ （商品名；ケブラー井４０２８
）よりなる布と、エチレン・プロピレン・ジエン・モノ
マー（ＥＰＤＭ）からなル耐熱性のある薄いゴム層とを
、等速回転するロールの間に同時に通過させて布の表面
にゴムを圧着し、布の表面に０．２ｍｍの厚さでゴムを
被覆させるトッピングを行うことによって、ロケットモ
ータケース用インシュレーション材を作製した。
次イで、このインシュレーションの耐二ローション特性
を評価するための試験を行った。この耐二ローション特
性評価試験では、第２図に示す直径１１０ ｍｍのロケ
ットモータ１１のフンバージエンド部１２に上記実施例
１のインシュレーション材４を配置し、燃焼前後の二ロ
ーション量を燃焼時間で除した値をインシュレーション
材４のエロージョン速度とし、各位置のガス速度を計算
により算出して、ガス速度とエロージョン速度との対応
により耐二ローション特性を評価した。
この結果を第３図の線工に示す。
塩敷輿ユ
エチレン−プロピレン・ジエン・モノマー（ＥＰＤＭ）
からなる耐熱性のゴムに、アスベスト繊維を４０重量部
混合・混練して、第２図に示したロケットモータ１１の
コンバージェント部１２に充填することによってインシ
ュレーション材（４）を形成した。
次いで、実施例１と同様にして耐エロージヨン特性を評
価したところ、同じく第３図の線■に示す結果であった
。
第３図に示すように、実施例１の耐エロージヨン特性は
、従来のアスベスト繊維を４０重量部混練した比較例１
のそれとほぼ同等の優れたものであり、熱的および機械
的特性においてもほぼ同等のものであった。
実ｍヱ
芳香族ポリアミドａｍ （商品名；ケブラー＃４０２８
）よりなる布と、イソプレン・ラバー（ＩＲ）からなる
耐熱性のある薄いゴム層とを、等速回転するロールの間
に同時に通過させて布の表面にゴムを圧着し、布の表面
に０．５ｍｍの厚さでゴムを被覆させるトッピングを行
うことによって、ロケットモータケース用インシュレー
ション材を作製した。
次いで、第２図に示したロケットモータ１１のフンバー
ジエンド部１２に上記実施例２のインシュレーション材
４を配置して、実施例１と同様にして耐二ローション特
性を評価したところ、第４図の＠Ｈに示す結果であった
。
実施例３
芳香族ポリアミドｍａ（商品名；ケブラー＃４０２８）
よりなる布と、イソプレン・ラバー（ＩＲ）からなる耐
熱性のある薄いゴム層とを、等速回転するロールの間に
通過させて布の表面↓こゴムを圧着し、布の表面に０．
２ｍｍの厚さでゴムを被覆させるトッピングを行うこと
によって、ロケットモータケース用インシュレーション
材を作成した。
次いで、第２図に示したロケットモータ１１のコンバー
ジェント部１２に上記実施例３のインシュレージ璽ン材
４を配置して、実施例１と同様にして耐二ローション特
性を評価したところ、第４図の線■に示す結果であった
。
比較例２
イソプレン・ラバー（ＩＲ）からなる耐熱性のゴムに、
アスベスト繊維を７０重量部混合・混線して、第２図に
示したロケットモータ１１のコンバージェント部１２に
充填することによってインシュレーション材（４〕を形
成した。
次いで、実施例１と同様にして耐エロージョン特性を評
価したところ、同じく第４図に！ｉ■に示す結果であっ
た。
第４図に示した結果より明らかなように、実施例２，３
によるインシュレーション材４においても優れた耐二ロ
ーション特性を有しており、従来のアスベス）ｍ、ＩＩ
を用いたインシュレーション材（４）の代替品として、
十分に採用できるものであることが認められた。ただし
、第３図の結果と比較すれば、ケブラーＦａ雄はＥＰＤ
Ｍとの親和性（繊維捕捉性）により優れていることから
、ＩＲをベースゴムとするよりもＥＤＰＭをベースゴム
としたものの方が耐二ローション特性はより優れている
ことが認められた。(Means for Solving the Problems) An insulation material for a rocket motor case according to the present invention is characterized in that it has a structure in which the surface of a cloth made of aromatic polyamide fiber is coated with heat-resistant rubber. The structure of such an insulation material for a rocket motor case is a means for solving the above-mentioned conventional problems. In the rocket motor case insulation material according to the present invention, a fabric (woven fabric and non-woven fabric) is used instead of the conventional FaIa type. It has heat resistance (high pyrolysis temperature), strength that can be maintained against high-velocity gas flow, good compatibility with rubber, and light weight (low density). In this invention, aromatic polyamide fibers (aromatic nylon fibers, aramid fibers, Kevlar fibers, Nomex A cloth made of fibers (called Conex fibers, etc.) is used. The rocket motor case insulation material according to the present invention has a structure in which the surface of the aromatic polyamide am is coated with heat-resistant rubber. (the bond dissociation energy of each bond in the polymer is large),
It has excellent affinity with fabric (fiber capture ability), has a large amount of thermal decomposition residue, has mechanical strength that can provide insulation function, is lightweight (low density), has a low erosion rate and is resistant. It is necessary to have properties such as good two-lotion properties, easy adhesion to the propellant and motor case, and good workability for pasting.For example, ethylene and propylene Ethylene propylene Φ diene monomer (EPDM), which is a copolymer with double bond unsaturation as a third component, isoprene rubber (IR), whose main component is rubber hydrocarbon, and natural rubber extracted from plants. Natural Rubber (NR), whose main component is rubber hydrocarbon, and Butadiene Rubber (B), which is a rubbery polymer of butadiene.
R), styrene-butadiene rubber (SBR), which is a copolymer obtained by emulsion polymerization of butadiene and styrene, and the like. An insulation material for a rocket motor case is formed by using these constituent materials and coating the surface of a cloth made of aromatic polyamide #am with heat-resistant rubber.
For example, as shown in FIG. 1, it is used as an insulation material 4 interposed between solid propellants 3 provided on the inner surface of a motor case 2 of a single spherical rocket motor 1. (Example) Aromatic polyamide mM (Product name: Kevlar 4028
) and a heat-resistant thin rubber layer made of ethylene propylene diene monomer (EPDM) are simultaneously passed between rolls rotating at a constant speed to press the rubber onto the surface of the cloth, An insulation material for a rocket motor case was produced by topping the surface of the cloth with rubber to a thickness of 0.2 mm. Next, a test was conducted to evaluate the two-lotion resistance properties of this insulation. In this two lotion resistance characteristic evaluation test, the insulation material 4 of Example 1 was placed on the funnel end part 12 of the rocket motor 11 with a diameter of 110 mm as shown in FIG. The value divided by is taken as the erosion velocity of the insulation material 4, the gas velocity at each position was calculated, and the two lotion resistance characteristics were evaluated based on the correspondence between the gas velocity and the erosion velocity. The results are shown in the linework diagram in Figure 3. Ethylene-propylene diene monomer (EPDM)
An insulation material (4) was formed by mixing and kneading 40 parts by weight of asbestos fibers into a heat-resistant rubber consisting of the following materials and filling it into the convergent part 12 of the rocket motor 11 shown in FIG. Next, the erosion resistance characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1, and the same results were obtained as indicated by the line (■) in FIG. As shown in Figure 3, the erosion resistance properties of Example 1 are as follows: Comparative Example 1 in which 40 parts by weight of conventional asbestos fibers were kneaded.
The thermal and mechanical properties were also almost the same. Aromatic polyamide am (Product name: Kevlar #4028
) and a heat-resistant thin rubber layer made of isoprene rubber (IR) are simultaneously passed between rolls rotating at a constant speed to press the rubber onto the surface of the cloth. An insulation material for a rocket motor case was produced by topping the sample with rubber to a thickness of .5 mm. Next, the insulation material 4 of Example 2 was placed on the funnel end portion 12 of the rocket motor 11 shown in FIG. The results were shown in @H in the figure. Example 3 Aromatic polyamide ma (trade name: Kevlar #4028)
A thin heat-resistant rubber layer made of isoprene rubber (IR) is passed between rolls that rotate at a constant speed, and the rubber is pressed onto the surface of the cloth to form a 0.
An insulation material for a rocket motor case was created by topping with rubber to a thickness of 2 mm. Next, the insulation binding material 4 of Example 3 was placed on the convergent part 12 of the rocket motor 11 shown in FIG. 2, and the second lotion resistance was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in line ■ in Figure 4. Comparative Example 2 Heat-resistant rubber made of isoprene rubber (IR),
An insulation material (4) was formed by mixing and mixing 70 parts by weight of asbestos fibers and filling the convergent part 12 of the rocket motor 11 shown in FIG. 2. Next, in the same manner as in Example 1. When the erosion resistance characteristics were evaluated, the results were also shown in Figure 4. As is clear from the results shown in Figure 4, Examples 2 and 3
The insulation material 4 also has excellent 2-lotion resistance properties, and is superior to conventional asbestos) m, II
As an alternative to insulation material (4) using
It was recognized that the project could be fully adopted. However, if compared with the results in Figure 3, Kevlar Fa males are EPD
Since it has better affinity with M (fiber trapping ability), it was found that the lotion resistance was better with EDPM as the base rubber than with IR as the base rubber.
【発明の効果】【Effect of the invention】
以上説明してきたように、この発明に係るロケットモー
タケース用インシュレーション材は、芳香族ポリアミド
ｔａ維よりなる布の表面に耐熱性のゴムを被覆して成る
構成を有するものであるから、従来のアスベスト繊維を
用いたロケットモータケース用インシュレーション材と
同等の耐二ローション特性、熱的および繊維的特性を有
していると共に、シーテイング性および貼り付は作業性
が良好であり、アスベスト繊維を用いる場合のように作
業環境を悪化させるおそれもなく、アスベスト繊維を用
いたものの代替品として十二分に適用できるロケットモ
ータケース用インシュレーション材であるという著大な
る効果を奏するものである。As explained above, the rocket motor case insulation material according to the present invention has a structure in which the surface of the cloth made of aromatic polyamide TA fiber is coated with heat-resistant rubber. It has the same lotion resistance, thermal and fiber properties as rocket motor case insulation material that uses asbestos fiber, and has good sheeting and pasting properties, and uses asbestos fiber. This is an insulation material for rocket motor cases that has the great effect of being more than suitable as an alternative to those using asbestos fibers, without the risk of deteriorating the working environment as would be the case.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図はロケットモータケースと推進薬との間にインシ
ュレーション材を介在させたロケ−２トモータの構造を
例示する上半分縦断側面図、第２図は耐二ローション特
性の評価試験に用いたロケットモータの上半分縦断面図
、第３図および第４図は耐二ローション特性の評価試験
結果を示すグラフである。
１・・・ロケットモータ、
２・・・ロケットモータケース、
３・・・推進薬、
４・・・インシュレーション材。Figure 1 is an upper half vertical cross-sectional side view illustrating the structure of a rocket motor with insulation material interposed between the rocket motor case and the propellant, and Figure 2 is a cross-sectional side view of the upper half of the rocket motor, which was used in an evaluation test for two-lotion resistance properties. The upper half vertical cross-sectional view of the rocket motor, FIGS. 3 and 4 are graphs showing the results of an evaluation test of two lotion resistance characteristics. 1...Rocket motor, 2...Rocket motor case, 3...Propellant, 4...Insulation material.