JPH0321596A - ロケットモータケース用インシュレーション材 - Google Patents

ロケットモータケース用インシュレーション材

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JPH0321596A
JPH0321596A JP15407189A JP15407189A JPH0321596A JP H0321596 A JPH0321596 A JP H0321596A JP 15407189 A JP15407189 A JP 15407189A JP 15407189 A JP15407189 A JP 15407189A JP H0321596 A JPH0321596 A JP H0321596A
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insulation
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Hisao Okamoto
岡本 久夫
Kazumi Nakamura
中村 一水
Yoshio Yokoo
横尾 純郎
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Nissan Motor Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00Thermal insulation in general
    • F16L59/04Arrangements using dry fillers, e.g. using slag wool which is added to the object to be insulated by pouring, spreading, spraying or the like

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の目的】
(産業上の利用分野) この発明は,ロケットモータヶースの内面に設けられて
推進薬とロケットモータヶースとを隔離するのに利用さ
れるインシュレーションの素材となるロケットモータヶ
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) ロケットモータヶースの内面に設けられて推進薬とロケ
ットモータヶースとを隔離するのに用いられるインシュ
レーションは、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、ロケットモータヶース
を熱保護するために用いられる。 また,このロケットモータヶース用インシュレーション
は、ロケットモータヶースおよヒ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要求され、さらには
モータ性能の観点からは極力軽量なものであることが要
求される(この種のロケットモータの構造は、例えば,
『航空宇宙工学便覧』 閉和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
シュレーションに相当するものをライチと称している.
). 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能に優れていることや、焼失し
ないこと、などがあげられる。また,軽量化のために低
密度であること、エロージョン速度が遅く耐エロージョ
ン特性に優れていること、シーテイング性が良好である
こと、貼り付け作業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性が良好であること、などがあげ
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
ョンの素材となるインシュレーション材としては、強化
繊維として、耐熱性,耐摩耗性,補強性の面で優れた無
機質繊維であってブレーキライニングやパッキングシ一
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 Mg3S i2  (OH) 40s )
Famを用い、このチョップ状のアスベスト#amとゴ
ムとを混練したものをロケットモータケースの内面に層
状に設けるようにしたものが使用されていた. しかしながら、この場合には、チョップ状のアスベスト
m維とゴムとを混練したものをロケットモータケースの
内面に層状に設けるようにしていたため,混練および層
形戒作業に長時間を必要とするという問題点があり、ま
た、アスベストm維は約600℃で結晶水が飛散してM
gO ,S i 02粉となることからロケットエンジ
ンの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、作業時にはアスベストamが飛散して
作業環境を悪化させるおそれがあり、局所排気を考慮す
る必要があるという問題点があった. そこで,アスベスト繊維の代替品として、有機質繊維で
あって耐エロージョン特性に優れている芳香族ポリアミ
ド繊雄(アラミド繊維と略称されているもの)を強化繊
維に使用し、ベースゴムとしてエチレン−プロピレンゴ
ムを使用して、ベースゴム中に芳香族ポリアミドN&維
を混入したロケットモータケース用インシュレーション
材を使用することも考えられた. (発明が解決しようとする課題) しかしながら,芳香族ポリアミド繊維は耐二ロージョン
特性には優れているものの、剛性が大きいため、とくに
ベースゴムとしてエチレンーブロビレンゴムを用いた場
合に前記ゴム中への混練性(混合性,分散性)が悪く、
ゴム中への混入量を多くすることができないことから,
耐二ロージョン特性の向上には限界があるという課題を
有していた. (発明の目的) この発明は、上述した従来の課題にかんがみてなされた
もので、強化m維として有機質m維である耐二ロージョ
ン特性に優れた芳香族ポリアミドm維を使用したときで
も,ベースゴムとして用いられるエチレン−プロピレン
ゴム中への芳香族ポリアミド繊維の混入量を増大させる
ことが可能であり、ゴム中での強化m維の混入量が多い
ものとなっていて耐エロージョン特性の優れたロケット
モータケース用インシュレーション(ライチ)とするこ
とが可能であるロケットモータケース用インシュレーシ
ゴン材を提供することを目的としている.
【発明の構成】
(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
ョンの素材となるインシュレーション材は、ベースゴム
であるエチレン−プロピレンゴム(EPDM)に強化m
雄である芳香族ポリアミド繊維の多量混入を可能とする
ゴム威分(R)をEPDM/R=70/30〜5 0/
5 0の範囲で配合したゴム100重量部中に、前記強
化繊維である芳香族ポリアミド繊維を90重量部以上よ
り好ましくは120重量部以下の範囲で混入してなる構
成としたことを特徴としており,このようなロケットモ
ータゲース用インシュレーション材の構或を上述した従
来の課題を解決するための手段としている. 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,ベースゴムとしては、熱分解温度が高
いこと(高分子構或各結合の結合解離エネルギーが大で
あること)、熱分解残が多いこと、十分なインシュレー
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小さ
く耐二ロージョン特性が優れていること、推進薬および
ロケットモータケースとの接着が容易であること、シー
ティング性および貼り付け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、この発明に
おいてはベースゴムとしてエチレンとプロピレンの共重
合体(EPM)に通常の三成分、例えば5−エチリデン
−2−ノルポルネンや、1.4−ヘキサジエンや、ジシ
クロベンタジエンなどの第三成分を少量(例えば1〜2
 m o l%程度)添加して側鎖として結合させたエ
チレンープロピレン系のゴムが用いられ、とくにエチレ
ンープロピレンージエンゴム(EPDM;zチレンープ
ロビレンージエンモノマー)カ用いられる. また、このベースゴムであるエチレン−プロピレンゴム
に配合されて強化繊維の多量混入を可能とするゴム成分
(R)としては、ポリイソプレン構造をもつ天然ゴム(
NR)や,アクリロニトリルとブタジエンの共重合体で
あるニトリル−ブタジエンゴム(NBR)など、ベース
ゴムの混練性を改良することによって、ゴム中への強化
llimの混入量を増大させることが可能であるゴム成
分が用いられる. この場合、エチレン−プロピレンゴム(EPDM)とこ
れに配合するゴム戒分(R)との配合比は7 0/3 
0〜5 0/5 0の範四となるようにすることが必要
である.つまりエチレン−プロピレンゴム(EPDM)
の配合比が多すぎると、換言すればゴム威分(R)の配
合比が少なすぎると,ゴム成分を添加してゴムの混練性
を改良することにより強化m維の混入量を増大させると
いう作用が十分に得がたくなり、強化laraの多量混
入による耐二ロージョン特性の改善を実現することがで
きなくなるため、エチレン−プロピレンゴム(EPDM
)とゴム成分(R)との配合比は7 0/3 0以下と
なるようにすることが必要である.反対にエチレン−プ
ロピレンゴム(EPDM)の配合比が少なすぎると,換
言すればゴム成分(R)の配合比が多すぎると、耐二ロ
ージョン特性が低下すると共に密度が上昇する傾向とな
り、ロケットモータケース用インシュレーションにとっ
て必要な軽量であるという要件が十分に満足できな〈な
るので,エチレン−プロピレンゴム(EPDM)とゴム
成分(R)との配合比EPDM/Rは50/50以上と
なるようにすることが必要であり、このような理由から
これらの配合比EPDM/Rは7 0/3 0〜5 0
/5 0の範囲とすることが必要である. さらに,ベースゴムであるエチレン−プロピレンゴム(
EPDM)に上記のゴム成分(R)を配合したゴム中に
混入される強化繊維としては、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、ゴムとの相溶性が良好であること
、軽量(低密度)であること、エロージョン速度が遅く
耐二ロージョン特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、この発明においては芳香
族ポリアミドamを用いている.この芳香族ポリアミド
繊維は、主鎖中に芳香族環構造をもつポリアミドからな
るm雄であって、アラミド繊維と略称されているもので
あり、ポリ(m −フェニレンイソフタルアミド)系の
ものや、ポリ(p−フェニレンテレフタルアミド)系の
ものなどが用いられ,商品名として、ノーメックス,コ
ーネックス,ケブラーなどと称されているものが使用さ
れる.この場合、この芳香族ポリアミド繊維をゴム中に
混入させるに際しては、種々の形態がありうるが、例え
ば、強化繊維の混入が比較的容易である天然ゴムやニト
リル−ブタジエンゴムの方にあらかじめ予備配合してマ
スターバッチとしたものをベースゴムであるエチレン−
プロピレンゴムに混練する手法を採用することもできる
. そして、ベースゴムであるエチレン−プロピレンゴムに
上記のゴム成分を配合したゴム中に混入される強化繊維
の混入量は、ゴム100重量部に対して強化繊維90重
量部以上とすることが必要である.すなわち、強化繊維
の混入量を90重量部以上とすることによってベースゴ
ムの補強を十分なものとし、ロケットモータケースに用
いられるインシュレーシ′ヨンの耐エロージョン特性を
向上させることが可能である.そして、強化amの混入
量が多くなるほど耐二ロージョン特性は向上するが、ゴ
ム中への強化il1lfaの混入性ないしは混練性が悪
〈なるので、120重量部以下の程度とすることが混入
性なしは混練性維持の面からは望ましい. そのほか、充填材として例えば、カーポンプラック.シ
リカm維.カーボンllraなどを添加してロケットモ
ータケース用インシュレーションとしての性能を向上さ
せるようになすこともできなくはないが、混練性.#エ
ロージョン特性,密度などへの影響を考慮してこのよう
な充埴材の添加を必要に応じてなすのがよい。 (発明の作用) この発明に係るインシュレーション材は上述した構成を
有しているので、ベースゴムであるエチレン−プロピレ
ンゴム中へのゴム成分の配合によってベースゴムの混練
性(混合性,分散性)が改良されるようになり,#二ロ
ージョン特性の優れた芳香族ポリアミド繊維の混入量を
増すことができるようになるため、このような芳香族ポ
リアミドteaの混入量が増加した耐エロージョン特性
の優れたロケットモータケース用インシュレーションの
素材となる. (実施例) 第1表に示すベースゴム配合としたベースゴムと,同じ
く第1表に示す充填材とを混練して各種のロケットモー
タケース用インシュレーション素材を得た.そして、こ
の混線の際における混練性を評価したところ,同じく第
1表に示す結果であった.第1表の混練性の欄において
,0は混練性が著しく良好であったこと、0は十分良好
であったこと、Δはあまり良好ではなかったことを示し
ている. 次に、これらのロケットモータケース用インシュレーシ
ョン素材をロール圧延することによって帝状のものとし
、さらにカレンダー加工することによってシート状のロ
ケットモータケース用インシュレーション材ヲ10 タ
. 次いで、各インシュレーション材のエロージョン特性に
ついて、ガス速度が50m/secである場合と、10
0m/secである場合とにおいて調べた.この結果を
同じく第1表に示す. 第1表に示すように、ベースゴム中にアスベストiam
ヲ添加シタち(1) (No.  1 . 2 1 )
 テハ、混練性が良好であると共にエロージョン速度が
小さく1耐二ロージョン特性にも優れているが、前述し
たように作業環境を悪化させるおそれがある。 そして、ベースゴムであるエチレン−プロピレンゴム(
EPDM)に天然ゴム(N R)およびニトリル−ブタ
ジエンゴム(NBR)のうちの1種または2種からなる
ゴム成分(R)をEPDM/R=70/3 0〜5 0
/5 0の範囲で配合したゴム100重量部中にアラミ
ド繊維を90重量部以上混入したもの(No. 6〜1
0およびNo.14、ただしNo.9.10.14では
アラミド繊維の一部を炭素繊維で代替して90重量部以
上としている。)では、混練性が良好であると共に軽量
であり、しかもエロージョン速度が小さく酎エロージョ
ン特性に優れているものであることが認められた. 一方、エチレン−プロピレンゴムとゴム成分との配合比
が5 075 0よりも小さいものすなわちゴム威分の
配合量が多すぎるもの(No. .1 1〜13および
No.17〜20)では、混練性が良好であって耐二〇
ージョン特性に優れているとしても密度が大きいものと
なっており,軽量であることが要求されるロケットモー
タケース用インシュレーションの素材としてはあまり好
ましくないものであった. また、エチレンープロピレン100重量部にアラミド繊
維90重量部を混入させたもの(NO.5)および80
重量部を混入させたもの(NO.16)では、天然ゴム
およびニトリル−ブタジエンゴムを配合していないため
混線性が悪く、アラミド繊維の配合量を40重量%とし
たもの(NO.15)で{士混練性は良好であるものの
耐エロージョン特性はそれほど良好なものとはいいがた
かった・
【発明の効果】
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、ベースゴムであるエチレン−プロピレンゴム
(EPDM)に強化tamである芳香族ポリアミド繊維
の多量混入を可能とする天然ゴム(NR)やニトリル−
ブタジエンゴム(NBR)などのゴム成分(R)をEP
DM/R= 7 0/3 0〜5 0/5 0の範囲で
配合したゴム100重量部中に、芳香族ポリアミド繊維
を90重量部以上より好ましくは120重量部以下の範
囲で混入してなる構成としたものであるから、強化繊維
として有機賀ta維である耐二ロージョン特性の優れた
芳香族ポリアミド繊維を使用したときでも、ベースゴム
として用いられるエチレン−プロピレンゴム中への芳香
族ポリアミド繊維の混入量を増大させることが可能であ
り、ゴム中での強化繊維の混入量が多くかつ分散性の良
いものとなっていて耐二ロージョン特性の優れたものと
することが可能であり、しかも重量の増大を防ぐことが
可能である軽量な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しく優れた効果がもたらされる

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ベースゴムであるエチレン−プロピレンゴム(E
    PDM)に強化繊維である芳香族ポリアミド繊維の多量
    混入を可能とするゴム成分(R)をEPDM/R=70
    /30〜50/50の範囲で配合したゴム100重量部
    中に、芳香族ポリアミド繊維を90重量部以上混入して
    なることを特徴とするロケットモータケース用インシュ
    レーション材。
  2. (2)強化繊維である芳香族ポリアミド繊維の多量混入
    を可能とするゴム成分が、天然ゴムおよびニトリル−ブ
    タジエンゴムのうちから選ばれる1種または2種である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第(1)項に記載のロ
    ケットモータケース用インシュレーション材。
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