JPH04279329A - 熱制御性材料 - Google Patents
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
に関し、特に形状順応性を有する軽量の熱制御性構造体
に関する。
使用される機器は、極端な温度条件や急激な温度変化の
影響を受けることが多い。適正な機能を保証するために
は、これらの機器は特定の範囲の均一な温度の下に維持
されるべきである。このような温度制御を行うのに種々
の方法が提案されている。例えば、補助装置を用いて機
器の内部の温度,機器のカバーの温度又は装置を収容し
ているハウジング内の温度を制御すること等が行われて
いる。しかし、これらのやり方によれば、装置のサイズ
,重量,エネルギ消費等が増大する欠点があり、スペー
スや負荷担持能力やエネルギの供給等に制限のある箇所
への適用は好ましくない。
御する別のやり方は、効率のよい熱制御性材料を使用す
ることである。これらの材料は比較的嵩が少なく、軽量
で、しかもエネルギの消費も少ない利点を有する。こう
した熱制御性材料は、通常、温度を制御されるべき表面
や構造に接近して適用される。
熱制御性材料は、カプトン(Kapton− 商標)ポ
リイミドとメタライズ処理された表面を有するポリオレ
フィンプラスチックフィルムとを積層した構造体である
。プラスチックフィルムの層の間には不織布等の軽量の
多孔性布帛が挟まれ、各フィルム層が接触しないように
されている。この多層構造体は温度制御されるべき表面
にできるだけ接近して設置され、これに接合される。こ
の構造体は軽量で丈夫であるが、ドレープ性,形状順応
性に欠け、引き裂き強度が低く、しかも平滑な表面以外
に使用することは難しい欠点がある。
題点を解決し、組み立てや使用の際に一体性や性能を損
なわれることのないように、充分な強度は可撓性を有す
るこのような多層構造体を提供することを目的とする。 この構造体は、不規則な形状の表面にも損傷を受けるこ
となしに密着して適用可能なように、高い形状順応性を
有している。この構造体は宇宙空間で使用される際には
、軽量であることが非常に重要となる。
伝導,対流,輻射のすべてにおいて低い値を示し、これ
によって温度制御対象の表面に対する熱移転を少なくす
る必要がある。更に、この構造体は三次元的に導電性を
有し、静電気を共通のアースに導くための通路として使
用可能なことが望ましい。Kurzの米国特許4232
620 号には、縫合されたナイロンメッシュとポリエ
チレンフィルムとを交互に積層して作られた断熱材料が
開示さている。
7 号には、無電解めっきに電解めっきを併用して銅,
コバルト,銀,金,プラチナ,ロジウム等の金属を多孔
性のポリテトラフルオロエチレン(PTFE) にコー
ティングすることが開示されている。この目的は、多孔
性PTFEの微小多孔を維持しつつ、その内外表面を包
み込む金属コーティングを得ることにある。従って、金
属はPTFEの片方の表面のみに存在しているのではな
く、多孔構造全体に存在している。
つの層からなり、各層は片面にメタライズ処理によって
金属フィルムを形成された多孔性のポリトテラフルオロ
エチレンで作られ、これらの層は、一方の層のメタライ
ズ加工された面が隣合う層の未処理の面に隣接するよう
に配置されている熱制御性材料を提供することを目的と
する。
れらの層は構造体の全域にわたって所定のピッチで接合
されて一体化されていることが望ましい。金属フィルム
は真空蒸着されたアルミであることが望ましい。本発明
によれば、多孔性ポリテトラフルオロエチレンの固有の
低熱伝導性と、一方の側から他方の側に至る、層の厚さ
よりも遙かに長い屈曲した連通孔を有するこの多孔性ポ
リテトラフルオロエチレン基材の構造とによって、伝導
による熱の移転は減少する。
構造の微細な孔,屈曲性,高い孔容積等によって、対流
による熱の移転も少なくなる。90%好ましくは80%
(特に70%)もの高い孔容積を有するPTFE構造体
は気流の障壁として機能し、外部の空気の運動による影
響に対抗して良好な断熱層となる静止空気の空間を形成
する。バキュームその他の低圧が適用された場合、孔内
には殆ど空気が存在していないので、対流による熱の移
転は実質的に皆無である。
れた多孔性ポリテトラフルオロエチレン材料の良好な熱
吸収・放射特性によって減少し、構造体の層数を増やす
ことによって更に減少する。メタライズ処理された多孔
性ポリテトラフルオロエチレン材料は不規則な表面状態
を有するので、該表面からの反射は表面反射ではなくむ
しろ拡散に近くなり、損傷を生じる可能性のある入射エ
ネルギの一点への好ましくない集中を減少させることが
できる利点を有する。
ったりと密着し、以てその嵩とスペース専有率を小さく
できる優れたドレープ性を有する新規な材料を提供する
こともその目的としている。更に、不規則な表面形状を
隠して滑らかにする目的で、表面に沿って引っ張るのに
充分な強度と丈夫さを持っている。この積層構造体は、
引き裂きに対して充分な抵抗力を持ち、取扱い易く且つ
ねじ,リベット,ステープル等の機械的手段やポリウレ
タン接着剤,エポキシ接着剤等の接着剤によって容易に
他の装置に取付け得る材料を提供する。
は従来公知のカプトン構造体の層の約半分の重量しか持
たない。この多孔性ポリテトラフルオロエチレン層は、
材料の多孔質特性に起因して非常に低い嵩密度を有する
。多孔性の各層は、従来の多層構造体における多孔性ス
ペーサと同じ機能を提供し、その結果、各層間に付加的
なスペーサ材料を介在させる必要はない。これらの層は
縫合または局部的な接着剤接合によって一体的に結合さ
れるが、いずれの場合にもこの接合箇所は導電性を有し
、以てすべてのメタライズ処理されたフィルムが構造体
の全域にわたって所定のピッチで電気的に相互接続され
ている。
糸を使用して縫合され、静電気を分散させるようになっ
ている。以下、図面に示す好適実施例に基づいて、本発
明を更に詳細に説明する。
フルオロエチレン基材10の片面には、蒸着,スパッタ
リング,無電解/電解めっき等の公知の方法でメタライ
ズ処理が施されて金属フィルム11が形成され、熱制御
性材料9を構成している。この金属フィルム11は、基
材10の孔の中に僅かに入り込んで基材10上の表面コ
ーティングとなっている。好ましいフィルム10は米国
特許4,187,390 号と3,956,566 号
によって作られた多孔性延伸ポリテトラフルオロエチレ
ンである。メタライズ処理に使用される好ましい金属は
アルミであるが、アルミが適さない用途には、所望の特
性を有する他の金属、例えば貴金属,強磁性金属,耐火
性金属,導電性酸化物等が使用される。
処理された材料の表面特性が適用された金属の特性の影
響を受ける程度の厚みの金属フィルム11を、多孔性ポ
リテトラフルオロエチレンの表面に付与することを意味
する。好ましい厚みの範囲は1000〜2000オング
ストロームであるが、最終目的に応じてこれよりも大き
くても小さくてもよい。コーティング11が厚み100
0オングストロームの真空蒸着によるアルミの場合には
、このコーティングは安定であり、その酸化も少ない。 このコーティング11は多孔性ポリテトラフルオロエチ
レン基材10によってこのコーティングに付与された不
規則表面状態に起因して、艶消し状の外観を有する。
の未処理表面に対面するように層内に配置され、多層構
造体8を形成する。この構造体8に使用される層の数は
少なくとも二つであるが、使用分野によって必要な断熱
性の値に応じて20層以上としてもよい。これらの層は
、積層された後に一体的に接合されて取扱い易い構造体
8となり、特定の最終用途に適した形状に応じて裁断さ
れ、制御対象の表面に無駄のないように適用される。 各層の接合は、この複合体の熱移転特性ができるだけ影
響を受けないようになされることが肝要である。これを
行うのに適した好ましい方法は、各層を延伸されたポリ
テトラフルオロエチレン糸による互いに離れた箇所での
縫合やThermogrip印のホットメルト接着剤に
よる点接着によって、低い熱伝導性材料を用いて不連続
的に行うやり方である。接合点12の間隔は、4〜12
インチ(10〜30cm) であるが、この複合体の受
ける応力に応じてこれよりも長くても短くてもよい。
ポリテトラフルオロエチレン基材10の一方の面に形成
された金属コーティング11によって各層の表面の面内
に与えられる。静電気を除去するために各層相互間の導
電性が求められる場合には、例えば、カーボンファイバ
糸等の導電性接合材料が層同士を接合するのに使用され
、複合体8を貫通する導電性通路を提供する。
御性材料の多層構造体の分解断面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 少なくとも二つの層からなり、各層は
片面にメタライズ処理によって金属フィルムを形成され
た多孔性のポリトテラフルオロエチレンで作られ、これ
らの層は、一方の層のメタライズ処理された面が隣合う
層の未処理の面に隣接するように配置されている熱制御
性材料。 - 【請求項2】 前記各層が構造体の全面にわたって所
定のピッチで共に接合されている請求項1に記載の熱制
御性材料。 - 【請求項3】 前記各層が構造体の全面にわたって所
定のピッチで導電性材料によって共に接合され、前記各
金属フィルムが電気的に相互接続されている請求項1又
は2に記載の熱制御性材料。 - 【請求項4】 前記各層が構造体の全面にわたって所
定のピッチで接着剤によって共に接合されている請求項
1に記載の熱制御性材料。 - 【請求項5】 前記メタライズ処理によるフィルムが
少なくとも2000オングストロームの厚さの真空蒸着
によって形成されたアルミである請求項1〜4のいずれ
か1項に記載の熱制御性材料。
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