JPH0428666B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0428666B2 JPH0428666B2 JP470584A JP470584A JPH0428666B2 JP H0428666 B2 JPH0428666 B2 JP H0428666B2 JP 470584 A JP470584 A JP 470584A JP 470584 A JP470584 A JP 470584A JP H0428666 B2 JPH0428666 B2 JP H0428666B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fibers
- insulating structure
- heat insulating
- silica
- fiber diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Description
本発明は、断熱構造体及びその製造方法に関す
る。 従来、米国NASAのスペースシヤトルのよう
な再使用宇宙船の表面保護は、シリカタイルと称
せられる耐熱部材を使用して行われている。この
耐熱部材は、高純度のシリカ繊維をバインダを用
いずに、あるいはコロイダルシリカをバインダと
して使用し、こを約1300℃で焼成した9lbs／ft3ま
たは22lbs／ft3の多硬質の材質で形成されている。
このため強度が弱く使用時の音響疲労等によつて
欠けたり機体の接着面から剥がれる問題があつ
た。この問題を解消するために、アルミナシリケ
ート繊維あるいはアルミナボロンシリケート繊維
を、シリカタイルに重量比で19：１乃至１：19の
範囲で混合して強化したものが開発されている。
しかしながら、アミナシリケート繊維を含有した
ものでは、高温暴露での収縮が大きい欠点があ
る。また、アミナボロンシリケート繊維を含有し
たものでは、アミナボロンシリケート繊維の繊維
径が大きい（平均11μm）ため、熱伝導率が大き
くなり、しかもコストが高い欠点がある。 一方、国内で実用化されている無機多硬質性硬
質断熱部材は、ロツクウール、グラスウール、ア
ルミナシリケート繊維等の無機繊維をコロイダル
シリカ、アミナゾル等の無機バインダで接合した
ものおよび、フオームグラス、石綿発泡材などの
無機質発泡材、パーライト、バーミキユライト、
シラスなどの発泡質を主原料とする成型体、ケイ
酸化カルシユウム保温材、断熱レンガなどがあ
る。この断熱部材には、次のような欠点がある。 １ 1300℃温度付近では、耐熱性が不十分である
と共に、熱劣化を起こすため実用できない。 ２ 低密度（0.10乃至0.40ｇ／cm3）は、強度が小
さく、脆い。 ３ 熱膨張率が大きく、耐熱衝撃性に劣る。 ４ 熱伝導率が比較的大きく、断熱性に劣る。 本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであ
り、回収型ロケツトの機体構造部を確実に熱保護
することができる断熱構造体及びその製造方法を
提供するものである。 即ち、本発明は、平均繊維径が0.5乃至3μmの
シリカ繊維と平均繊維径が１乃至5μmのアルミナ
繊維とが、酸化ホウ素によつて融着されて網状の
三次元構造をなすと共に、0.10乃至0.40ｇ／cm3の
範囲内の密度を有する断熱構造体である。 また、本発明は、平均繊維径が0.5乃至3μmの
シリカ繊維100重量部に対して、平均繊維径が１
乃至5μmのアルミナ繊維の５乃至100重量部、及
び酸化ホウ素0.5乃至10重量部とを水中で分散し
た後、これを脱水成型してから1100乃至1400℃温
度で0.5乃至15時間焼成して密度を0.10乃至0.40
ｇ／cm3設定する断熱構造体の製造方法である。 以下、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。 第１図は、本発明の一実施例の斜視図である。
この断熱構造体１は、主繊維であるシリカ繊維と
補強繊維であるアルミナ繊維とを、網状の三次元
構造に融着したものである。シリカ繊維３とアル
ミナ繊維４の融着は、断面組織の一部分Ａを第２
図に拡大して示す如く、その交差点を酸化ホウ素
からなる接着部材５によつて行われている。シリ
カ繊維３は、平均繊維径が0.5乃至3μmのものが
使用されている。アルミナ繊維４は、平均繊維径
が１乃至5μmのものが使用されている。また、断
熱構造体１の密度は、0.10乃至0.40ｇ／cm3の範囲
内に設定されている。輻射部材２としては、輻射
熱の透過を低減して断熱性を向上させるために炭
化ケイ素、炭化ケイ素ホイスカ、ホウ化ケイ素等
の無機質微粉末輻射部材２を断熱構造体１の表面
に分散して付着させることも可能である。 このように構成された断熱構造体１は、次のよ
うな効果を有する。 １ シリカ繊維３とアルミナ繊維４とを使用して
いるので、耐熱性、断熱性、強度に優れてい
る。 ２ 酸化ホウ素によつてシリカ繊維３とアルミナ
繊維４とが強固に融着されており、しかも、高
温度でシリカ繊維３が結晶化して熱劣化が起き
るのを防止することができる。 ３ 輻射部材２によつて高温度での輻射伝熱を低
減することができる。 次に断熱構造体の製造方法について説明する。 先ず、主繊維として平均繊維径が0.5乃至3μm
のシリカ繊維を100重量部用意する。これに補強
繊維として平均繊維径が１乃至5μmのアルミナ繊
維を５乃至100重量部配合すると共に、酸化ホウ
素を0.5乃至1.0重量部配合して水中で分散する。
次いで、これを脱水成型してから1100乃至1400℃
温度で0.5乃至15時間焼成し、密度を0.10乃至0.40
ｇ／cm3の範囲内に設定して断熱構造体を得る。 ここで、酸化ホウ素は、バインダの作用をする
ものであり、主繊維であるシリカ繊維と補強繊維
であるアルミナ繊維との交差点に付着して、焼成
時にこれらを一体に結合して三次元の網目構造を
作るものである。また、酸化ホウ素は、シリカ繊
維が1000℃付近の温度に曝された際にこれが結晶
化するのを阻止する作用を有するものである。従
つてその配合量は、融着作用と結晶化阻止作用と
を十分に発揮するように0.5乃至10重量部の範囲
で設定するのが好ましい。また、断熱構造体の輻
射伝熱を低減させるために炭化ケイ素、炭化ケイ
素ホイスカ、ホウ化ケイ素、等の無機質微粉末を
所定量予め配合しておいても良い。 このようにこの断熱構造体の製造方法によれ
ば、主繊維としてシリカ繊維を使用し、補強繊維
としてアルミナ繊維を使用しているので、耐熱
性、断熱性、強度に優れた断熱構造体を容易に得
ることができる。また、酸化ホウ素を配合してい
るので、主繊維と補強繊維を強固に融着して網目
状の三次元構造を形成できると共に、高温化でシ
リカ繊維が結晶化するのを阻止することができ
る。更に、無機質微粉末を予め配合しておくこと
により、高温での輻射伝熱を低減できるものであ
る。 以下、本発明の製造方法の一実施例と、本発明
の効果を確認するために行なつた実験例について
説明する。 下記第１表の配合組成品を蒸溜水中に分散さ
せ、スラリ濃度が1.5％になるまで予備脱水した。
これをフイルタプレスで脱水成型し、105℃の温
度で16時間乾燥した。次に、これを1350℃の温度
まで120℃／ｈの昇温速度で加熱し、1350℃の温
度に達してから10時間の焼成処理を施した。然る
後、成型処理を施して厚さ50mm、一辺が200mmの
平板状の断熱構造体を得た。この断熱構造体の特
性試験を行なつたところ、下記第２表に示す結果
を得た。第２表から明らかな如く、この断熱構造
体は極めて優れた特性を有しており、回収型ロケ
ツトの機体構造部を確実に保護できるものである
ことが分かつた。
る。 従来、米国NASAのスペースシヤトルのよう
な再使用宇宙船の表面保護は、シリカタイルと称
せられる耐熱部材を使用して行われている。この
耐熱部材は、高純度のシリカ繊維をバインダを用
いずに、あるいはコロイダルシリカをバインダと
して使用し、こを約1300℃で焼成した9lbs／ft3ま
たは22lbs／ft3の多硬質の材質で形成されている。
このため強度が弱く使用時の音響疲労等によつて
欠けたり機体の接着面から剥がれる問題があつ
た。この問題を解消するために、アルミナシリケ
ート繊維あるいはアルミナボロンシリケート繊維
を、シリカタイルに重量比で19：１乃至１：19の
範囲で混合して強化したものが開発されている。
しかしながら、アミナシリケート繊維を含有した
ものでは、高温暴露での収縮が大きい欠点があ
る。また、アミナボロンシリケート繊維を含有し
たものでは、アミナボロンシリケート繊維の繊維
径が大きい（平均11μm）ため、熱伝導率が大き
くなり、しかもコストが高い欠点がある。 一方、国内で実用化されている無機多硬質性硬
質断熱部材は、ロツクウール、グラスウール、ア
ルミナシリケート繊維等の無機繊維をコロイダル
シリカ、アミナゾル等の無機バインダで接合した
ものおよび、フオームグラス、石綿発泡材などの
無機質発泡材、パーライト、バーミキユライト、
シラスなどの発泡質を主原料とする成型体、ケイ
酸化カルシユウム保温材、断熱レンガなどがあ
る。この断熱部材には、次のような欠点がある。 １ 1300℃温度付近では、耐熱性が不十分である
と共に、熱劣化を起こすため実用できない。 ２ 低密度（0.10乃至0.40ｇ／cm3）は、強度が小
さく、脆い。 ３ 熱膨張率が大きく、耐熱衝撃性に劣る。 ４ 熱伝導率が比較的大きく、断熱性に劣る。 本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであ
り、回収型ロケツトの機体構造部を確実に熱保護
することができる断熱構造体及びその製造方法を
提供するものである。 即ち、本発明は、平均繊維径が0.5乃至3μmの
シリカ繊維と平均繊維径が１乃至5μmのアルミナ
繊維とが、酸化ホウ素によつて融着されて網状の
三次元構造をなすと共に、0.10乃至0.40ｇ／cm3の
範囲内の密度を有する断熱構造体である。 また、本発明は、平均繊維径が0.5乃至3μmの
シリカ繊維100重量部に対して、平均繊維径が１
乃至5μmのアルミナ繊維の５乃至100重量部、及
び酸化ホウ素0.5乃至10重量部とを水中で分散し
た後、これを脱水成型してから1100乃至1400℃温
度で0.5乃至15時間焼成して密度を0.10乃至0.40
ｇ／cm3設定する断熱構造体の製造方法である。 以下、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。 第１図は、本発明の一実施例の斜視図である。
この断熱構造体１は、主繊維であるシリカ繊維と
補強繊維であるアルミナ繊維とを、網状の三次元
構造に融着したものである。シリカ繊維３とアル
ミナ繊維４の融着は、断面組織の一部分Ａを第２
図に拡大して示す如く、その交差点を酸化ホウ素
からなる接着部材５によつて行われている。シリ
カ繊維３は、平均繊維径が0.5乃至3μmのものが
使用されている。アルミナ繊維４は、平均繊維径
が１乃至5μmのものが使用されている。また、断
熱構造体１の密度は、0.10乃至0.40ｇ／cm3の範囲
内に設定されている。輻射部材２としては、輻射
熱の透過を低減して断熱性を向上させるために炭
化ケイ素、炭化ケイ素ホイスカ、ホウ化ケイ素等
の無機質微粉末輻射部材２を断熱構造体１の表面
に分散して付着させることも可能である。 このように構成された断熱構造体１は、次のよ
うな効果を有する。 １ シリカ繊維３とアルミナ繊維４とを使用して
いるので、耐熱性、断熱性、強度に優れてい
る。 ２ 酸化ホウ素によつてシリカ繊維３とアルミナ
繊維４とが強固に融着されており、しかも、高
温度でシリカ繊維３が結晶化して熱劣化が起き
るのを防止することができる。 ３ 輻射部材２によつて高温度での輻射伝熱を低
減することができる。 次に断熱構造体の製造方法について説明する。 先ず、主繊維として平均繊維径が0.5乃至3μm
のシリカ繊維を100重量部用意する。これに補強
繊維として平均繊維径が１乃至5μmのアルミナ繊
維を５乃至100重量部配合すると共に、酸化ホウ
素を0.5乃至1.0重量部配合して水中で分散する。
次いで、これを脱水成型してから1100乃至1400℃
温度で0.5乃至15時間焼成し、密度を0.10乃至0.40
ｇ／cm3の範囲内に設定して断熱構造体を得る。 ここで、酸化ホウ素は、バインダの作用をする
ものであり、主繊維であるシリカ繊維と補強繊維
であるアルミナ繊維との交差点に付着して、焼成
時にこれらを一体に結合して三次元の網目構造を
作るものである。また、酸化ホウ素は、シリカ繊
維が1000℃付近の温度に曝された際にこれが結晶
化するのを阻止する作用を有するものである。従
つてその配合量は、融着作用と結晶化阻止作用と
を十分に発揮するように0.5乃至10重量部の範囲
で設定するのが好ましい。また、断熱構造体の輻
射伝熱を低減させるために炭化ケイ素、炭化ケイ
素ホイスカ、ホウ化ケイ素、等の無機質微粉末を
所定量予め配合しておいても良い。 このようにこの断熱構造体の製造方法によれ
ば、主繊維としてシリカ繊維を使用し、補強繊維
としてアルミナ繊維を使用しているので、耐熱
性、断熱性、強度に優れた断熱構造体を容易に得
ることができる。また、酸化ホウ素を配合してい
るので、主繊維と補強繊維を強固に融着して網目
状の三次元構造を形成できると共に、高温化でシ
リカ繊維が結晶化するのを阻止することができ
る。更に、無機質微粉末を予め配合しておくこと
により、高温での輻射伝熱を低減できるものであ
る。 以下、本発明の製造方法の一実施例と、本発明
の効果を確認するために行なつた実験例について
説明する。 下記第１表の配合組成品を蒸溜水中に分散さ
せ、スラリ濃度が1.5％になるまで予備脱水した。
これをフイルタプレスで脱水成型し、105℃の温
度で16時間乾燥した。次に、これを1350℃の温度
まで120℃／ｈの昇温速度で加熱し、1350℃の温
度に達してから10時間の焼成処理を施した。然る
後、成型処理を施して厚さ50mm、一辺が200mmの
平板状の断熱構造体を得た。この断熱構造体の特
性試験を行なつたところ、下記第２表に示す結果
を得た。第２表から明らかな如く、この断熱構造
体は極めて優れた特性を有しており、回収型ロケ
ツトの機体構造部を確実に保護できるものである
ことが分かつた。
【表】
【表】
以上説明した如く、本発明に係る断熱構造体に
よれば、回収型ロケツトの機体構造部を確実に熱
保護することができる。また、本発明に係る断熱
構造体の製造方法によれば、回収型ロケツトの機
体構造部を確実に熱保護することができる。 断熱構造体を容易に得ることができる。
よれば、回収型ロケツトの機体構造部を確実に熱
保護することができる。また、本発明に係る断熱
構造体の製造方法によれば、回収型ロケツトの機
体構造部を確実に熱保護することができる。 断熱構造体を容易に得ることができる。
第１図は、本発明の一実施例の要部を示す斜視
図、第２図は、同実施例の内部の組織を拡大して
示す説明図である。 １…断熱構造体、２…輻射部材、３…シリカ繊
維、４…アルミナ繊維、５…接着部材。
図、第２図は、同実施例の内部の組織を拡大して
示す説明図である。 １…断熱構造体、２…輻射部材、３…シリカ繊
維、４…アルミナ繊維、５…接着部材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 平均繊維径が0.5乃至3μmのシリカ繊維と平
均繊維径が１乃至5μmのアルミナ繊維とが、酸化
ホウ素によつて融着されて網状の三次元構造をな
すと共に、0.10乃至0.40ｇ／cm3の範囲内の密度を
有することを特徴とする断熱構造体。 ２ 平均繊維径が0.5乃至3μmのシリカ繊維100重
量部に対して、平均繊維径が１乃至5μmのアルミ
ナ繊維の５乃至100重量部、及び酸化ホウ素0.5乃
至10重量部とを水中で分散した後、これを脱水成
型してから1100乃至1400℃温度で0.5乃至15時間
焼成して密度を0.10乃至0.40ｇ／cm3設定すること
を特徴とする断熱構造体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP470584A JPS60151269A (ja) | 1984-01-17 | 1984-01-17 | 断熱構造体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP470584A JPS60151269A (ja) | 1984-01-17 | 1984-01-17 | 断熱構造体及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60151269A JPS60151269A (ja) | 1985-08-09 |
| JPH0428666B2 true JPH0428666B2 (ja) | 1992-05-14 |
Family
ID=11591291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP470584A Granted JPS60151269A (ja) | 1984-01-17 | 1984-01-17 | 断熱構造体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60151269A (ja) |
-
1984
- 1984-01-17 JP JP470584A patent/JPS60151269A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60151269A (ja) | 1985-08-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |