(57)【要約】      （修正有）【課題】新たなかつ改良された熱シールド及び熱シールド材の提供。【解決手段】結合剤と、硬化剤と、下記の化学式2018115312.tif 000021によって表されるジンクピリチオンとの［Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、及びＲ８が、独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルコキシル、ヒドロキシル、アリール、又はヘテロシクリルである］反応生成物であり、これらを補助電力ユニット等の熱シールドとして使用する熱シールド材料により達成。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
結合剤と、
硬化剤と、
化学式（Ｉ）
2018115312.tif 000020
によって表されるジンクピリチオンであって、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、及びＲ８が、水素、アルキル、シクロアルキル、アルコキシル、ヒドロキシル、アリール、及びヘテロシクリルから成る群から独立して選択される、ジンクピリチオンと
の反応生成物である材料。
【請求項２】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、及びＲ８が水素である、請求項１に記載の材料。
【請求項３】
ジンクピリチオンが約４００ｏＦを上回る分解温度を有している、請求項１又は２に記載の材料。
【請求項４】
ジンクピリチオンがｐＨ７で１００ｐｐｍ未満の水溶性を有している、請求項１から３の何れか一項に記載の材料。
【請求項５】
材料が約０．８ｇ／ｃｃから約１．２ｇ／ｃｃまでの密度を有している、請求項１から４の何れか一項に記載の材料。
【請求項６】
材料が室温で約２４時間未満の可使時間を有している、請求項１から５の何れか一項に記載の材料。
【請求項７】
材料が、ＡＳＴＭ  Ｇ２１−１５により、４週間後に抗生物質活性評価０を有している、請求項１から６の何れか一項に記載の材料。
【請求項８】
材料が約５ｗｔ％未満のジンクピリチオンを含む、請求項１から７の何れか一項に記載の材料。
【請求項９】
コルクを更に含む、請求項１から８の何れか一項に記載の材料。
【請求項１０】
材料が、約８ｗｔ％から約１２ｗｔ％までのコルクを含む、請求項９に記載の材料。
【請求項１１】
結合剤が、フェノール、エポキシ、シリコーン、ポリウレタン、及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項１から１０の何れか一項に記載の材料。  
【請求項１２】
硬化剤が、アルキルジアミン、シクロアルキルジアミン、モノアリールジアミン、ポリアリールジアミン、及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項１に記載の材料。
【請求項１３】
複数のセルを形成する複数の交差壁部分を含むハニカムコアと、
請求項１から１２の何れか一項に記載の材料と
を含む熱シールド。
【請求項１４】
キャリア構造を更に備える、請求項１３に記載の熱シールド。
【請求項１５】
キャリア構造が一又は複数のチタニウムシート又はアルミニウムシートを備える、請求項１４に記載の熱シールド。
【請求項１６】
材料がコルクを更に含む、請求項１４又は１５に記載の熱シールド。
【請求項１７】
硬化剤が、アルキルジアミン、シクロアルキルジアミン、モノアリールジアミン、ポリアリールジアミン、及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項１４から１６の何れか一項に記載の熱シールド。
【請求項１８】
一又は複数の表面を各々が有している複数の構成要素と、
一又は複数の表面のうちの少なくとも１つに配置された熱シールドであって、ハニカムコア及び請求項１に記載の材料を含む熱シールドと
を備える補助電力ユニット。
【請求項１９】
複数の構成要素が、スラスト軸受、負荷コンプレッサ、入口案内ベーンアセンブリ、有孔入口ハウジング、エンジンコンプレッサハブ格納容器、高圧比コンプレッサ、冷却第一段階ノズル、二重オリフィス燃料噴霧器、フルタービンハブ格納容器、噴流冷却燃焼器、二段階軸流タービン、及び二軸受四輪回転群のうちの一又は複数を備える、請求項１８に記載の補助電力ユニット。
【請求項２０】
硬化剤が、アルキルジアミン、シクロアルキルジアミン、モノアリールジアミン、ポリアリールジアミン、及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項１８又は１９に記載の補助電力ユニット。
【請求項２１】
材料がコルクを更に含む、請求項２０に記載の補助電力ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の態様は、一般に熱シールド及び熱シールド材に関連する。
【背景技術】
【０００２】
地球の大気を横断したり出入りしたりする宇宙航空移動体は、高速で移動し、その結果、それらの外側空中面、及びある程度まで下部構造が極度の熱的条件に直面する。熱シールド材は、熱シールドの潜在的ホットスポットから熱を迅速に伝導させることを保証するための高い熱伝導率を有する材料である。熱吸収後の材料の温度上昇が多くの他の材料の温度上昇より低くなるように、熱シールド材はまた、高い比熱容量を有している。航空宇宙移動体の表面に塗布されると、熱シールド材は、極度の熱的条件によって熱応力を受ける構造を保護及び絶縁する熱シールドを形成する。
【０００３】
高温下で除去される熱シールド材を使用する熱応力管理技術は、１９３０年代前半以来、様々な用途に用いられてきた。熱シールド材は、ノーズキャップ保護のための初期のロケットシステムで使用され、またジェミニ宇宙船及びアポロ宇宙船、更には多くの現代のロケットノズルで再突入熱シールドとして使用されてきた。
【０００４】
一般的なコルクベースの熱シールド材は、コルクエポキシ、コルクフェノール及びコルクシリコーンを含む。コルクとフェノール樹脂を燃焼させ、脆くなった炭を形成することは、コルクフェノール熱シールド材の重大な破損形態である。材料が周囲雰囲気からの高熱流束及び酸素に曝されると、コルク系熱シールドは迅速に焦げ、燃え始める。いったん引火すると、熱シールド材は、外側の熱源がオフになった後でも、燃え続けるだろう。コルクフェノール熱シールドが切断されると、熱シールドの表面は、裂け目を含む炭となり、そのサイズは時間とともに増大することになる。結局は、残った材料が、機械負荷又は空力シヤに起因して砕けて腐食することになる。
【０００５】
上記用途における使用に適しているが、これらの材料の多くには、頻繁に取り扱われ、使用前に長時間保管される可能性があるシステムへの適用を妨げる取り扱い及び寿命（貯蔵寿命）の問題がある。典型的な打ち上げロケットは、飛行前に数日間打ち上げパッド上に置かれ（又は数年間どこかに保管され）、熱シールド材は、保護されないままの場合、著しい量の水分を吸収する可能性が高い。白カビ及び菌類（カビ）は、熱シールドのコルク材料の中及び上に蓄積する可能性があり、熱シールドの機械的及び熱的特性に影響を与えることがある。コルク系樹脂をパラニトロフェノール（ＮＯ２−Ｐｈ−ＯＨ）などの抗生物質でコーティングするよう試みられた。しかしながら、この混合物は、水溶性が高く（１６ｇ／Ｌ）、その高い毒性と相互関係を示しており、米国及び欧州連合で航空機への使用が許されていない。
【０００６】
航空宇宙移動体はまた、一又は複数の密閉剤層で熱シールド表面をコーティングすることによって、水分（及びカビ）から保護されることもある。これらの追加の層は、移動体構成要素及び航空宇宙移動体の重量及びコストを全体として増加させる。これらの追加の層はまた、このような構成要素及び移動体を製造する時間を全体として増加させる。
【０００７】
したがって、当該技術分野では、新たなかつ改良された熱シールド及び熱シールド材が必要とされる。
【発明の概要】
【０００８】
１つの態様では、材料、又はこの反応生成物は、結合剤と、硬化剤と、化学式
2018115312.tif 000002
によって表されるジンクピリチオンであって、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、及びＲ８が、独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルコキシル、ヒドロキシル、アリール、又はヘテロシクリルである、ジンクピリチオンとを含む。
【０００９】
別の態様では、熱シールドが、複数のセルを形成する複数の交差壁部分を含むハニカムコアを備える。熱シールドはまた、セルのうちの少なくとも１つの表面に配置される材料も含む。材料は、結合剤と、硬化剤と、化学式
2018115312.tif 000003
によって表されるジンクピリチオンであって、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、及びＲ８が、独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルコキシル、ヒドロキシル、アリール、又はヘテロシクリルである、ジンクピリチオンとの反応生成物である。
【００１０】
別の態様では、補助電力ユニットは、一又は複数の表面を各々が有する複数の構成要素を備える。補助電力ユニットは、一又は複数の表面のうちの少なくとも１つに配置された熱シールドであって、ハニカムコア、並びに結合剤と、硬化剤と、化学式
2018115312.tif 000004
によって表されるジンクピリチオンであって、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、及びＲ８が、独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルコキシル、ヒドロキシル、アリール、又はヘテロシクリルである、ジンクピリチオンとの反応生成物である材料を含む熱シールドを更に備える。
【００１１】
本開示の上記特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約されている本開示のより具体的な説明が、態様を参照することによって得られ、その一部の態様は添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は、本開示の典型的な態様のみを示しており、それゆえ、本開示の範囲を限定するとみなすべきではなく、本開示は、その他の等しく有効な態様を許容し得ることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の１つの態様による、航空機の補助電力ユニット（ＡＰＵ）の部分的セクションの透視図である。
【図２】本開示の１つの態様による、宇宙船の側面図である。
【図３】本開示の１つの態様による、ハニカム熱シールドの１つのセクションの透視図である。
【図４】本開示の１つの態様による、図３のハニカム熱シールドの断面図である。
【図５】本開示の１つの態様による、ハニカムパネルのキャリアパネル側の透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
理解を容易にするため、可能な場合には、複数の図に共通する同一の要素を指し示すために同一の参照番号を使用した。図面は、縮尺どおりに描かれておらず、明瞭性のために簡略化されることもある。１つの態様の要素及び特徴は、有利には、更に列挙しなくても、他の態様に組み込まれることがあると考えられる。
【００１４】
本開示の様々な態様の説明は、例示を目的として提示されているものであり、網羅的な説明であること、又は開示された態様に限定されることを意図していない。当業者には、記載の態様の範囲及び精神から逸脱することなく、多数の修正例及び変更例が明らかであろう。本書で使用されている用語は、態様の原理、市場に見られる技術を凌駕する実用的応用又は技術的改善を最もよく解説するため、或いは、本書で開示されている態様を他の当業者にも理解可能にするために、選ばれたものである。
【００１５】
定義
「アルキル」という用語は、１から約２０までの炭素原子を含む、置換又は非置換の、直鎖状又は分岐状の非環式アルキル基を含む。少なくとも１つの態様では、アルキルは、Ｃ１−１０アルキル、Ｃ１−７アルキル又はＣ１−５アルキルである。少なくとも１つの態様では、アルキルは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル及びこれらの構造異性体から選択される。
【００１６】
「シクロアルキル」という用語は、１から約２０までの炭素原子を含む、置換又は非置換の環状アルキル基を含む。
【００１７】
「アリール」という用語は、置換又は非置換の炭素含有芳香族環を含む。少なくとも１つの態様では、アリールは、フェニル、ナフチル、アントラセニル、又はピレニルから選択される。
【００１８】
「アルコキシル」という用語は、アルキルエチル又はアリールエチルを含み、アルキル及びアリールという用語は、先ほど定義された通りである。少なくとも１つの態様では、アルコキシルは、メトキシル、エトキシル、プロポキシル、ブトキシル、ペントキシル、ヘキシルオキシル、ヘプチルオキシル、オクチルオキシル、ノニルオキシル、デシルオキシ、及びこれらの構造異性体から選択される。
【００１９】
「ヘテロシクリル」という用語は、環化環内に少なくとも１つのヘテロ原子（即ち、炭素ではない）を有する環を含む。ヘテロシクリルは、少なくとも１つの環原子がヘテロ原子である場合に、炭素、窒素、硫黄及び酸素から選択される３〜約１５の環原子を有する単環、二環、又は三環式の環を含む。ヘテロシクリルは、完全に飽和した環（例えば、ヘテロシクロアルキル）、部分的に飽和した環（例えば、ヘテロシクロアルケニル）及び完全に不飽和の環（例えば、ヘテロアリール）を含む。完全に飽和した５員及び６員ヘテロシクリルの非限定的例は、ピロリジニル、イミダゾリジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、テトラヒドロフラニル、モルフォリニル及びチアゾリジニルを含む。
【００２０】
「ヒドロキシル」という用語は、-ＯＨを指す。
【００２１】
本開示の混合物は、混合物の互変異性体、幾何学異性体、又は立体異性体を含む。混合物のエステル、オキシム、オニウム、水和物、溶媒和化合物及びＮ−オキシド形態もまた、本開示によって包含されている。本開示では、シス−幾何異性体及びトランス−幾何異性体（Ｚ−幾何異性体及びＥ−幾何異性体）、Ｒ−光学異性体及びＳ−光学異性体、ジアステレオマー、ｄ−異性体、ｌ−異性体、アトロプ異性体、エピマー、配座異性体、回転異性体、異性体の混合物並びにこれらのラセミ化合物を含むこのような混合物のすべてが本開示に包含されると考えられる。
【００２２】
材料
本開示の態様は、一般に熱シールド及び熱シールド材に関連する。
【００２３】
少なくとも１つの態様では、熱シールド材などの材料は、（１）結合剤と、（２）硬化剤と、（３）抗生物質添加物とを含む（及び／又はこれらの反応生成物である）。少なくとも１つの態様では、熱シールド材などの材料は、（４）コルクを更に含む。
【００２４】
結合剤
本開示の材料による結合剤は、材料に対する機械的強度及び熱的安定性を提供する。結合剤は、機械的強度特性及び耐熱応力特性が増加した材料を形成するために、硬化剤と反応することができる、エポキシドなどの一又は複数の求電子性部分を有する。結合剤は、フェノール、エポキシ、シリコーン、ポリウレタン、及びこれらの混合物から選択することができる。
【００２５】
フェノール類は、高温安定性（例えば、３００℃〜３５０℃）並びに高い水及び化学安定性を有する、ノボラック、レゾール、及びこれらの混合物から選択することができる。エポキシは、部分的に硬化されたエポキシ、触媒を含む二成分エポキシ樹脂（カリフォルニア州ベイポイントのＨｅｎｋｅｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＨＹＳＯＬ（登録商標）ＥＡ  ９５６エポキシ樹脂など）、樹脂及び硬化剤の両方を含む二液系（デンマークＢａｌｌｅｒｕｐのＳｔｒｕｅｒｓ  Ａ／Ｓから入手可能なＥＰＯＦＩＸ樹脂など）、アミノフェノールのトリグリシジルエーテル（例えば、Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（スイスＭｏｎｔｈｅｙ）からのＡｒａｌｄｉｔｅ  ＭＹ  ０５００又はＭＹ  ０５１０など）、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ−テトラグリシジル−ｍ−キシレン  ジアミン（Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（スイス、Ｍｏｎｔｈｅｙ）からのＡｒａｌｄｉｔｅ  ＭＹ０７２０又はＭＹ０７２１など）のような四官能性エポキシ、ポリ［（フェニル  グリシジル  エーテル）−コドシクロペンタジエン］（Ｔａｃｔｉｘ  ５５６など）から選択することができる。エポキシはまた、ビスフェノール−Ａ（ビス−Ａ）又はビスフェノール−Ｆ（ビス−Ｆ）−系エポキシなどの二官能性エポキシも含み得る。ビス−Ａエポキシ樹脂は、Ａｒａｌｄｉｔｅ  ＧＹ６０１０（Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）、又はＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ（ミシガン州ミッドランド）から入手可能なＤＥＲ  ３３１として、商業的に入手可能である。ビス−Ｆエポキシ樹脂は、Ａｒａｌｄｉｔｅ  ＧＹ２８１又はＧＹ２８５（Ｈｕｎｔｓｍａｎ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）として商業的に入手可能である。エポキシは、化学式
2018115312.tif 000005
によって表すことができる。エポキシはまた、様々なエポキシの混合物とすることもできる。
【００２６】
シリコーンは、高温シリコーン樹脂結合剤（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｓｙｌｇａｒｄ  １８４樹脂など）、又は化学式ＲｎＳｉＸｍＯｙによって表されるオリゴシロキサンなどのオリゴシロキサンから選択することができる。Ｒは、例えば、メチル又はフェニルなどの非反応性置換基であり、Ｘは、水素、ヒドロキシル（−ＯＨ）、ハロゲン（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）又はアルコキシルである。ｎ、ｍ、及びｙは、シリコーンの重量平均分子量（Ｍｗ）が約１０００から約１００００になるような整数である。
【００２７】
少なくとも１つの態様では、ポリウレタンは、化学式
2018115312.tif 000006
によって表される。ｘは、約１０から約１００００までの整数である。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、及びＲ５は、独立して、水素又はＣ１−Ｃ２０アルキルである。ポリウレタンは、Ａｐｔｅｋ  ２１００Ａ／Ｂ及びＡｅｒｏｄｕｒ  ３００２（Ａｒｇｏｓｙ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．から入手可能である）から選択することができる。ポリウレタンは、置換基の各例がアルキル（例えば、Ｃ１−Ｃ２０アルキル）、アリール、アミノ、ニトロ、及びハロ（−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｉ）から選択される場合、非置換、一置換、又は多置換することができる（例えば、一又は複数のフェニル環において、二置換、三置換、又は四置換されるなど）。
【００２８】
硬化剤
本開示の材料による硬化剤は、材料に対する機械的強度及び熱的安定性を提供する。硬化剤は、結合剤の一又は複数の求電子性部分と反応するための、アミンなどの一又は複数の求核性部分を有する。硬化剤は、モノアミン、ジアミン、トリアミン、テトラアミン、ペンタミン、ヘキサミン、ヘプタミン、オクタミン、ノナミン、デカミン、及びこれらの混合物などのアミンから選択することができる。ジアミンは、アルキルジアミン、シクロアルキルジアミン、モノアリールジアミン、及びポリアリールジアミンを含む。シクロアルキル  ジアミンは、４，４’−（シクロ−ヘキサン−１−アミン）とすることができる。モノアリール  ジアミンは、１，４−ジアミノベンゼンを含む。ポリアリール  ジアミンは、表Ｉに列挙されるものを含む：
2018115312.tif 000007
2018115312.tif 000008
2018115312.tif 000009
2018115312.tif 000010
2018115312.tif 000011
【００２９】
アミンはまた、例えば、リノレイン酸、リノレン酸、オレイン酸、ステアリン酸などの、不飽和脂肪酸の熱重合によって典型的に調製される高分子脂肪酸であるポリアミノアミドを含む。Ｃｏｇｎｉｓ  ＢＡＳＦによって販売されるＶＥＲＳＡＭＩＤ（登録商標）樹脂は、例えば、ダイマー酸とアルキレンポリアミンの混合物の縮合生成物である。市販のポリアミノアミドは、例えば、Ｃｏｇｎｉｓ  ＢＡＳＦからのＶＥＲＳＡＭＩＤ（登録商標）１４０、ＶＥＲＳＡＭＩＤ（登録商標）１２５及びＶＥＲＳＡＭＩＤ（登録商標）１１５；Ｈｕｎｓｔｍａｎａｎからの（ＨＹ  ８１５，Ｅ−１１５）、（ＨＹ  ８２５，Ｅ−１２５）、及び（ＨＹ  ８４０，Ｅ−１４０）；Ｈｅｘｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｉｎｃ．，からのＥＰＩＫＵＲＥ（登録商標）３１１５Ａ、ＥＰＩＫＵＲＥ（登録商標）３１２５、ＥＰＩＫＵＲＥ（登録商標）３１４０、ＥＰＩＫＵＲＥ（登録商標）３０１５；Ａｉｒ  ＰｒｏｄｕｃｔｓからのＡｎｃａｍｉｄｅ（登録商標）２２０、Ａｎｃａｍｉｄｅ（登録商標）２６０Ａ、Ａｎｃａｍｉｄｅ（登録商標）３５０Ａ、及びＡｎｃａｍｉｄｅ（登録商標）５０３；ＲｏｙＯｘｙ（登録商標）からのＲｏｙＯｘｙ（登録商標）ＲＡＣ  ９５４３、ＲｏｙＯｘｙ（登録商標）ＲＡＣ  ９５４４、ＲｏｙＯｘｙ（登録商標）ＲＡＣ  ９５４６、及びＲｏｙＯｘｙ（登録商標）ＲＡＣ  ９５０３を含む。
【００３０】
抗生物質添加物
本開示の材料による抗生物質添加物は、材料に対する、カビなどの水分関連のダメージを防止する。本開示の抗生物質添加物は、ジンクピリチオン（及びこれらの異性体）である。ジンクピリチオンの異性体は、ジンク１−オキシドピリジニウム−２−チオンを含む。
【００３１】
少なくとも１つの態様では、ジンクピリチオンは、化学式
2018115312.tif 000012
によって表され、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、及びＲ８が、独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルコキシル、ヒドロキシル、アリール、又はヘテロシクリルである。少なくとも１つの態様では、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、及びＲ８の各々は、水素である。
【００３２】
ジンクピリチオンは、欧州連合又はその他の世界の航空機用途に対して制限されず、市販されているものもあり、合成しやすく、安価である。更に、ジンクピリチオンは分解温度が高く（例えば、４６４ｏＦ）、水溶性が限定されており（例えば、ｐＨ７で８ｐｐｍ）、材料上又は材料内で生物学的活性成分の微生物分解を防止する又は低下させるのに十分な抗生物質活性を有している。少なくとも１つの態様では、ジンクピリチオンは、例えば、約３００ｏＦを上回る、約４００ｏＦを上回る、約４５０ｏＦを上回るなど、約２００ｏＦを上回る、分解温度を有している。少なくとも１つの態様では、ジンクピリチオンは、ｐＨ７で４００ｐｐｍ未満、ｐＨ７で３００ｐｐｍ未満、ｐＨ７で２００ｐｐｍ未満、ｐＨ７で１００ｐｐｍ未満、ｐＨ７で５０ｐｐｍ未満、ｐＨ７で２５ｐｐｍ未満、ｐＨ７で１０ｐｐｍ未満、など、ｐＨ７で５００ｐｐｍ未満の水溶性を有している。
【００３３】
更に、本開示のジンクピリチオンは、材料の物理的特性がジンクピリチオンを含まない他の同一の材料と比較して改善されるか、又は実質的に変化しないほど少量で、熱シールド材などの材料の中に存在することができる。本開示の材料は、約０．８ｇ／ｃｃから約１．２ｇ／ｃｃまでなど、約０．５ｇ／ｃｃから約１．５ｇ／ｃｃまでの密度、例えば０．８ｇ／ｃｃなどの密度を有する。より高い密度の材料は、常に良好なアブレーション性能を提供するが、またより高い熱伝導率を有し、それゆえに貧弱な絶縁体である。更に、本開示のジンクピリチオンは、材料の可使時間がジンクピリチオンを含まない他の同一の材料と比較して改善されるか、又は実質的に変化しないほど少量で、熱シールド材などの材料の中に存在することができる。少なくとも１つの態様では、ジンクピリチオンを含む本開示の材料の可使時間は、室温で約２４時間未満である。
【００３４】
更に、ジンクピリチオンは、本開示の材料内に存在する又はその材料上に配置されるとき、以下の二重機能性を提供する：（１）カビ形成を減少させる又は排除するための抗生物質として、（２）上記のように、硬化剤に加え硬化剤として。理論に拘束されることなく、ジンクピリチオンのヘテロ原子（酸素、窒素、及び／又は硫黄など）は、エポキシ部分などの結合剤の求電子性部分の求核攻撃を実行し得る。そのような二重機能性は、（ジンクピリチオンを含まない材料と比較して）材料の物理的特性を維持又は改善しつつ、材料内又は材料上の白カビ及び菌類（カビ）蓄積の減少又は排除に加え、可使時間を短縮する。少なくとも１つの態様では、材料のジンクピリチオンの実質的にすべてが結合剤と反応する。少なくとも１つの態様では、材料のジンクピリチオンの一部のみが結合剤と反応する。
【００３５】
比較例として、二硫化セレンなどの他の抗生物質は、そのような二重機能性を有しておらず、結合剤及び硬化剤を有する材料内に存在する場合、治癒機能を含まない不活性充填剤としてのみ作用する。
【００３６】
更に、ジンクピリチオンは、本開示の材料の結合剤／硬化剤内に包含することができる。パラニトロフェノールなどの従来の抗生物質は、基板の結合層の外面に塗布されていた。結合面だけに塗布される従来の抗生物質とは違い、ジンクピリチオンを結合剤内に包含することで、使用中に材料の表面が削り取られるとしても、材料の表面積のどの程度の大きさが削られているか（即ち、露出しているか）にかかわらず、材料内の、材料上の、及び／又は材料に隣接したカビの形成が防止される。ジンクピリチオンをそのように包含することにより、材料の有利な物理的、機械的特性の寿命が延長される。
【００３７】
少なくとも１つの実施形態では、本開示の材料は、約０．５：１から約１：０．５、約０．７：１から約１：０．７、約０．９：１から約１：０．９など、約０．３：１から約１：０．３、例えば１：１などの結合剤：硬化剤のモル比を有している。少なくとも１つの実施形態では、本開示の材料は、約１０ｗｔ％未満、約５ｗｔ％未満、約２ｗｔ％未満、約１ｗｔ％未満、約０．５ｗｔ％未満など、約２０ｗ％未満のジンクピリチオンから形成される。０．５ｗｔ％など、少量のジンクピリチオンでさえ、本開示の材料上又は内のカビ形成を減少又は防止するのに十分であり得る。２ｗｔ％又は５ｗｔ％など、増加した量のジンクピリチオンは、熱帯気候などのより湿度の高い環境でのカビ形成の傾向が増加するため、そのような環境内で使用又は蓄積される熱シールド材に所望であり得る。
【００３８】
ジンクピリチオンは、任意の適した溶剤の中で約１：２のＺｎＣｌ２対２−メルカプトピリジン  Ｎ−オキシドのモル比で、ＺｎＣｌ２を置換又は非置換の２−メルカプトピリジン  Ｎ−オキシドと混合することによって、スキーム１で示されるように合成され得る。塩基は、チオールを脱プロトン化してＺｎＣｌ２と反応させるために使用され得る。溶剤は、ジクロロメタン又はエタノールを含む。塩基は、トリエチルアミンを含む。出発物質は、合成されてもよく、又はミズーリ州セントルイスのＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈから入手してもよい。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、及びＲ８は上記の通りである。
2018115312.tif 000013
【００３９】
スキーム１
２−メルカプトピリジン  Ｎ−オキシドの非限定的例は以下を含む：
2018115312.tif 000014
2018115312.tif 000015
【００４０】
コルク
本開示の材料によるコルクは、材料に対して軽量の絶縁体を提供する。コルクは、コルクガシの木の外面で成長した又はその外面から得られたセルロース成長構造である。１立方インチ当たり２億以上のセルを有するコルクは、これらのセルの構造及び技法のため、熱シールド材として上手く機能する。コルクは、低密度だが、弾力性のある機械的特性、最小コスト、振動吸収能力及び音響ノイズ耐性能力、並びにその化学的安定性から、打ち上げロケット用の絶縁体材料として使用することができる。
【００４１】
少なくとも１つの態様では、本開示の材料は、約５ｗｔ％から約２０ｗｔ％まで、約８ｗｔ％から約１２ｗｔ％までなど、約１ｗｔ％から約３５ｗｔ％までのコルク、例えば１０ｗｔ％のコルクから作られる。コルクは、コルクボード（例えばコルクシートなど）及び／又はコルク粒子として材料の中に存在することができる。粒子は、所望の直径の粒子を形成するために、コルクボードを砕くことによって形成することができる。粒子は、硬化させ材料を形成する前に、結合剤、硬化剤、及び抗生物質添加物と混合される。粒子は、約０．００１インチから約０．０１インチまで、約０．００１インチから約０．００５インチまで、約０．５ｍｍから約１ｍｍまでなど、約１ｍｍから約１インチまでの粒径を有することができる。
【００４２】
充填剤
本開示の材料は、一又は複数の充填剤を有することができる。本開示の材料による充填剤は、材料に追加の機械的強度を提供する。従来の熱シールド材は、充填剤を有し、１：１以上の結合剤対充填剤の重量比であることが多い。そのような大きな充填剤含有量は、材料に実質的重量を追加することになり、このことは、重量が追加され、よって燃料消費が追加されることになるため、航空機などの移動体に理想的ではない。本開示のジンクピリチオンの二重機能性は、材料に任意選択的な充填剤含有量を提供する。本開示の材料の中に存在する場合、充填剤は、シリカ若しくはガラスマイクロスフェア、フェノールマイクロバルーン、シリカマイクロバルーン、シリカ、炭素繊維又はこれらの組み合わせから選択することができる。少なくとも１つの実施形態では、本開示の材料は、約４０ｗｔ％未満の充填剤、約３０ｗｔ％未満の充填剤、約２０ｗｔ％未満の充填剤、約１０ｗｔ％未満の充填剤、約５ｗｔ％未満の充填剤など、約５０ｗｔ％未満の充填剤を有する。
【００４３】
例示的材料
【実施例１】
【００４４】
ＡＳＴＭ  Ｇ２１−１５（以下に詳しく記載される）による、材料の菌類への耐性を測定するために、材料が試験された。コルクが、０．５〜１ｍｍの粒度に粉砕された。材料は、エポキシ、ジアミン、コルク（材料の１０〜２０ｗｔ％）、及び構造
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によって表される非置換のジンクピリチオンを含んだ。ジンクピリチオンは、商業的に購入された。ジアミンは、Ｖｅｒｓａｍｉｄ  １２５（残りの留分５０％のポリアミノアミド）であり、エポキシは、ＥＰＯＮ  ８２８（二官能性ビスフェノールＡ／エピクロロヒドリン誘導液状エポキシ樹脂）（残りの留分５０％）であった。次に（混合物の１〜２ｗｔ％）のジンクピリチオン（Ｓｕｒｅｓｈｉｅｌｄ  １０００）が加えられた。
【００４５】
エポキシ、ジアミンコルク、及びジンクピリチオンが、ヘラを用いて材料容器の中で混合された。次いで、材料がヘラを用いて容器からすくい出され、タービンエンジンＡＰＵ表面で約０．１インチの厚さに広げられた。試験された菌株は、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｂｒａｓｉｌｉｅｎｓｉｓＢ  ９６４２、Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ  ｆｕｎｉｃｕｌｏｓｕｍＣ  １１７９７、Ｃｈａｅｔｏｍｉｕｍ  ｇｌｏｂｏｓｕｍ  ６２０５、Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｖｉｒｅｎｓＤ  ９６４５、及びＡｕｒｅｏｂａｓｉｄｉｕｍ  ｐｕｌｌｕｌａｎｓ  １５２３３であった。材料は、４週間後に０の評価を有する、これらの菌株に対して強力な抗生物質活性を示した。
【実施例２】
【００４６】
コルクが、０．５〜１ｍｍの粒度に粉砕された。材料は、エポキシ、ジアミン、
コルク（材料の１０〜２０ｗｔ％）、及び構造：
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によって表されるジンクピリチオンを含んだ。ジンクピリチオンは、商業的に購入された。ジアミンは、Ｖｅｒｓａｍｉｄ  １２５（残りの留分５０％のポリアミノアミド）であり、エポキシは、ＥＰＯＮ  ８２８（二官能性ビスフェノールＡ／エピクロロヒドリン誘導液状エポキシ樹脂）（残りの留分５０％）であった。次に（混合物の１〜２ｗｔ％）のジンクピリチオンが加えられた。
【００４７】
エポキシ、ジアミンコルク、及びジンクピリチオンが、ヘラを用いて材料容器の中で混合された。次いで、材料がヘラを用いて容器からすくい出され、タービンエンジンＡＰＵ表面で約０．１インチの厚さに広げられた。
【実施例３】
【００４８】
コルクが、０．５〜１ｍｍの粒度に粉砕された。材料は、エポキシ、ジアミン、コルク（材料の１０〜２０ｗｔ％）、及び構造：
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によって表されるジンクピリチオンを含んだ。ジンクピリチオンは、商業的に購入された。ジアミンは、Ｖｅｒｓａｍｉｄ  １２５（残りの留分５０％のポリアミノアミド）であり、エポキシは、ＥＰＯＮ  ８２８（二官能性ビスフェノールＡ／エピクロロヒドリン誘導液状エポキシ樹脂）（残りの留分５０％）であった。次に（混合物の１〜２ｗｔ％）のジンクピリチオンが加えられた。
【００４９】
エポキシ、ジアミンコルク、及びジンクピリチオンが、ヘラを用いて材料容器の中で混合された。次いで、材料がヘラを用いて容器からすくい出され、タービンエンジンＡＰＵ表面で約０．１インチの厚さに広げられた。
【実施例４】
【００５０】
コルクが、０．５〜１ｍｍの粒度に粉砕された。材料は、エポキシ、ジアミン、コルク（材料の１０〜２０ｗｔ％）、及び構造：
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によって表されるジンクピリチオンを含んだ。ジンクピリチオンは、商業的に購入された。ジアミンは、Ｖｅｒｓａｍｉｄ  １２５（残りの留分５０％のポリアミノアミド）であり、エポキシは、ＥＰＯＮ  ８２８（二官能性ビスフェノールＡ／エピクロロヒドリン誘導液状エポキシ樹脂）（残りの留分５０％）であった。次に（混合物の１〜２ｗｔ％）のジンクピリチオンが加えられた。
【００５１】
エポキシ、ジアミンコルク、及びジンクピリチオンが、ヘラを用いて材料容器の中で混合された。次いで、材料がヘラを用いて容器からすくい出され、タービンエンジンＡＰＵ表面で約０．１インチの厚さに広げられた。
【００５２】
ＡＳＴＭ  Ｇ２１−１５は以下を列挙する。「１．範囲  １．１  本実施は、成形又は製造された物品、チューブ、ロッド、シート、及びフィルム材料の形態で合成ポリマー材料の特性への菌類の効果の測定に及ぶ。光学特性、機械特性、及び電気特性の変化は、適用可能なＡＳＴＭ方法によって測定され得る。１．２  ＳＩ単位で明示された値は、標準と見なされるべきである。括弧内に与えられたインチ−ポンドの単位は、情報のためだけのものである。１．３  この標準は、もしあれば、その使用に関して、安全に対する懸念のすべてを扱うことを意図していない。適切な安全及び健全な実施を確立し、使用前に規制上の制限の適用を測定することが、本標準のユーザの責任である。２．参考文献  ２．１  ＡＳＴＭ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ：２  Ｄ１４９  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｂｒｅａｋｄｏｗｎ  Ｖｏｌｔａｇｅ  ａｎｄ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｏｆ  Ｓｏｌｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  ａｔ  Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ  Ｐｏｗｅｒ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ  Ｄ１５０  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ＡＣ  Ｌｏｓｓ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ  （Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ）  ｏｆ  Ｓｏｌｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ  Ｄ２５７  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ＤＣ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｏｒ  Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ  ｏｆ  Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｄ４９５  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ−Ｖｏｌｔａｇｅ，  Ｌｏｗ−Ｃｕｒｒｅｎｔ，  Ｄｒｙ  Ａｒｃ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｏｆ  Ｓｏｌｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ  Ｄ６１８  Ｐｒａｃｔｉｃｅ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｄ６３８  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｔｅｎｓｉｌｅ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｄ７４７  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ａｐｐａｒｅｎｔ  Ｂｅｎｄｉｎｇ  Ｍｏｄｕｌｕｓ  ｏｆ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  ｂｙ  Ｍｅａｎｓ  ｏｆ  ａ  Ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ  Ｂｅａｍ  Ｄ７８５  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｒｏｃｋｗｅｌｌ  Ｈａｒｄｎｅｓｓ  ｏｆ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｄ８８２  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｔｅｎｓｉｌｅ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｔｈｉｎ  Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｓｈｅｅｔｉｎｇ  Ｄ１００３  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｈａｚｅ  ａｎｄ  Ｌｕｍｉｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ  ｏｆ  Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｄ１７０８  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｔｅｎｓｉｌｅ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  ｂｙ  Ｕｓｅ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｔｅｎｓｉｌｅ  Ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ  Ｅ９６／Ｅ９６Ｍ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｗａｔｅｒ  Ｖａｐｏｒ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｅ３０８  Ｐｒａｃｔｉｃｅ  ｆｏｒ  Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｃｏｌｏｒｓ  ｏｆ  Ｏｂｊｅｃｔｓ  ｂｙ  Ｕｓｉｎｇ  ｔｈｅ  ＣＩＥ  Ｓｙｓｔｅｍ  ２．２  ＴＡＰＰＩ  Ｓｔａｎｄａｒｄ：  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｔ  ４５１−ＣＭ−４８４  Ｆｌｅｘｕｒａｌ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  Ｐａｐｅｒ３  ２．３  Ｆｅｄｅｒａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ：  ＦＥＤ  ＳＴＤ  １９１  Ｍｅｔｈｏｄ  ５２０４  Ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ  ｏｆ  Ｃｌｏｔｈ，  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ；  Ｓｅｌｆ  Ｗｅｉｇｈｔｅｄ  Ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ  Ｍｅｔｈｏｄ４  ＦＥＤ  ＳＴＤ  １９１  Ｍｅｔｈｏｄ  ５２０６  Ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ  ｏｆ  Ｃｌｏｔｈ  Ｄｒａｐｅ  ａｎｄ  Ｆｌｅｘ；  Ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ  Ｂｅｎｄｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ  ４  ３。実施の概要  ３．１  本実施において説明される手順は、洗浄前又は洗浄及び再調整後のどちらかで、関連する特性の測定に対する適した試料の選択、適した有機体を有する試料の接種、成長に適した条件下での接種試料の露出、視覚的成長のための検査と評価、並びに試料の除去及び試験のための観察から成る。注１−手順は、菌類を処理して作業することを含むため、微生物学で訓練された職員が、有機体及び接種した試料の取り扱いを含む手順の一部を実行するが推奨される。４．意義及び使用  ４．１  これらの材料の合成ポリマー部分は、菌類成長のための炭素源としての役割を果たしていない点で、常に耐菌性である。合成ポリマー部分は、一般に、プラスチック材料への菌類の攻撃を担う、可塑剤、セルロース、潤滑剤、安定剤、及び着色剤などの他の成分である。プラスチック以外の材料を評価するために、この試験方法の使用が、参加する全ての関係者によって合意されるべきである。そのような攻撃に適した条件下で、即ち２〜３８°（３５〜１００°Ｆ）の温度及び６０〜１００％の相対湿度で、微生物攻撃への耐性を確立することが重要である。４．２  予想される効果は以下である。４．２．１  表面攻撃、変色、伝送損失（光学的）、並びに４．２．２  可塑剤、調整剤、及び潤滑剤の除去、結果として、引張り応力（剛性）、重量、寸法、及び他の物理的特性の変化、並びに絶縁抵抗、比誘電率、力率、絶縁耐力などの電気特性の劣化を招く。４．３  電気特性の変化は、主として、表面成長及びその関連水分、並びに排泄された代謝産物に起因したｐＨ変化によることが多い。他の効果は、可塑剤、潤滑剤、及び他の処理添加剤の非均一的分散に起因した優先成長を含む。これらの材料への攻撃は、イオン化された導電経路を残すことが多い。述べられた物理的変化は、表面対体積の比率が高く、かつ可塑剤及び潤滑剤などの栄養材料が、有機体によって利用されている際に、表面に拡散し続ける場合に、フィルム形態で又はコーティングとして産物上で観察される。４．４  有機体による攻撃が局所的な加速及び抑制による大きな要素のチャンスを含むので、再現性の順序がかなり低いこともある。行動（ｂｅｈａｖｉｏｒ）の評価が確実に楽観的過ぎないように、観察される最大の劣化度が報告されるべきである。４．５  浸出、風化、熱処理への露出などの試料の調整は、耐菌性に著しい効果を有し得る。これらの効果の測定は、本実施においてカバーされない。５．装置  ５．１  ガラス製品−平らに広げられたときに試料を保持するには、ガラス又はプラスチック容器が適している。試料のサイズ次第で、以下が��案される。５．１．１  直径が最大で７５ｍｍ（３インチ）の試料に対して、１００×１００ｍｍ（４１／４×４１／４インチ）のプラスチックボックス５又は１５０ｍｍ（６インチ）が覆われたペトリ皿、並びに５．１．２  引張及び剛性ストリップなどの７５ｍｍ（３インチ）かつ大きな試料に対して、正方形の窓ガラスで覆われた、サイズが最大で４００×５００ｍｍ（１６×２０インチ）の、大きなペトリ皿、ホウケイ酸ガラスのトレイ、又はオーブン皿。５．２  培養器−全ての試験方法のための培養機器は、２８〜３０℃（８２．２〜８６°Ｆ）の温度及び８５％を下回らない相対湿度を維持することになる。湿球及び乾球温度の自動記録が推奨される。６．  試薬及び材料  ６．１  複数の試薬−試薬グレード化学薬品がすべての試験に使用されることになる。特に断りのない限り、アメリカ化学会の分析試薬委員会の仕様が利用可能である場合、全ての試薬がそのような仕様に一致することが目的とされる。６．  測定の精度を低下させることなく、
その使用を許容するのに十分なほど試薬が高い純度であることがまず確認されるという条件であれば、他のグレードが使用されてもよい。６．２  水の純度−特に断りのない限り、水と言えば、蒸留水又は同等以上の純度の水を意味すると理解されよう。６．３  栄養剤−塩寒天−１リットルの水に以下の試薬を指定量だけ溶解させることにより、この媒体を調製する。カリウム  二水素  オルトホスフェート（ＫＨ２ＰＯ４）０．７ｇ、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）０．７ｇ、硝酸アンモニウム（ＮＨ４ＮＯ３）１．０ｇ、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）０．００５ｇ、硫酸第一鉄（ＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）０．００２ｇ、硫酸亜鉛（ＺｎＳＯ４・７Ｈ２Ｏ）０．００２ｇ、硫酸第一マンガン（ＭｎＳＯ４・Ｈ２Ｏ）０．００１ｇ、寒天１５．０ｇ、二カリウム一水素オルトリン酸塩（Ｋ２ＨＰＯ４）０．７ｇ、６．３．１  １２１℃（２５０°Ｆ）で２０分間オートクレーブ処理により試験媒体を滅菌する。滅菌後、ｐＨが６．０から６．５までになるように媒体のｐＨを調節する。６．３．２  必要な試験に対して十分な媒体を調製する。６．３．３  栄養剤−塩培養液−６．３の化学式を使用して調製し、寒天は省略される。培養液は、オートクレーブ処理で発生する塩の沈殿を避けるために濾過滅菌してもよい。６．４  混合された菌胞子懸濁液：注２−多くの他の有機体が特定の最終的なアセンブリ又は構成要素を特に対象とするため、プラスチックの購入者及び製造業者が同意する場合、有機体のそのような他の純培養物が使用されてもよい。参照（１）７は、そのような選択を示す。６．４．１  培養物調製時の以下試験菌類の使用：菌類  ＡＴＣＣ  Ｎｏ．Ａ  Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｂｒａｓｉｌｉｅｎｓｉｓＢ  ９６４２，  Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ  ｆｕｎｉｃｕｌｏｓｕｍＣ  １１７９７，  Ｃｈａｅｔｏｍｉｕｍ  ｇｌｏｂｏｓｕｍ  ６２０５，  Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ  ｖｉｒｅｎｓＤ  ９６４５，  Ａｕｒｅｏｂａｓｉｄｉｕｍ  ｐｕｌｌｕｌａｎｓ  １５２３３，  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｔｙｐｅ  Ｃｕｌｔｕｒｅ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎから入手可能なＡＡｖａｉｌａｂｌｅ（ＡＡｖａｉｌａｂｌｅ  ｆｒｏｍ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｔｙｐｅ  Ｃｕｌｔｕｒｅ  Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ），１２３０１  Ｐａｒｋｌａｗｎ  Ｄｒｉｖｅ，Ｒｏｃｋｖｉｌｌｅ，  ＭＤ  ２０８５２．，Ａ．ｎｉｇｅｒ．，として知られているＢＨｉｓｔｏｒｉｃａｌｌｙ、Ｐ．ｐｉｎｏｐｈｉｌｕｍ．，として知られているＣＨｉｓｔｏｒｉｃａｌｌｙ、Ｇｌｉｏｃｌａｄｉｕｍ  ｖｉｒｅｎｓとして知られているＤＨｉｓｔｏｒｉｃａｌｌｙ。６．４．１．１  ポテトデキストロース寒天などの適切な媒体上でこれらの菌類を別々に維持する。保存培養物は、最大で４か月間、およそ３〜１０℃（３７〜５０°Ｆ）で維持されてもよい。胞子懸濁液を調製する際、２８〜３０℃（８２〜８６°Ｆ）で７〜２０日間培養された二次培養物を使用する。６．４．１．２  各々の菌類の１つの二次培養物内に滅菌水１０ｍＬ、又は  ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムのような０．０５ｇ／Ｌの無毒性湿潤剤含有の滅菌溶液を注ぐことにより、５つの菌類の各々の胞子懸濁液を調製する。試験有機体の培養物からの表面成長を優しく削���取るために、滅菌プラチナ、プラスチック、又はニクロム接種線を使用する。６．４．２  湿潤剤及び１０〜１５の中身の詰まった（ｓｏｌｉｄ）ガラスビーズと共に４５ｍＬの滅菌水を含む滅菌フラスコ又はチューブに胞子チャージを注ぐ。子実体から胞子を遊離させ、胞子塊を破壊するために、フラスコに蓋をして強く振る。６．４．３  代替的には、胞子塊を破壊し、子実体から胞子を遊離させるために、胞子チャージを滅菌ガラス組織グラインダ内に注ぎ、優しく砕くことができる。６．４．４  菌糸片を除去するために、振って砕けた汚濁液をガラス漏斗の滅菌ガラスウールの薄層で濾過し、滅菌フラスコに入れる。６．４．５  濾過された胞子懸濁液を無菌で遠心分離機にかけ、上澄み液を捨てる。滅菌水のアリコート及び遠心分離機の中で残留物を再懸濁する。６．４．６  集菌中に大きな菌糸体断片又は寒天の塊が取り除かれる場合、元の培養物からの可能な栄養の持ち越しを排除するために、胞子をこの方法で３回洗浄する。得られた胞子懸濁液が、計数チャンバで測定した場合、１  ０００  ０００  ６  ２００  ０００胞子／  ｍＬを含有することになるように、滅菌栄養塩溶液（６．３．３を参照）で最後に洗浄される残留物を薄める。６．４．７  試験で使用される各有機体に対してこの工程を繰り返し、生じた等しい体積の胞子懸濁液を混ぜ、最終的な混合胞子懸濁液が得られる。６．４．８  混合した胞子懸濁液は、毎日新鮮な状態で調製され、又は最大で４日間、冷蔵庫で３〜１０℃（３７〜５０°Ｆ）で保持され得る。個々の胞子懸濁液は、最大で１４日間、冷蔵庫で３〜１０℃（３７〜５０°Ｆ）に保持され得る。７．生存率の制御  ７．１  １日の試験グループ毎に、別個のペトリ皿の硬化した栄養塩寒天上に３枚の（２５ｍｍ（１インチ））角の滅菌濾紙を置く。表面全体を胞子懸濁液で湿らせるために、懸濁液を滅菌した噴霧器８から噴霧することによって、試験項目と併せて、胞子懸濁液をこれらに接種する。２８〜３０℃（８２〜８６°Ｆ）で８５％を下回らない相対湿度でこれらを培養し、１４日間の培養後にそれらを検査する。濾紙制御試料の３つすべてで多量の成長があるだろう。そのような成長がなければ、試験を繰り返す必要がある。８．試験試料  ８．１  もっとも単純な試料は、５０×５０ｍｍ（２×２インチ）片、５０ｍｍ（２インチ）直径の片、又は試験対象である材料から切断された少なくとも７６ｍｍ（３インチ）長の片（ロッド又は配管）であり得る。製造が完了した部品又は製造された部品から切断されたセクションは、試験試料として使用され得る。そのような試料では、効果の観察は、見かけ、成長密度、光反射若しくは伝送、又は剛性などの物理的特性における変化の手作業による評価に限定される。８．２  フィルム−コーティングなどの材料形成は、サイズが少なくとも５０×２５ｍｍ（２×１インチ）のフィルムの形態で試験され得る。そのようなフィルムは、ガラスの上に流し込み、硬化後剥ぐことによって、又は濾紙又は着火したガラス織物を含浸する（完全にカバーする）ことによって、調整され得る。８．３  視覚評価について、３つの試料が接種されることになる。試料が両側で異なる場合、上向きと下向きの３つの試料の各々が試験されることになる。注３−菌類の攻撃中及び攻撃後に起こる量的変化を明らかにする目的の試験プログラムを考案する際に、元の特性の有効値を確立するために、十分な数の試料が評価されるべきである。フィルム材料の緊張強度を確立するために５つのレプリカ試料が必要とされる場合、同一数の試料を取出し、各露出期間毎に試験することになる。菌類の攻撃の様々な段階での物理的特性の値は可変的となり；最大の劣化を示す値が最も重要である（４．４を参照）と予想すべきである。参照（２）は、ガイドとして使用され得る。９．手順９．１  接種−深さ３〜６ｍｍ（１／８から１／４インチ）の凝固した寒天層を提供するために、十分な栄養塩寒天を適した滅菌皿の中に注ぐ。寒天が凝固した後、寒天の表面に試料を置く。表面全体を胞子懸濁液で湿らせるために、懸濁液を滅菌した噴霧器８から噴霧することによって、試験試料の表面を含む表面に複合胞子懸濁液を接種する。９．２  培養条件：９．２．１  培養−接種した試験試料を覆い、２８〜３０℃（８２〜８６°Ｆ）、８５％を下回らない相対湿度で培養する。注４−栄養寒天を含む覆われた皿は、所望の湿度を有していると考えられる。大きな皿のカバーは、マスキングテープで密封されてもよい。９．２．２  培養期間−試験の標準的長さは、２８日の培養である。試験は、２以上の成長率を示すサンプルに対して２８日未満で終了してもよい。最終レポートは、培養の実際の期間を詳述しなければならない。９．３  視覚的効果のための観察−試験が視覚的効果のためだけのものである場合、培養器から試料を取り出し、それらを以下のように評価する：試料で観察された成長（胞子形成若しくは非胞子形成、又はその両方）評価、なし０、成長の痕跡（１０％未満）１、軽い成長（１０〜３０％）２、中程度の成長（３０〜６０％）３、重い成長（６０％〜完全なカバー範囲）４。９．３．１  試料は４週間後に評価される。４週間で、斜光照明を用いてステレオスコープで、痕跡又は非成長の評価（１以下）が確認され、倍率が記録される。成長は、胞子形成及び非胞子形成菌糸を含む。成長の痕跡は、元の接種物中の大量の胞子から発生するような散在する疎らな菌の成長、又は指紋、昆虫糞便などの外来汚染などと定義され得る。試料を不明瞭にしないとしても、試料全体にわたって延びる継続的な蜘蛛の巣状の成長は、２と評価すべきである。非試験有機体が存在するときには、最終評価で試験及び非試験有機体のすべての成長が含まれる。注５−プラスチックにおけるかなりの物理的変化は、多くの視覚的成長がなくても発生し、よって付録に列挙されたものから選択された物理的特性における変化の何らかの尺度が推奨される。９．４  物理的、光学的、又は電気的特性への効果−成長しない試料を洗浄し、塩化第二水銀（１＋１０００）の水溶液に５分間浸し、水道水ですすぎ、一晩室温で空気乾燥させ、実施Ｄ６１８で定義された標準的実験室条件、即ち、２３±１℃（７３±２°Ｆ）かつ５０±５％の相対湿度（２３  ６  １°Ｃ（７３  ６  ２°Ｆ）ａｎｄ  ５０  ６  ５  ％  ｒｅｌａｔｉｖｅ  ｈｕｍｉｄｉｔｙ）で再調整し、制御試料上で使用されるそれぞれの方法にしたがって試験を行う（付録を参照）。注６−絶縁体及び耐アーク性などの幾つかの電気試験について、試料が未洗浄、加湿状態で試験されてもよい。試験の値は、表面成長及びそれに関連する水分によって影響されるだろう。１０．レポート１０．１  以下の情報を報告する：１０．１．１  使用される有機体  １０．１．２  培養時間  １０．１．３  １以下の評価の倍率を含む９．３による菌類成長の視覚的評価、及び１０．１．４  培養時間に対する物理的、光学的、又は電気的特性の漸進的変化の表。複製毎に評価を与える。１１．精度とバイアス  １１．１  精度とバイアスの記述は、今回この実施に関しては行うことができない。１２．キーワード  １２．１  菌類の生物学的感染；菌類腐敗；微生物学的な；分析試験；微生物学的な感染のしやすさ。」
【００５３】
基板
本開示の材料は、移動体構成要素の一又は複数の表面など、基板の一又は複数の表面に配置することができる。本開示の材料は、約１インチ未満、約０．５インチ未満、約０．４インチ未満、約０．３インチ未満、約０．２インチ未満、約０．１インチ未満など、約２インチ未満の厚さで基板表面に配置することができる。
【００５４】
移動体構成要素は、航空機、自動車などのパネル又は接合部のような構造的構成要素などの移動体の任意の適切な構成要素である。移動体構成要素の例には、補助電力ユニット（ＡＰＵ）、航空機のノーズ、燃料タンク、テールコーン、パネル、２以上のパネルの間のコーティングされた重ね接合部、翼から胴体までのアセンブリ、構造的な航空機複合体、胴体本体接合部、翼リブから外板までの接合部、及び／又は他の内部構成要素が含まれる。
【００５５】
図１は、航空機の補助電力ユニット（ＡＰＵ）の部分的セクションの透視図である。図１に示されるように、ＡＰＵ１００は、スラスト軸受１０２、負荷コンプレッサ１０４、入口案内ベーンアセンブリ１０６、有孔入口ハウジング１０８、エンジンコンプレッサ１１０、高圧比コンプレッサ１１２、冷却第一段階ノズル１１４、二重オリフィス燃料噴霧器１１６、フルタービンハブ格納容器１１８、噴流冷却燃焼器１２０、二段階軸流タービン１２２、及び二軸受四輪回転群１２４を有する。これらのＡＰＵ構成要素のうちの一又は複数は、構成要素の一又は複数の表面に配置された本開示の材料を有することができる。使用中に、ＡＰＵの温度は、周囲温度から実質的に上昇する。本開示の材料は、ＡＰＵにおける熱応力を低下させ又は排除し、ＡＰＵが使用されていないときに起こり得るカビ形成を減少させ又は除外する。
【００５６】
図２は、宇宙船の側面図である。図２に示されるように、宇宙船２００は、その表面に結合された熱シールド構造２０２を有する。熱シールド構造２０２は、熱シールド構造上に及び／又はその構造内に配置された本開示の材料を有する。熱シールド構造２０２は、宇宙船２００及びその搭乗者らを地球大気圏への再突入中に発生する熱から保護する。本開示の材料は、熱シールド（及び宇宙船）における熱応力を低下させ又は排除し、熱シールド（及び宇宙船）が使用されていないときに起こり得るカビ形成を減少させ又は除外する。
【００５７】
熱シールド構造２０２は、有人宇宙船上に図示されているが、地球大気圏又は惑星大気圏を移動中に外面が高温に遭遇すると予想される広範の他の有人及び無人宇宙移動体での使用に適していると理解されるだろう。熱シールド構造２０２はまた、他の形態の移動体においても、及び固定される（例えば、非モバイル）構造においてさえも有用である。熱シールド構造２０２は、モバイル空中プラットフォーム又は地上ベースの移動体のバーチャルな任意の形態での、又は船舶移動体にさえも使用が見い出され得る。
【００５８】
本開示の材料の代替的使用は（熱シールドの他に）、静菌性若しくは滅菌性用途を含む用途の接着剤として、硬度及び殺藻特性を高めるための塗料添加剤として、又は湿潤環境下での組成物のための防カビ添加剤としての使用を含むが、これらに限定されない。
【００５９】
基板への材料塗布
本開示の材料は、フローコーティング、ドロップキャスティング、ディップコーティング、スプレーコーティング、スクリーンプリンティング、スロットダイコーティング、フローコーティング及び／又はインクジェットプリンティングなどの任意の適した堆積方法によって、移動体構成要素の表面などの基板上に配置することができる。本開示の材料は、移動体構成要素の一又は複数の表面上に材料を堆積させることによって、移動体構成要素の一又は複数の表面（移動体構成要素の内面（例えば、内側空洞）、外面、又はその両面など）に配置することができる。
【００６０】
コルク粒子を含む本開示の材料について、材料の堆積及び硬化前に、コルクを洗浄し、所望の粒度に粉砕し、結合剤、硬化剤、及びジンクピリチオンと混合することができる。
【００６１】
コルクで作られた従来の熱シールドは、コルクを基板上にプレスし、コルクを仕上げることによって作られる。例えば、コルクは、補助電力ユニット（ＡＰＵ）に付けられると、ＡＰＵ構成要素のアルミニウム表面に貼付される／接着されるコルクボードであり、次にコルクは、一又は複数の溶剤で洗浄される。コルクを熱で乾燥させ、水分をコルクから除去する。次いで、コルクが樹脂（例えば、エポキシ）でコーティングされる。次いで、コルク−エポキシは、室温で硬化する密封剤（シリコーンなど）でコーティングされる。次に、密閉剤表面が洗浄され、均一の無気孔コーティングが得られる。しかしながら、密閉剤は、室温で硬化するのに最高で６日、オーブンで２日かかる。
【００６２】
本開示の熱シールド材は、コルクの乾燥、コルク板への接着剤の塗布、密閉剤（シリコーンなど）での材料のコーティング、及び密閉剤表面の洗浄など、単に任意選択的なこれらの処理手順のいくつかを提供する。例えば、材料全体のジンクピリチオンの抗生物質活性（水分保護能力）により、コルク材料を水分露出から守るために、コルクを乾燥させる必要がなく、シリコーン樹脂をコルク材料に塗布する必要もない。更に、ジンクピリチオンを含まない同一の熱シールド材と比較して、ジンクピリチオンは本開示の熱シールド材の接着強度を高めることができるので、追加の接着剤を塗布することは任意選択となる。これらの処理手順のうちの一又は複数を排除することによって、製造業者には、実質的な時間とコストの節約になる。
【００６３】
本開示の材料を基板表面に堆積させた後で、材料を硬化させることができる。材料の硬化は、室温で実行することができる。代替的には、硬化は、ピークの硬化温度まで材料の温度を上昇させることと、約１時間から約１０時間までなど、約１秒から約４８時間まで、ピークの硬化温度を維持することを含み得る。ピークの硬化温度は、約５０ｏＣから約９０ｏＣまでなど、約３０℃から約２００℃まで、例えば５０ｏＣ、６０ｏＣ、７０ｏＣ、８０ｏＣ、９０ｏＣなどである。
【００６４】
本明細書に記載の方法について、材料を基板表面に堆積させることは、約５００ｒｐｍから約２０００ｒｐｍまでなど、約１００ｒｐｍから約４０００ｒｐｍまでの速度、例えば約５００ｒｐｍ、約１０００ｒｐｍ、約１５００ｒｐｍ、約２０００ｒｐｍなどの速度で、移動体構成要素などの基板の表面に第１の材料をスピンコーティングすることによって、実現できる。
【００６５】
ハニカム熱シールド
本開示の熱シールド材料などの材料は、熱シールドとして単独で使用することができ、又はハニカムコア上及び／又は内に包含することもできる。ハニカムコアは、熱シールドに追加の機械的強度及び熱遮蔽能力を提供する。本開示の材料（コルクを含む材料など）は、ハニカム構造が含まれる場合、補助的な熱シールドとして使用することができる。
【００６６】
ハニカムコアは、複数のセルを形成する複数の交差壁部分から形成することができる。本開示の熱シールド材でのセルの充填前に、歪み対応材料をハニカムコアの壁部分に配置することができる。熱シールド材は、ハニカムコアのセルを少なくとも部分的に充填する。
【００６７】
図３は、ハニカム熱シールドの１つのセクションの透視図である。図３に示されるように、熱シールド３００は、ハニカムコア３０２を含む。ハニカムコア３０２は、複数のセル３０６を形成する複数の交差壁部分３０４を有する。材料３０８は、本開示の熱シールド材であり、ハニカムコア３０２のセル３０６内に圧入される。
【００６８】
図４は、図３の熱シールドの断面図である。図４に示されるように、ハニカムコア３０２は、接着層４００を介して、キャリア構造４０２に固定することができる。
【００６９】
少なくとも１つの態様では、ハニカムコア３０２は、フェノール樹脂に含浸される繊維ガラスの織物、例えばＳｔｙｌｅ  １２０（Ｅ−ｇｌａｓｓ）などから作られる。少なくとも１つの態様では、ハニカムコア３０２は、オープンウェーブ構造法を有するＬｅｎｏウェーブ繊維ガラス又は炭素繊維織物から作られる。このため、ハニカムコア３０２のセル３０６内に圧縮される場合、材料３０８は、セル３０６を充填し、ハニカムコア３０２の壁構造の一体部分となり得る。材料３０８でハニカムコア３０２のセル３０６を充填する前に、ハニカムコア３０２が受けることになる残った製造工程（もしあれば）にその表面を十分に調整するために、高周波（ＲＦ）発生プラズマ場でハニカムコア３０２を洗浄することができる。プラズマ場洗浄処理は、商業的に利用可能な処理である。この処理を実行する１つのそのような会社は、カリフォルニア州ベルモントの４ｔｈ  Ｓｔａｔｅ，Ｉｎｃ．，である。
【００７０】
図５は、ハニカムパネルのキャリアパネル側の透視図である。図５に示されるように、（洗浄後かつ材料３０８によるセル３０６の充填前に）、ハニカムコア３０２の壁３０４は、熱シールドキャリア構造４０２に結合されることになるハニカムコア３０２の側面に、部分的に溝が設けられるが、これはダイヤモンドの刃が付いた（ｄｉａｍｏｎｄ  ｅｄｇｅｄ）切削工具を使用して実現することができる。溝５００は、その後のハニカムコア３０２充填プロセス中に、さもなければセル３０６で背圧を作り出すことになろう周囲空気に対して、かつその後実行されるオートクレーブ硬化プロセス中に発生する水及びガスに対して逃し経路を提供する。空気、水及びガスが、プリフォームを包囲する真空バッグに適用される真空によって引き出され、材料３０８、ハニカムコア３０２、及びキャリア構造４０２を含む熱シールド３００が形成される。
【００７１】
少なくとも１つの態様では、キャリア構造４０２は、一又は複数の金属シートの層構造で作られ、又は可能であれば、金属、例えばチタニウム若しくはアルミニウムの平らなシートを有するハニカム構造として作られる。接着層４００は、ニュージャージー州ウェストパターソンのＣｙｔｅｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されているエポキシフェノール構造フィルム接着剤である、ＨＴ−４２４接着剤などの任意の適した接着剤で作ることができる。
【００７２】
概して、本開示の材料は、抗生物質活性に加え、熱応力保護を提供する。ジンクピリチオンは、欧州連合又はその他の世界の航空機用途に対して制限されず、市販されているものもあり、合成しやすく、安価である。更に、ジンクピリチオンは分解温度が高く（例えば、４６４ｏＦ）、水溶性が限定されており（例えば、ｐＨ７で８ｐｐｍ）、材料付近又は材料内で生物学的活性成分の微生物分解を防止する又は低下させるのに十分な抗生物質活性を有している。
【００７３】
更に、本開示のジンクピリチオンは、材料の物理的特性がジンクピリチオンを含まない他の同一の材料と比較して改善されるか、又は実質的に変化しないほど少量で、熱シールド材などの材料の中に存在することができる。更に、本開示のジンクピリチオンは、材料の可使時間がジンクピリチオンを含まない他の同一の材料と比較して実質的に変化しないほど少量で、熱シールド材などの材料の中に存在することができる。
【００７４】
加えて、ジンクピリチオンは、本開示の材料内に存在する又はその材料上に配置されるとき、以下の二重機能性を提供する：（１）カビ形成を減少させる又は排除するための抗生物質として、（２）硬化剤に加え硬化剤として。そのような二重機能性は、（ジンクピリチオンを含まない材料と比較して）材料の物理的特性を維持又は改善しつつ、材料内又は材料上の白カビ及び菌類（カビ）蓄積の減少又は排除に加え、可使時間を短縮するために使用することができる。
【００７５】
更に、ジンクピリチオンは、本開示の材料の結合剤／硬化剤内に包含することができる。結合面だけに塗布される従来の抗生物質とは違い、ジンクピリチオンを材料内に包含することで、使用中に材料の表面が削り取られるとしても、材料の表面積のどの程度の大きさが削られているか（即ち、露出しているか）にかかわらず、材料内の、材料上の、及び／又は材料に隣接したカビの形成が防止される。ジンクピリチオンをそのように包含することにより、材料の有利な物理的及び機械的特性が拡張される。
【００７６】
以上は本開示の態様を対象としているが、本開示の他の態様及びさらなる態様は、その基本的な範囲を逸脱しない限り、考案してもよい。更に、上記は、パネルなどの航空機材料システム、２以上のパネル間のコーティングされた重ね接合部、及び翼から胴体までのアセンブリなどの材料システムを対象としているが、本開示の態様は、航空宇宙、自動車、船舶、エネルギー産業などで使用される多成分材料システムのような、航空機に関連しない他の材料システムを対象としてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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