【誤訳訂正書】
【提出日】平成19年3月1日(2007.3.1)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  強化された低密度な耐熱性材料製ブロックとその製造方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】  有機および／または無機成分を装填したエラストマーマトリックスからなる強化された低密度な耐熱性材料製ブロックにおいて、前記強化は前記ブロックの少なくとも一面に直交する方向に沿って前記マトリックスの本体に配設されたセラミックもしくはガラス、または有機材料の糸から形成され、かつその端部の少なくとも１つと前記面の少なくとも一面とが面一になることを特徴とする耐熱性材料製ブロック。
【請求項２】  有機および／または無機成分を装填した珪素樹脂マトリックスからなる強化された低密度な耐熱性材料製ブロックにおいて、前記強化は前記ブロックの少なくとも一面に直交する方向に沿って前記マトリックスの本体に設けられたセラミックもしくはガラス、または有機材料の糸から形成され、かつその端部の少なくとも１つと前記面の少なくとも一面とが面一になることを特徴とする耐熱性材料製ブロック。
【請求項３】  前記糸は含浸樹脂で含浸されることを特徴とする請求項１または２記載のブロック。
【請求項４】  前記糸はフェノール樹脂で含浸されるか、あるいは重合されることを特徴とする請求項３記載のブロック。
【請求項５】  前記糸はエポキシ樹脂で含浸されるか、あるいは重合されることを特徴とする請求項３記載のブロック。
【請求項６】  前記糸は該糸の長さが表面上に均一に配置されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のブロック。
【請求項７】  前記糸は捩れた状態で配置されたことを特徴とする請求項６記載のブロック。
【請求項８】  前記ブロックは面単位当りで異なる数の糸を備えた区域からなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載のブロック。
【請求項９】  前記面の１つは前記糸の長さが通過した、布（繊維）、又はシリカ、ガラスもしくは有機材料で製造されたフェルトにより被覆されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載のブロック。
【請求項１０】  前記ブロックの最終製品の寸法ならびに形状に前記装填珪素マトリックスにより成形した後、前記糸を縫合して配置することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載のブロックを製造する方法。
【請求項１１】  前記糸を含浸樹脂による予備含浸に用い、縫合の後この樹脂を重合することを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】  非含浸糸を用いて、縫合の後、前記ブロックを含浸樹脂で含浸し、この樹脂を重合することを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１３】  前記含浸樹脂の重合の後、その面の片方に、前記布なしか、又はフェルトを設けられた前記糸を取り除くために切断することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】  前記ブロックを最終製品寸法に切削することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は宇宙船が地球大気圏内への帰還時にその熱保護部分のための低密度(密度１．０未満、好ましくは密度０．７以下)の耐熱性材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大気圏内への帰還時に、探測機、カプセル居住船などのような宇宙船は激しい熱流に直面しなければならないので、大部分の露出部分を耐熱性にする必要がある。
【０００３】
前記熱流に対抗するために、耐熱性材料として周知の熱絶縁性材料を用いて保護されるべき構造部材を被覆し、また大気圏内への再突入により強いられる熱流の作用による徐々に起こる意図的な資材の消散が前記被覆構造部材を次に要約する様々な機構により熱から保護する：
・前記耐熱性材料の内部温度の上昇を結果としてもたらすエネルギーの貯蔵；
・吸熱反応、すなわち：解重合、融解、昇華、気化；
・放射を介してのエネルギー損失；および、
・熱流に対抗するガス状物質の流れ；
である。
【０００４】
断熱材を意図的に消散することによるこの保護が、大気圏内に再突入する際に発生する激しい熱流に対し対抗できる最も有効な手段の１つである。
長年の間知られているこの種の材料はエラストマーおよび／または珪素樹脂で形成されているものである。ＲＴＶ（室温加硫）型エラストマーに有機成分（炭酸含有化合物、コルク）もしくは無機成分（ＳｉＣ、シリカ、アルミニウム）が装填（含有）(load)されているものがある。この材料はパネルもしくは取付け素子又はブロック、とりわけ接着される素子又はブロックの形にして保護されるべき表面上に取付けられる。
【０００５】
熱流に曝らされている耐熱性材料の考えられるような流出（除去）をしないようにするため、例えばＲＴＶエラストマー、０．１ｍｍ径未満の微小中空体からなり、かつその壁体が珪素、ガラス、または有機成分で製造されるシリカエコスフィア（ｅｃｏｓｐｈｅｒｅ）（シリカ中空粒子）ならびにフェノール微小中空球および／または他の装填材からなる材料の構成的マトリックスがハニカム形式構造部材に差し込まれる。
【０００６】
そこで、耐熱性ならびに良好な耐火特性を示すことができる軽量で平坦かつ機械的な強度を有する被覆パネルを実用化することが可能となった。そのうえ、様々な方向に可撓性を有するハニカム構造部材を用いることで、彎曲構造部材を実用化することが可能となった。
この技術は、例えばセルの壁体を彎入させて前記構造部材を彎曲させることにより、前記ハニカム構造部材を調製し、その後シリコナイジングしたマトリックスのセルを適当な配合物でライニングし、前記マトリックスを成形した後、全ユニットをプレスで整形して構成することからなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このハニカム構造部材の柔軟性にはこの技術によりなすことができる最終製品としてのパネルの彎曲の程度に関する制限がある上に、前記ハニカム構造部材のセル内に真空部が一切ない徹底した充填という問題を提起したものである。
【０００８】
この構造により構成される強化材は最終製品としてのパネルの様々な部分における前記強化にバラツキがないようにすることが必要である。例えば、それが前縁パネルに関するものである場合、前記パネルの大部分の露出部分だけを著しく強化させることは、先に述べたように前記強化技術が全くといってよいほどないので不可能である。
【０００９】
本発明は低密度耐熱性材料（削摩剤）を強化して、複雑な形状や顕著な曲線、さらに整形されたブロックの強化の慎重に考慮すべき局部的な変化を施された強化材を達成する新しい技術を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この要旨で、本発明は有機および／または無機成分が装填（load）されたエラストマーマトリックス、または有機および／または無機成分が装填（load）された珪素樹脂マトリックスからなる強化低密度耐熱性材料製のブロックに関するもので、前記強化がガラスあるいはセラミックの糸等で形成するか、あるいは前記ブロックの少なくとも一面にほぼ直交する方向に沿って前記マトリックスの本体に設けられた有機材料で形成し、またその端部の少なくとも１つを前記ブロックの面の少なくとも一面と面一になるよう配置し、また、一実施例においては繊維に重合フェノール樹脂を含浸させていることを特徴とするものである。
【００１１】
前記糸は捩れた状態で配置することが好ましい。
適当な場合、前記ブロックは、熱流により最も応力を受け易いような区域について、応力を少なく受ける区域よりも、面単位当り糸の数が上回わるような区域とすることもできる。
【００１２】
本発明はさらに、これらのブロックを得る方法に関し、前記ブロックの最終製品の寸法と形状に装填珪素マトリックスにより成形の後、前記糸が縫合により取付けられる。
前記縫合機のニードルにより直接突刺されたブロックの面を保存するため、前記面を繊維もしくはシリカあるいはガラスのフェルト、場合によっては有機材料が装填（含有）されることが好ましい。
【００１３】
本発明の方法の実施の１つの別形によれば、糸を適当なフェノール樹脂で予備含浸して用い、縫合の後、この樹脂を重合する。
他の別形によれば、非含浸糸を用い、縫合の後、前記ブロックを適当なフェノール樹脂で含浸し、前記樹脂を重合する。
前記フェノール樹脂重合の後、前記ブロックの面に前記繊維もしくはフェルトをその面の片方にできるだけ施して平らにし、突出する糸を取り除いて同じ高さに切断する。
【００１４】
他の特徴と利点は本発明の材料の具体化を実施例と添付図面を参照することだけで示される次の説明で一層容易に明らかになるであろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による強化された低密度な耐熱性材料（削摩剤）で形成され、珪素エラストマーマトリックス２と特にシリカエコスフィア（ｅｃｏｓｐｈｅｒｅｓ）（シリカ中空粒子）およびフェノール樹脂微小中空球のような様々な種類の装填材料を含み、その役割が前記耐熱性材料の密度を減少させ、またその熱特性により熱伝導率を低下させ、最後に、耐熱性材料の表面に炭酸塩残留層を濃縮して削摩する間に耐熱性材料内部に発生する反応に寄与する、即ちこの層がすぐれた構造強度及びすぐれた耐火特性を提供する平行六面体ブロック１を示している。
【００１６】
これらのマトリックスとして、前記耐熱性材料の機械的性質と耐火特性を増大させる添加剤をできるだけ含む多数の配合物が提出されてきた。本発明は特殊な種類の配合物を目標にしていないが、その組成にかかわらず、これらのマトリックスの強化に主として関するものである。
【００１７】
図１を見てわかるように、前記ブロック１は前記マトリックスの本体に規則正しく配置された硬質ピコ（picot）３を含む。前記ピコ３は前記ブロック１の上部平坦面に直交して配置されているセラミック、ガラスもしくは有機材料の糸の直線的な部分であり、前記ブロックの全厚味中に延長し、従って前記相対する面で面一になる。
【００１８】
前記ピコ３を配置するためのグリッドは数ミリメートル、例えば１０ｍｍのピッチＰの正方形である。本発明のこの強化の好ましい配置の実施例によれば、前記ピコ３が適当な糸を用いて縫合することにより前記マトリックス２に挿入される。
例えば、商標３１２もしくは４４０ネックステル（ＮＥＸＴＥＬ）（３Ｍ社により販売されている）で周知のセラミック／ガラス繊維や、ケルバー（ＫＥＬＶＡＲ）糸型有機繊維（デュポン．ド．ナムアル社により販売されている）を使用することが可能である。
前記ピコ３の糸の補強は縫合の後、適当な含浸用樹脂の重合により確実にすることができる。
適当なフェノール樹脂として、レゾール樹脂群からの樹脂もしくはノボラック樹脂群からの樹脂に限らず、エポキシ樹脂の使用も可能である。
【００１９】
縫合は適当な機械を用いて実施できる。
図２は図１の形式のブロック１の縫合の仕方の略図を示す。
ニードル（図２には図示せず）は、ブロック１を通過するニードルの各往復運動によりピコ３を構成するであろう往復運動３´をなすように糸４を動かすことによってブロック１の両面を横切り、ブロックの一面（図２では上面）に直交し、出現する。
【００２０】
前記ブロック１の上面にガラス繊維製のフェルトの布地あるいは片が載置されているので、前記ブロックから出てくるニードルにより前記マトリックスの部分もしくは粒子が引き抜かれないよう保護される。
さらに、この繊維もしくはフェルトは、前記糸４の一部分６の前記マトリックス２の材料に外皮ができるのを避けるために、前記ブロックに刺込まれるニードルによって前記糸に加えられる牽引力を受けて２つの連続する縫合を結びつける。
前記ニードルは前記ブロック１の下面の方に通って縫合の１つ１つにループ７を形成する。
【００２１】
一旦縫合が終ると、前記ブロック１に前記含浸樹脂を含浸させ、重合させた後、最終に切削などの機械加工する。この趣旨で、図２の前記ブロック１の下面を図面参照番号９のところで面一にして、前記ループ７を取除き、また図面参照番号１０のところで面一にして前記繊維もしくはフェルト５の面の糸の一部分を取除く。この繊維もしくはフェルト５は図１のブロック１の下面で同一の図面参照番号で示されている。
本発明の方法にはマトリックスの強化を、マトリックスの成形の後、最終製品のブロックの形状と寸法になるよう実施できることと、この強化を前記ブロックの最も応力を受け易い区域を慎重に考慮して適応させることができる。
【００２２】
実施例として、図３は前縁ブロックの構成を示し、またシリカエコスフィア（シリカ中空粒子）ならびにフェノール樹脂微小中空球が装填（含有）されたＲＴＶ１４１型珪素エラストマーで成形されるマトリックスの成形により具体化されたブロック１１を示す。
この材料で成形されたこのパネル製造の方法は周知のものであり、従って詳細には述べない。
【００２３】
図４は図３のブロックの断面図で、図１のピコと同様のピコで構成された強化ブロックを埋め込むためのやり方を示す。
前記ブロック１１を型から取り出した後、前記ブロックは前述の種類の適当な糸と、前記ブロックのマトリックスのそのいずれかの面に、挿入されるべき強化材の種類により刺込できるニードルをもつ縫合機とにより、通常のように縫合される。
前記ブロック１１の２つの相対面と面一になっているピコ１２もしくは１３を具体化するには、前記ニードルが前記表面に最も容易に進入できるよう突刺され、この趣旨で前記ブロックが保持と位置決めの受台に置かれることになる。
【００２４】
必要に応じて、本発明の方法は前記ブロックの特別により広く暴露された区域、例えば部分１１ａをピコ１２に熱流の入射が最も低い部分１１ｂのピコ１３のピッチよりも小さいピッチを用いて埋め込むことで密度を高めることができる。
前記ブロックの最も弯曲した部分１１ｃでは、前記ブロックの両側で横切る縫合により前記ピコ１４を挿入でき、またピコ１５を２つの隣接するピコの間の間隙に挿入することが可能である。これらの後者のピコは前記ブロックの凸面と面一であるが、凹面には通じていないで、糸と糸の間の隙間をすべての方向にほぼ一定に保たせる。これらのピコ１５の突刺深さはいうまでもなく調整できる。
前記ピコ１２乃至１５は各々の区域で、またジグザグ状にして規則正しく有利に配置（捩れ分布）させることができる。この場合、面積単位当りのピコの密度は区域により異なる。
【００２５】
前記ニードルにより突刺される面は先ず繊維もしくはフェルト５で被覆されることができる。
前記ピコ１２乃至１５の補強は２つの方法で達成できる。
第1の方法によれば、縫合に用いられる糸に含浸樹脂、例えばフェノール樹脂を予備含浸させる。糸を配置した後、糸の樹脂を重合し、その後、前記ブロックを図２に示すように最終製品のブロックの寸法に合わせて機械加工する（前記ブロックの面のレベルを平らにするため切削される）。
【００２６】
第２の方法によれば、用いられる糸は予備含浸されないもので、縫合した後、前記ブロックは含浸樹脂による含浸作業を受けるが、この作業はその後に、樹脂の重合が続き、このブロックは上記のように機械加工される。
【００２７】
前記ブロックの成形後、強化を具体化するということにより、前記ブロックに大型の局部的弯曲をつけた複雑な形状をつけることが可能である。前記ブロックの面の１つに接近してそこに糸を直交もしくはほとんど直交できるだけ前記ブロックの全厚味に挿入でき、また分布のパターンもどのようにも常にできるようにすべきである。
【００２８】
【発明の効果】
最後に、本発明は上述の実施例だけに限られることなく、装素マトリックスの種類、前記マトリックスの本体に別の方法で縫合もしくは導入された糸の種類、糸含浸樹脂の種類、この樹脂配置と重合の方法と手段ばかりでなく、この強化耐熱性材料製にできるブロックの形状、寸法ならびに予定の場所などにも関して考えられるあらゆる別形にも適応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の材料製の試料ブロックの概略斜視図である。
【図２】
図１の種類のブロックに強化材を配置する方法を示す概略図である。
【図３】
本発明により整形し、例えば宇宙船の前縁の耐熱に用いられるよう考えられたブロックの斜視図である。
【図４】
図３のブロックの断面で強化材の配置方法を示す図である。
【符号の説明】
１  平行六面体ブロック
２  マトリックス
３  硬質ピコ
３′  往復運動
４  糸
５  繊維もしくはフェルト
６  糸の一部分
７  ループ
９  面一になる場所
１０  面一になる場所
１１  ブロック
１１ａ  暴露部分
１１ｂ  熱流入射の低い部分
１１ｃ  最も弯曲した部分
１２  ピコ
１３  ピコ
１４  ピコ
１５  ピコ