(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無水ヒドラジンに１〜７重量％のガムキサンタンを添加してなることを特徴とするゲル化推進薬。
【請求項２】
無水ヒドラジンに１〜５重量％のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を添加してなることを特徴とするゲル化推進薬。
【請求項３】
無水ヒドラジンに１〜５重量％のカルボキシメチルセルロースアンモニウム塩を添加してなることを特徴とするゲル化推進薬。
【請求項４】
無水ヒドラジンに１〜１０重量％のヒドロキシエチルセルロースを添加してなることを特徴とするゲル化推進薬。
【請求項５】
無水ヒドラジンにガムキサンタンを添加し、これを５〜４８時間混練することを特徴とする請求項１記載のゲル化推進薬の製造方法。
【請求項６】
無水ヒドラジンにカルボキシメチルセルロースナトリウム塩を添加し、これを５〜４８時間混練することを特徴とする請求項２記載のゲル化推進薬の製造方法
【請求項７】
無水ヒドラジンにカルボキシメチルセルロースアンモニウム塩を添加し、これを５〜４８時間混練することを特徴とする請求項３記載のゲル化推進薬の製造方法。
【請求項８】
無水ヒドラジンにヒドロキシエチルセルロースを添加し、これを５〜４８時間混練することを特徴とする請求項４記載のゲル化推進薬の製造方法。
【請求項９】
ゲル化剤を、無水ヒドラジンと混合する前に、真空乾燥して、粉砕処理によって１００μｍ以下の粒径の微粒子とすることを特徴とする請求項５、６、７または８記載のゲル化推進薬の製造方法。
【請求項１０】
ゲル化剤は、不活性ガス雰囲気下において無水ヒドラジンと混練されることを特徴とする請求項５、６、７、８または９記載のゲル化推進薬の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゲル化推進薬およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロケット用燃料等の宇宙用推進薬では、液体燃料の取り扱い性を容易にするために、有機ヒドラジン（ＭＭＨ，ＵＤＭＨ）にゲル化剤を混入して、液体燃料をゲル化する技術が有力であるとされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、有機ヒドラジンに比べて比推力に優れた無水ヒドラジンを液体燃料として使用する場合、つまり、無水ヒドラジンに有機ヒドラジンを対象とするゲル化剤を用いると相分離を起こしてしまい、均質なゲル化推進薬を得ることが困難となる。
また、ゲル化剤の濃度を上げてゲル化させようとすると推力を低下させてしまうと同時に、せん断力を与えた場合に、流動化させることが困難となり、ゲル化推進薬としての機能を損なうものとなり易い。
【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、以下の目的を達成するものである。
▲１▼  液体燃料の取り扱い性を容易にすること。
▲２▼  比推力の増大を図ること。
▲３▼  ゲル化推進薬の安定性を確保すること。
▲４▼  ゲル化推進薬の均質化を図ること。
▲５▼  無水ヒドラジンを対象とするゲル化剤の選択性を広げること。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
液体燃料としてヒドラジンを使用し、該ヒドラジンにこれを対象とするゲル化剤を混入して製造されるゲル化推進薬であって、この場合、ヒドラジンとして無水ヒドラジンが使用され、ゲル化剤としてガムキサンタン、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（ＣＭＣ・Ｎａ）、カルボキシメチルセルロースアンモニウム塩（ＣＭＣ・ＮＨ4 ）およびヒドロキシエチルセルロース等を使用する技術が採用される。
ガムキサンタンにあっては１〜７重量％、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩にあっては１〜５重量％、カルボキシメチルセルロースアンモニウム塩（ＣＭＣ・ＮＨ4 ）にあっては１〜５重量％、ヒドロキシエチルセルロースにあっては１〜１０重量％を無水ヒドラジンに添加してゲル化推進薬が製造される。
また、ゲル化剤は、いずれの場合にあっても、予め真空乾燥処理および粉砕処理が行われ、１００μｍ以下の粒径を有する微粒子に調整される。
このゲル化剤は、無水ヒドラジンの純度の低下を防止するすために不活性ガス雰囲気中で無水ヒドラジンと混入され、およそ、５時間〜４８時間混練されることによってゲル化推進薬として製造される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るゲル化推進薬およびその製造方法の一実施形態について、図１を参照して説明する。
図１は、ゲル化推進薬の作製工程を示している。
【０００７】
〔Ｓ１：液体燃料供給〕
ゲル化を行う対象物（推進薬）として液体燃料である無水ヒドラジンが適用される。
液体燃料供給系から無水ヒドラジンを供給して、Ｓ６の混合処理が行われる。
【０００８】
〔Ｓ２：ゲル化剤供給〕
ゲル化剤として、ガムキサンタン，カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（ＣＭＣ・Ｎａ），カルボキシメチルセルロースアンモニウム塩（ＣＭＣ・ＮＨ4 ），ヒドロキシエチルセルロース等が適用される。
これらのゲル化剤を供給して、Ｓ３の真空乾燥処理が行われる。
【０００９】
〔Ｓ３：真空乾燥〕
前述のゲル化剤は、真空乾燥炉に送り込まれて、高温および真空雰囲気中で水分等の除去がなされる。
【００１０】
〔Ｓ４：粉砕処理〕
真空乾燥された各ゲル化剤は、粉砕処理により、粒径が１００μｍ以下の微粒子に調整される。
【００１１】
〔Ｓ５：不活性ガス供給〕
不活性ガス供給系から不活性ガスを混合容器等に供給して不活性ガス雰囲気を形成しておく。
なお、不活性ガスの供給は、無水ヒドラジンの純度低下を防止するために行われるものであり、後述するＳ６の混合処理およびＳ７のゲル化処理の作業時にあっても不活性ガスの供給は続行される。
【００１２】
〔Ｓ６：混合処理〕
無水ヒドラジンとゲル化剤とが、不活性雰囲気状態の混合容器の内部で混合される。
このとき、ゲル化剤として、ガムキサンタンを使用する場合は、１〜７重量％、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（ＣＭＣ・Ｎａ）を使用する場合は、１〜５重量％、カルボキシメチルセルロースアンモニウム塩（ＣＭＣ・ＮＨ4 ）を使用する場合は、１〜５重量％、ヒドロキシエチルセルロースを使用する場合は、１〜１０重量％が無水ヒドラジンとされる。
【００１３】
〔Ｓ７：ゲル化〕
Ｓ６において混合された液体燃料とゲル化剤とを、５〜４８時間混練してゲル化剤が均一に分散した均質化を促進させてゲル化する。
【００１４】
〔Ｓ８：ゲル化推進薬〕
このように作製されたゲル化推進薬は、比較的大きな粘性を有するものとなって、取り扱い性が高められるが、噴射時、つまり、圧力を加えた場合にあっては、チクソトロピック性（以下、チクソ性と略す）に基づき、流動性が付与されて速やかにこれを供給することが可能となる。
【００１５】
【実施例１】
〔ゲル化推進薬〕
ゲル化推進薬を下記条件で作製した。
推進薬：    無水ヒドラジン
ゲル化剤：  ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）
添加量：    ９．６重量％
混練時間：  ４８時間
【００１６】
〔固形の有無〕
上記ゲル化推進薬について、作製後に、１０μｍ孔径のフィルタによる濾過試験を行ったところ、固形部がほとんど検出されなかった。
【００１７】
〔粘度およびチクソ性〕
上記組み合わせのゲル化推進薬について温度２５℃において粘度（流動性）およびチクソ性について検討した。その結果を図２に示す。
図２を検討すると、せん断応力の増加にともなって粘度が低下し、かつ、ずり速度が速くなっており、ゲル化推進薬がゲル状態から液状態へ速やかに移行し得ることが明かである。
【００１８】
〔安定性〕
上記ゲル化推進薬について、６ヶ月間放置後、安定性を検討した。
粘度：  変化なし。
ガス発生：  認められず。
酸化剤と組み合わせた燃焼試験：  比推力＝理論値の９５％、運用上問題なし。
このことから、本条件で作製されたゲル化推進薬にあっては、極めて安定した状態での長期保存が可能であること明らかになった。
【００１９】
【実施例２】
表１は、各種ゲル化剤を無水ヒドラジンに添加、混練したものについて比較した結果を示している。
なお、表中の記号は、各ゲル化剤の溶解性，安定性，粘度，チクソ性の状況を示している。
溶解性      ○：残留物なし      △：一部残留物有り    ×：相分離状態
粘度        大：流動性なし      中：若干の流動性あり  小：液状態
チクソ性    ○：チクソ性大      △：チクソ性中        ×：チクソ性小
【００２０】
【表１】
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表１を検討すると、ゲル化剤として、ポリビニルアルコールおよびグルテンはやや不適と判断されるが、残りのガムキサンタン，カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（ＣＭＣ・Ｎａ），カルボキシメチルセルロースアンモニウム塩（ＣＭＣ・ＮＨ4 ），ヒドロキシエチルセルロースは溶解性，安定性に優れ、粘度、チクソ性もほぼ満足する範囲内であった。
なお、ゲル化推進薬のゲル化剤として適当とされるものについて適用重量濃度およびこのときの最適重量濃度を示すと、ガムキサンタンにあっては適用重量濃度が１〜７重量％，最適重量濃度が４重量％、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（ＣＭＣ・Ｎａ）にあっては適用重量濃度が１〜５重量％，最適重量濃度が３重量％、カルボキシメチルセルロースアンモニウム塩（ＣＭＣ・ＮＨ4 ）にあっては適用重量濃度が１〜５重量％，最適重量濃度が３重量％、ヒドロキシエチルセルロースにあっては適用重量濃度が１〜１０重量％、最適重量濃度が７重量％であることが実験より求められた。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係るゲル化推進薬およびその製造方法によれば、以下の効果を奏する。
（１）  液体燃料をゲル化することにより取り扱い性を容易にすることができる。
（２）  液体燃料として無水ヒドラジンを使用することにより、より比推力に優れたゲル化推進薬を作製することができる。
（３）  真空乾燥処理および粉砕処理し、１００μｍ以下の粒径の微粒子をゲル化剤として使用することにより、ゲル化推進薬の均質化を図ることができる。
（４）  不活性ガス雰囲気下においてゲル化剤と無水ヒドラジンとを混練することにより、水の混入を防止し、比推力を確保することができる。
（５）  ゲル化剤と無水ヒドラジンとの混練により、品質の安定したゲル化推進薬を得ることができる。
（６）  無水ヒドラジンジンのゲル化剤として、ガムキサンタン，カルボキシメチルセルロースナトリウム塩（ＣＭＣ・Ｎａ），カルボキシメチルセルロースアンモニウム塩（ＣＭＣ・ＮＨ4 ），ヒドロキシエチルセルロースを選定することにより、相分離の発生を防止し、性能の高いゲル化推進薬を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わるゲル化推進薬の製造工程の一実施形態を示すフローチャートである。
【図２】  せん断応力が付加されたときのゲル化剤の粘度とずり速度との関係曲線図である。
【図１】
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【図２】
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