(57)【要約】【課題】安価で良好な特性を有するコンポジット推進薬を提供する。【解決手段】コンポジット推進薬は、過塩素酸アンモニウムと、金属粉末と、バインダーとを含有する。上記バインダーは、数平均分子量が２０００〜４０００であり、１分子中の平均水酸基数が２．２〜２．６である水酸基末端液状ポリブタジエンと、ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤とを主成分とする。この構成では、ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤を用いることにより、汎用品である水酸基末端液状ポリブタジエンを良好に硬化させることができるようになる。これにより、安価で良好な特性を有するコンポジット推進薬を提供することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
過塩素酸アンモニウムと、
金属粉末と、
数平均分子量が２０００〜４０００であり、１分子中の平均水酸基数が２．２〜２．６である水酸基末端液状ポリブタジエンと、ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤とを主成分とするバインダーと
を含有する混合物を硬化させて得られる
コンポジット推進薬。
【請求項２】
請求項１に記載のコンポジット推進薬であって、
前記過塩素酸アンモニウムと前記金属粉末と前記バインダーとの含有量の合計を１００重量部とすると、
前記過塩素酸アンモニウムの含有量が５０〜８８重量部であり、
前記金属粉末の含有量が２〜２５重量部であり
前記バインダーの含有量が１０〜３５重量部である
コンポジット推進薬。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のコンポジット推進薬であって、
前記ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤が、アロファネート体のヘキサメチレンジイソシアネートを含む
コンポジット推進薬。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のコンポジット推進薬であって、
前記ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤が、ビウレット体のヘキサメチレンジイソシアネートを含む
コンポジット推進薬。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のコンポジット推進薬であって、
前記金属粉末が、マグナリウムとアルミニウムとのうちの少なくとも一方を含み、１〜５０μmの平均粒子径を有する
コンポジット推進薬。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のコンポジット推進薬であって、
前記過塩素酸アンモニウムは、
メディアン径１０〜５０μmの第１の粒子と、
メディアン径１５０〜２５０μmの第２の粒子と、
メディアン径３５０〜５００μmの第３の粒子と、を含み、
前記第１の粒子と前記第２の粒子と前記第３の粒子との含有量の合計を１００重量部とすると、
前記第１の粒子の含有量が５〜２０重量部であり、
前記第２の粒子の含有量が２０〜４０重量部であり、
前記第３の粒子の含有量が５０〜８０重量部である
コンポジット推進薬。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安価で良好な伸び特性を有するコンポジット推進薬に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体推進薬は、液体推進薬に比べ、長期保存が可能であり、取り扱いが容易であり、初期より大きな推力が得られるという特長を有する。そのため、固体推進薬は、人工衛星打ち上げ用ロケットや軍事用ロケットなどに広く利用されている。
【０００３】
固体推進薬は、ダブルベース系固体推進薬と、コンポジット推進薬とに大別される。ダブルベース系固体推進薬は、ニトログリセリンと、ニトロセルロースとを主成分とする。コンポジット推進薬は、酸化剤と、燃料成分であるバインダーとを主成分とする。
【０００４】
特許文献１〜３にはコンポジット推進薬に関する技術が開示されている。良好な伸び特性を有するコンポジット推進薬として、例えば、過塩素酸アンモニウムを酸化剤とし、アルミニウム粉末を助燃剤とし、水酸基末端液状ポリブタジエンをバインダーとするものが知られている。
【０００５】
このようなコンポジット推進薬では、水酸基末端液状ポリブタジエンを硬化させるための硬化剤として、イソフォロンジイソシアネートモノマーが用いられる（特許文献１〜３参照）。また、特許文献４では、水酸基末端液状ポリブタジエンの使用量を低減させる技術が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−９９５６５号公報
【特許文献２】特開２００８−１６９０７３号公報
【特許文献３】特開２００４−２５０２４４号公報
【特許文献４】特開２０１１−２０８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的なコンポジット推進薬に用いられる水酸基末端液状ポリブタジエンは、入手困難な特殊品であるため高価である。これに対し、特許文献４では、高価な水酸基末端液状ポリブタジエンの使用量を低減させる技術が検討されている。しかしながら、高価な水酸基末端液状ポリブタジエンが用いられる以上、その使用量を低減させたとしても、安価なコンポジット推進薬が得られない。
【０００８】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、安価で良好な伸び特性を有するコンポジット推進薬を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るコンポジット推進薬は、過塩素酸アンモニウムと、金属粉末と、バインダーとを含有する混合物を硬化させて得られる。
上記バインダーは、数平均分子量が２０００〜４０００であり、１分子中の平均水酸基数が２．２〜２．６である水酸基末端液状ポリブタジエンと、ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤とを主成分とする。
この構成では、ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤を用いることにより、汎用品である水酸基末端液状ポリブタジエンを良好に硬化させることができる。これにより、良好な伸び特性を有するコンポジット推進薬を安価で製造可能となる。
【００１０】
上記過塩素酸アンモニウムと上記金属粉末と上記バインダーとの含有量の合計を１００重量部とすると、
上記過塩素酸アンモニウムの含有量が５０〜８８重量部であり、
上記金属粉末の含有量が２〜２５重量部であり
上記バインダーの含有量が１０〜３５重量部であってもよい。
この構成では、特に良好な特性を有するコンポジット推進薬が得られる。
【００１１】
上記ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤が、アロファネート体のヘキサメチレンジイソシアネートを含んでもよい。
上記ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤が、ビウレット体のヘキサメチレンジイソシアネートを含んでもよい。
この構成により、汎用品である水酸基末端液状ポリブタジエンを特に良好に硬化させることができるようになる。
【００１２】
上記金属粉末が、マグナリウムとアルミニウムとのうちの少なくとも一方を含み、１〜５０μｍの平均粒子径を有していてもよい。
この構成では、燃焼時のエネルギー効率の良好なコンポジット推進薬が得られる。
【００１３】
上記過塩素酸アンモニウムは、
メディアン径１０〜５０μｍの第１の粒子と、
メディアン径１５０〜２５０μｍの第２の粒子と、
メディアン径３５０〜５００μｍの第３の粒子と、を含んでいてもよい。
上記第１の粒子と上記第２の粒子と上記第３の粒子との含有量の合計を１００重量部とすると、
上記第１の粒子の含有量が５〜２０重量部であり、
上記第２の粒子の含有量が２０〜４０重量部であり、
上記第３の粒子の含有量が５０〜８０重量部であってもよい。
この構成では、酸化剤である過塩素酸アンモニウムの嵩密度が大きくなるため、燃焼時に酸素が良好に供給されるコンポジット推進薬が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
安価で良好な伸び特性を有するコンポジット推進薬を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係るコンポジット推進薬は、主として、酸化剤である過塩素酸アンモニウムと、助燃剤である金属粉末と、燃料成分であるバインダーとを含有する。
以下、本実施形態に係るコンポジット推進薬の各構成について詳細に説明する。
【００１６】
［過塩素酸アンモニウム］
本実施形態に係るコンポジット推進薬では、酸化剤として、酸素の供給性能に優れる過塩素酸アンモニウムが用いられる。
【００１７】
過塩素酸アンモニウムの含有量は、過塩素酸アンモニウムと金属粉末とバインダーとの含有量の合計を１００重量部とすると、５０〜８８重量部であることが好ましく、６０〜８７重量部であることが更に好ましい。
【００１８】
過塩素酸アンモニウムの含有量を５０重量部以上とすることにより、コンポジット推進薬の燃焼時に酸素の供給が良好に行われるようになる。また、過塩素酸アンモニウムの含有量を６０重量部以上とすることにより、コンポジット推進薬の燃焼時に酸素の供給が更に良好に行われるようになる。
【００１９】
コンポジット推進薬では、燃焼剤であるバインダーが不足すると、良好な燃焼が得られなくなる。その点、過塩素酸アンモニウムの含有量を、８８重量部以下、更には８７重量部以下に留めることにより、コンポジット推進薬におけるバインダーの不足を防止することができる。
【００２０】
更に、過塩素酸アンモニウムは、メディアン径１０〜５０μｍの小粒子（第１の粒子）と、メディアン径１５０〜２５０μｍの中粒子（第２の粒子）と、メディアン径３５０〜５００μｍの大粒子（第３の粒子）との３種類の粒子により構成されていることが好ましい。
【００２１】
第１の粒子の含有量は、第１の粒子と第２の粒子と第３の粒子との含有量の合計を１００重量部とすると、５〜２０重量部であることが好ましい。第２の粒子の含有量は、第１の粒子と第２の粒子と第３の粒子との含有量の合計を１００重量部とすると、２０〜４０重量部であることが好ましい。第３の粒子の含有量は、第１の粒子と第２の粒子と第３の粒子との含有量の合計を１００重量部とすると、５０〜８０重量部であることが好ましい。
【００２２】
これにより、酸化剤である過塩素酸アンモニウムの嵩密度が大きくなるため、コンポジット推進薬の燃焼時に酸素の供給が良好に行われるようになる。また、３種類の粒子により構成された過塩素酸アンモニウムを用いることにより、未硬化スラリーを注型しやすい粘度に保持することができる。
【００２３】
なお、過塩素酸アンモニウムは、上記の３種類の粒子のうち、いずれか２種類の粒子により構成されている場合にも、上記と同様の効果を奏する。
【００２４】
［金属粉末］
本実施形態に係るコンポジット推進薬では、助燃剤として、燃焼時のエネルギー効率が良好な金属粉末が用いられる。金属粉末は、特定の種類に限定されない。しかし、金属粉末は、取り扱いの容易さの観点から、マグナリウムとアルミニウムとのうちの少なくとも一方を含むことが好ましい。
【００２５】
マグナリウムは、マグネシウムとアルミニウムとの合金であるが、マグネシウムとアルミニウムとの組成割合は任意である。しかし、マグナリウムは、マグネシウム成分による着火性と、アルミニウム成分による燃焼性とが良好に発現されるような組成割合のマグネシウム及びアルミニウムを含むことが好ましい。
【００２６】
また、マグナリウムとアルミニウムとの混合物を用いる場合にも、この混合物が、マグネシウム成分による着火性と、アルミニウム成分による燃焼性とが良好に発現されるような組成割合のマグナリウム及びアルミニウムを含むことが好ましい。
【００２７】
更に、マグナリウムは、過塩素酸アンモニウムの燃焼によって発生する塩化水素の量を低減させる機能を有する。そのため、低公害化の観点から、コンポジット推進薬の金属粉末にはマグナリウムが含まれることが好ましい。
【００２８】
金属粉末の含有量は、過塩素酸アンモニウムと金属粉末とバインダーとの含有量の合計を１００重量部とすると、２〜３０重量部であることが好ましく、２〜２５重量部であることが更に好ましい。
【００２９】
金属粉末の含有量を２重量部以上とすることにより、コンポジット推進薬の燃焼速度の温度依存性を低減させることができる。また、金属粉末の含有量を３０重量部以下とすることにより、金属粉末とバインダーとの混合性が良好になる。更に、金属粉末の含有量を２５重量部以下とすることにより、金属粉末とバインダーとの混合性が更に良好になる。
【００３０】
金属粉末の平均粒子径は、１００μｍ以下であることが好ましく、１〜５０μｍであることが更に好ましい。
【００３１】
金属粉末の平均粒子径を１００μｍ以下とすることにより、金属粉末の燃焼効率が良好になる。また、金属粉末の平均粒子径を５０μｍ以下とすることにより、金属粉末の燃焼効率が更に良好になる。更に、金属粉末の平均粒子径を１μｍ以上とすることにより、コンポジット推進薬の製造時のハンドリング性が向上する。
【００３２】
［バインダー］
本実施形態に係るコンポジット推進薬では、燃料成分として、バインダーが用いられる。コンポジット推進薬の製造に用いられる硬化前のバインダーには、樹脂成分と、硬化剤とが含まれる。樹脂成分は、主として、汎用品である水酸基末端液状ポリブタジエンにより構成される。また、硬化前のバインダーには、各種添加剤が含まれていてもよい。
【００３３】
バインダーの含有量は、過塩素酸アンモニウムと金属粉末とバインダーとの含有量の合計を１００重量部とすると、１０〜３５重量部であることが好ましい。これにより、コンポジット推進薬において良好な燃焼が得られるようになる。
【００３４】
以下、バインダーの各成分の詳細について説明する。
【００３５】
（１）一般的なコンポジット推進薬に用いられる水酸基末端液状ポリブタジエン
まず、一般的なコンポジット推進薬に用いられる、数平均分子量が２６００〜３０００であり、１分子中の平均水酸基数が２〜２．２個である水酸基末端液状ポリブタジエンについて説明する。
【００３６】
水酸基末端液状ポリブタジエンは、一般的に、ブタジエンを原材料とし、イソプロパノール中で過酸化水素を触媒としてラジカル重合により製造される。この方法で製造される水酸基末端液状ポリブタジエンでは、１分子中の平均水酸基数が２．２〜２．６個となり、ヒドロキシル基が付加された３官能以上の多官能成分が多く含まれる。この水酸基末端液状ポリブタジエンは、汎用品であり、安価で入手可能である。
【００３７】
一般的なコンポジット推進薬の製造方法では、水酸基末端液状ポリブタジエンをイソフォロンジイソシアネートモノマーによって硬化させる。しかし、多官能成分が多く含まれる水酸基末端液状ポリブタジエンは、イソフォロンジイソシアネートモノマーによって硬化させられると、硬く伸びの小さい樹脂となってしまう。
【００３８】
このような樹脂により製造されるコンポジット推進薬では十分な伸び特性が得られない。伸び特性の不足するコンポジット推進薬では、クラックが発生することにより異常燃焼を起こしやすくなる。
【００３９】
したがって、一般的なコンポジット推進薬の製造方法では、多官能成分が少なくなるように調整された特殊品の水酸基末端液状ポリブタジエンが用いられる。このような特殊品の水酸基末端液状ポリブタジエンは、汎用品の水酸基末端液状ポリブタジエンを繰り返し精製する手法や、アニオン重合などの特殊な重合方法を用いる手法を用いて製造される。特殊品である水酸基末端液状ポリブタジエンの１分子中の平均水酸基数は２．０〜２．２個である。
【００４０】
このように特殊品である水酸基末端液状ポリブタジエンを用いて製造される一般的なコンポジット推進薬は非常に高価になる。
【００４１】
（２）本実施形態に係る水酸基末端液状ポリブタジエン
本実施形態に係るコンポジット推進薬では、一般的なコンポジット推進薬とは異なり、多官能成分が多く含まれる汎用品である水酸基末端液状ポリブタジエンを精製することなく用いる。これにより、本実施形態に係るコンポジット推進薬は、一般的なコンポジット推進薬とは異なり、安価で製造可能となる。
【００４２】
本実施形態に係る汎用品である水酸基末端液状ポリブタジエンの数平均分子量は２０００〜４０００である。数平均分子量が２０００未満の水酸基末端液状ポリブタジエンでは、混和した酸化剤や金属粉末が分散した後に再凝集しやすくなる。また、数平均分子量が４０００を超える水酸基末端液状ポリブタジエンでは、注型が困難なほどに未硬化スラリーの粘度が高くなり、また気泡の混入が発生しやすくなる。
【００４３】
（３）硬化剤
本実施形態では、汎用品である水酸基末端液状ポリブタジエンを硬化させる硬化剤として、架橋点間の平均分子量を高分子化可能な、ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤を用いる。水酸基末端液状ポリブタジエンは、ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤によって硬化させられると、良好な伸び特性を有する樹脂となる。
【００４４】
したがって、本実施形態に係るコンポジット推進薬では、良好な伸び特性が得られるため、クラックの発生による異常燃焼が起こりにくい。
【００４５】
ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤としては、モノマー、アロファネート体、アダクト体、ビウレット体、イソシアヌレート体などの各種ヘキサメチレンジイソシアネートが挙げられる。ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤は、アロファネート体とビウレット体とのうちの少なくとも一方を含む場合に、架橋点間の平均分子量が制御可能となり、特に良好な伸び特性を有するコンポジット推進薬が得られる。
【００４６】
硬化剤は、複数種類のヘキサメチレンジイソシアネートを含んでいてもよく、ヘキサメチレンジイソシアネート系硬化剤以外の硬化剤を含んでいてもよい。
【００４７】
硬化剤の含有量は、水酸基末端液状ポリブタジエンの活性部位１分子に対して、硬化剤の活性部位が０．５分子以上となるように調整されていることが好ましく、硬化剤の活性部位が０．７以上となるように調整されていることが更に好ましい。硬化剤の活性部位を０．５分子以上、更には０．７分子以上とすることにより、水酸基末端液状ポリブタジエンの硬化性が向上する。
【００４８】
なお、水酸基末端液状ポリブタジエンの硬化性は、硬化剤の活性部位が１．０分子を超えるとあまり向上しなくなり、硬化剤の活性部位が１．５分子を超えるとほとんど向上しなくなる。
【００４９】
そのため、硬化剤の含有量は、コストの観点から、水酸基末端液状ポリブタジエンの活性部位１分子に対して、硬化剤の活性部位が１．５分子以下となるように調整されていることが好ましく、硬化剤の活性部位が１．０分子以下となるように調整されていることが更に好ましい。
【００５０】
（４）添加剤
バインダー成分としての添加剤は、バインダーを所望の物性とするために添加される。添加剤としては、例えば、可塑剤、ポリマー鎖延長剤、結合剤、架橋剤などが挙げられる。
【００５１】
可塑剤は、バインダーの低温での伸び特性を向上させ、未硬化スラリーの粘度を低下させる目的で添加される。
【００５２】
本実施形態で利用可能な可塑剤としては、例えば、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）、イソデシルアジペート（ＤＩＤＡ）、イソデシルペラルゴネート（ＩＤＰ）、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジオクチルセパケート（ＤＯＳ）等のエステル類や１，２，４−ブタントリオールトリナイトレート（ＢＴＴＮ）、トリメチロールエタントリナイトレート（ＴＭＥＴＮ）などが挙げられる。
【００５３】
可塑剤は特定の種類に限定されず、複数種類の可塑剤が併用されてもよい。可塑剤の添加量は、バインダー１００重量部に対して、１０重量部以下であることが好ましく、５重量部以下であることが更に好ましい。
【００５４】
ポリマー鎖延長剤は、水酸基末端液状ポリブタジエンの架橋点間の平均分子量を制御する目的で添加される。ポリマー鎖延長剤は、硬化剤と化学反応し、水酸基末端液状ポリブタジエンとの間にポリマー鎖を形成する。ポリマー鎖延長剤は、水酸基末端液状ポリブタジエンの末端に水酸基を有するポリマーを添加することができる。
【００５５】
ポリマー鎖延長剤は、１分子中に２〜２．３個の水酸基を有するポリマーである。ポリマー鎖延長剤の数平均分子量は、５００〜４０００であることが好ましく、６００〜３５００であることが更に好ましい。
【００５６】
ポリマー鎖延長剤としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールのブロックポリマー、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ）、両末端水酸基水素化ポリブタジエンなどが挙げられる。
【００５７】
ポリマー鎖延長剤は特定の種類に限定されず、複数種類のポリマー鎖延長剤が併用されてもよい。可塑剤の添加量は、バインダー１００重量部に対して、２０重量部以下であることが好ましく、１０重量部以下であることが更に好ましい。
【００５８】
結合剤は、他の粉末成分に対するバインダー成分の密着性を付与する目的で添加される。
【００５９】
結合剤としては、例えば、１，２−トリス（２メチルアジリテニル）フォスフィンオキサイド（ＭＡＰＯ）、ビスイソフタル−１−（２メチル）アジリジン、トリス〔１−（２エチル）アジリジニル〕ベンゼン、２モルのＭＡＰＯ、０．７モルのアジピン酸、０．３モルの酒石酸の付加体等であるＭＴ−４等のアジリジン系、トリエタノールアミン、テトラエチレンペンタミンとアクリロニトリルの反応物（ＴＥＰＡＮまたはＨＸ−８７９、３Ｍ社）、テトラエチレンペンタミンとアクリロニトリルとグリシドールとの反応物（ＴＥＰＡＮＯＬまたはＨＸ−８７８、３Ｍ社）等のアミン系、ジヒドロキシエチル−５，５−ジメチルヒダントイン（ＤＨＥ）などが挙げられる。
【００６０】
結合剤は特定の種類に限定されず、複数種類の結合剤が併用されてもよい。可塑剤の添加量は、バインダー１００重量部に対して、０．０１〜５重量部であることが好ましく、０．０１〜３重量部であることが更に好ましい。
【００６１】
架橋剤は、硬化剤と化学反応し、３次元的にバインダー成分を架橋する分岐点となるポリオールであり、バインダーの物性を変化させるために添加される。
【００６２】
架橋剤としては、例えば、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）、ポリエーテルトリオール、ポリエステルトリオール等の三官能以上のポリオール類などが挙げられる。架橋剤は特定の種類に限定されず、複数種類の架橋剤が併用されてもよい。
【００６３】
［その他添加剤］
その他、コンポジット推進薬に求められる伸び特性に応じ、添加剤が添加されてもよい。添加剤としては、例えば、燃焼速度調整剤、老化防止剤、硬化触媒、振動燃焼抑制剤が挙げられる。
【００６４】
燃焼速度調整剤としては、例えば、酸化第二鉄、フェロセン、ビスエチルフェロセニルプロパン、フッ化リチウムなどを採用可能である。
老化防止剤としては、例えば、２，２'−メチレン−ビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、フェニル−β−ナフチルアミン、ジフェニルアミンとアセトンの反応生成物（ノンフレックスＢＡ、精工化学社製）などが採用可能である。
硬化触媒としては、例えば、スズ化合物、ビスマス化合物、チタン化合物、ジルコニウム化合物等の金属化合物などが採用可能である。
振動燃焼抑制剤としては、例えば、炭化ジルコニウム、酸化ジルコニウムなどが採用可能である。
【実施例】
【００６５】
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の範囲に限定されるものではない。
【００６６】
［コンポジット推進薬の製造］
以下のコンポジット推進薬の製造例では、いずれの実施例及び比較例でも全原料の量を５００重量部とした。
【００６７】
まず、水酸基末端液状ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）と、可塑剤であるジオクチルアジペート（ＤＯＡ）とを真空下６０℃で３０分間混合した。水酸基末端液状ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）の種類及び量は各実施例及び比較例ごとに異なる。ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）の量はいずれの実施例及び比較例でも６．００重量部とした。
【００６８】
上記により得られた混合物に、常圧にて、メッシュを用いて篩分けした３２〜４５μｍのマグナリウム（アルミニウムとマグネシウムの重量混合比５０：５０）を添加し、真空下にて６０℃で１０分間混合した。マグナリウムの量はいずれの実施例及び比較例でも９０．００重量部とした。
【００６９】
上記により得られた混合物に、常圧にてメディアン径４００μｍの過塩素酸アンモニウム（ＡＰ４００）を添加し、真空下にて６０℃で１０分間混合した。また、これにより得られた混合物に、常圧にてメディアン径２００μｍの過塩素酸アンモニウム（ＡＰ２００）を添加し、真空下にて６０℃で１０分間混合した。更に、これにより得られた混合物に、常圧にてメディアン径５０μｍの過塩素酸アンモニウム（ＡＰ５０）を添加し、真空下にて６０℃で１０分間混合した。
【００７０】
各過塩素酸アンモニウム粉末ＡＰ４００、ＡＰ２００、ＡＰ５０の量は、いずれの実施例及び比較例でも、それぞれ２１６．５０重量部、９２．５０重量部、３１重量部とした。
【００７１】
上記により得られた混合物に、硬化剤であるヘキサメチレンジイソシアネートを添加し、真空下６０℃にて１０分間混合してコンポジット推進薬の前駆体である未硬化スラリーを得た。ヘキサメチレンジイソシアネートの種類は各実施例及び比較例ごとに異なる。ヘキサメチレンジイソシアネートの量は、いずれの実施例及び比較例でも、ＮＣＯ／ＯＨ＝０．９となるように調整した。これにより、全原料におけるバインダー成分の含有量が１４．００重量％となるようにした。
【００７２】
上記により得られたスラリーの一部をスチロール角型ケース（１８０×９０×４５ｍｍ）に充填し、６０℃で７日間保持することにより硬化させて、各実施例及び比較例に係るコンポジット推進薬が得られた。
【００７３】
［引っ張り試験］
各実施例及び比較例に係るコンポジット推進薬を、社団法人火薬学会の火薬学会規格（Ｖ）プロペラント計測方法に記載の単軸引張計測方法により、５０ｍｍ／分、試験温度２０℃にて引っ張り試験を行い、最大応力［ｋｇ・ｆ／ｃｍ２］、最大応力時の歪み（伸び）［％］、及び弾性率［ｋｇ・ｆ／ｃｍ２］を測定した。
【００７４】
［実施例１］
水酸基末端液状ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）は、数平均分子量２８００、１分子中の水酸基数２．３２の汎用品である。水酸基末端液状ポリブタジエンの量は５５．００重量部である。硬化剤は、ヘキサメチレンジイソシアネートのアロファネート体（三井化学製タケネートＤ−１７８ＮＬ）である。硬化剤の量は９．００重量部である。
【００７５】
［実施例２］
水酸基末端液状ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）は、数平均分子量２８００、１分子中の水酸基数２．３２の汎用品である。水酸基末端液状ポリブタジエンの量は５６．４０重量部である。硬化剤は、ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット体（三井化学製Ｄ−１６５Ｎ）である。硬化剤の量は７．６０重量部である。
【００７６】
［比較例１］
水酸基末端液状ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）は、数平均分子量２８００、１分子中の水酸基数２．３２の汎用品である。水酸基末端液状ポリブタジエンの量は５９．１０重量部である。硬化剤は、イソフォロンジイソシアネートモノマーである。硬化剤の量は４．９０重量部である。
【００７７】
比較例１に係るコンポジット推進薬は、実施例１，２に係るコンポジット推進薬と、硬化剤の種類が異なる。
【００７８】
［比較例２］
水酸基末端液状ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）は、数平均分子量２７３０、１分子中の水酸基数２．１０の特殊品である。水酸基末端液状ポリブタジエンの量は５９．４５重量部である。硬化剤は、イソフォロンジイソシアネートモノマーである。硬化剤の量は４．５５重量部である。
【００７９】
比較例２に係るコンポジット推進薬は、実施例１，２に係るコンポジット推進薬と、水酸基末端液状ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）の種類、及び硬化剤の種類が異なる。比較例２に係るコンポジット推進薬は、特殊品である水酸基末端液状ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）を用いて製造される一般的なコンポジット推進薬である。
【００８０】
［評価結果］
表１は、実施例１，２、及び比較例１，２に係るコンポジット推進薬について、原料の成分と、引っ張り試験の結果とを示している。
【００８１】
【表１】
2016011624.tif 000002
【００８２】
実施例１，２では、いずれも比較例２と同等の最大応力、最大応力時の歪、及び弾性率が得られた。つまり、実施例１，２に係るコンポジット推進薬は、汎用品である安価な水酸基末端液状ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）を用いて製造されるにも関わらず、比較例２に係る特殊品である高価な水酸基末端液状ポリブタジエン（ＨＴＰＢ）を用いて製造されるコンポジット推進薬と同等の伸び特性を有する。
【００８３】
一方、比較例１では、実施例１，２、及び比較例２と比較して、最大応力時の歪が大幅に低下するとともに、弾性率が大幅に上昇している。したがって、比較例１に係るコンポジット推進薬では、コンポジット推進薬として必要な伸び特性が得られていない。
【００８４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。