(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス発生剤用燃料の主剤が、一般式（Ｉ）
【化１】
0003781821.tif 000005
（式中のｎは４〜１０、ｍは２〜１０を表す。）で示される３、３ビス（アジドメチル）オキセタンと３ーニトラトメチルー３ーメチルオキセタンの共重合体、及びグリシジルアジドポリマーからなることを特徴とするガス発生剤用燃料。
【請求項２】
一般式（１）で示される共重合体とグリシジルアジドポリマ−の重量比率が１０対９０から９０対１０であることを特徴とする請求項１に記載のガス発生剤用燃料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス発生剤の主剤が、前記一般式で示される３，３−ビス（アジドメチル）オキセタンと３−ニトラトメチル−３−メチルオキセタンの共重合体とグリシジルアジドポリマーからなるガス発生剤用燃料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にロケットモ−タの概念は、過塩素酸アンモニウムや硝酸アンモニウム等の酸化剤に、末端ポリブタジエンとジイソシアネ−トを反応させたポリウレタンバインダ−、さらに燃料成分としてアルミニウム等の金属粉を加えたいわゆるコンポジット推進薬を、金属製あるいは複合材製等のモ−タケ−スに装填し、モ−タケ−ス内で燃焼させ、ノズルより燃焼ガスを噴出させることによりロケットモ−タを飛翔させる特徴をもっている。このようなロケットモ−タでの飛翔性能は、推進薬のもつエネルギ−いわゆる比推力の大きさにより決定される。この比推力は、推進薬１Ｋｇで同量１Ｋｇの物体を何秒間持ち上げることができるかを示したものであり、前述したコンポジット推進薬組成では、酸化剤の量あるいは金属燃料の量によって、この比推力は大きく変化する。しかしながら、例えば過塩素酸アンモニウムの配合量が約９５近くで最大値を示すものの、それ以上配合しても比推力は、むしろ低下してくるように理論的に得られる最大比推力は約２６０秒と言われている。このように、これまで述べてきたロケットモ−タでは、比推力を高めるには限界があることが判る。
【０００３】
これに対し、近年、ラムロケット、あるいはラムジェット等のように燃焼したガス生成物をさらに空気中の酸素あるいは他の酸化剤等で２次燃焼で燃焼させ、比推力を従来の４〜５倍高めることができるロケットモ−タの研究が盛んに行われている。  これらのロケットモ−タの特徴は、１次燃焼室と２次燃焼室を有しており、この１次燃焼室に用いられるガス発生剤としては、一般に用いられる推進薬よりも酸化剤を不足にしたものや、最近ではアジドポリマ−を主剤としたポリウレタン等が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらのロケットモ−タは、１次燃焼室で発生したガス成分を２次燃焼室に送る量を一般的には流量制御バルブによってコントロ−ルすることにより、飛翔制御する方式がとられており、この制御によってロケットモ−タの高度差に応じて推力を変化させている。すなわち、この流量制御バルブをわずかに変化させるだけで１次燃焼室内のガス発生量が大きく変化することが好ましく、このことは１次燃焼室内の圧力変化に対して、燃焼速度が大きく変化することを意味している。
【０００５】
一般的に燃焼速度ｒは
ｒ  ＝  ａＰn     （ａ：定数    Ｐ：圧力    ｎ：圧力指数）
の関係が成立することが、経験的に知られている。この意味することは、燃焼圧力を増加することにより、燃焼速度が増大するということであるが、ｎが大きい場合、わずかの圧力上昇で燃焼速度が大きく変わることを意味している。
従って、前述したように１次燃焼室に用いるガス発生剤は、この圧力指数が高いこと、および自由に変動させることが重要な要素となっている。圧力指数の好ましい範囲は、通常の推進薬では０〜０．５であるが、ラムロケット燃料等のような場合には０．３〜１．０程度である。１．０を超えると燃焼が不安定になりやすく、また制御しにくくなる傾向がある。
【０００６】
本発明は、高い圧力指数をもちながら制御しやすいガス発生剤用固体燃料を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のガス発生剤用燃料は、ガス発生剤用燃料の主剤が、一般式（Ｉ）
【０００８】
【化２】
0003781821.tif 000002
【０００９】
（式中のｎは４〜１０、ｍは２〜１０を表す。）で示される３、３ビス（アジドメチル）オキセタンと３ーニトラトメチルー３ーメチルオキセタンの共重合体、およびグリシジルアジドポリマーからなることを特徴とする。
ガス発生剤用燃料中の前記共重合体およびグリシジルアジドポリマーの重量比率は、１０対９０から９０対１０が好ましい。グリシジルアジドポリマ−が１０よりも少ないと圧力指数が１を超えてしまい、９０よりも大きくなると圧力指数が０．３より小さくなってしまう。より好ましくは、６０対４０から８０対２０である。
【００１０】
主剤の両者の分子量は、特に制約はないが、約４０００以下のものが用いられる。４０００以上の分子量になると、粘度が高くなり製造性が困難となる。より好ましくは１５００〜３０００である。
本発明のガス発生剤用固体燃料は、主剤である３，３−ビス（アジドメチル）オキセタンと３−ニトラトメチル−３−メチルオキセタンの共重合体およびグリシジルアジドポリマーに、架橋剤、硬化剤、必要に応じて硬化触媒を加えて真空混合し、この混合物を所定の容器に注型し、加温にて硬化させることにより製造される。
【００１１】
３，３−ビス（アジドメチル）オキセタンと３−ニトラトメチル−３−メチルオキセタンの共重合体とグリシジルアジドポリマーの両者を、ウレタン反応によってポリウレタンにする際に用いられる  硬化剤、架橋剤は、一般的なものが広く使用でき、何ら制約されるものではないが、硬化剤としては、例えばヘキサメチレンジイソシアネ−ト、イソホロンジイソシアネ−ト、トリレンジイソシアネ−ト等のイソシアネ−ト化合物を用いることができ、架橋剤としては、トリメチロ−ルプロパン、１，６ヘキサンジオ−ル、ジクリセリン等の多官能水酸基化合物や１，３，５トリスジオ−ル、（６−イソシアネ−トヘキシル）−１，３，５−トリアジン−２，４，６−（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン（以下ＴＩＨという）等の多官能イソシアネ−ト化合物が用いられる。また必要に応じて、ジブチルチンジラウレ−ト、ブチルチントリクロライド、トリフェニルビスマス等の硬化触媒が用いられる。
【００１２】
上記配合組成からなる本発明のガス発生剤用燃料は、両者の比率を変化させることにより圧力指数を一定の範囲内で自由に変えることができる
【００１３】
【実施例】
以下、実施例について本発明を説明する。
【００１４】
【実施例１〜７】
表１に示す組成により各ガス発生剤用固体燃料を製造した。
まず、主剤である３，３−ビス（アジドメチル）オキセタンと３−ニトラトメチル−３−メチルオキセタン（式（Ｉ）においてｎ＝１０、ｍ＝４．３）の共重合体およびグリシジルアジドポリマーの両者と、副剤として、硬化触媒、架橋剤及び硬化剤を室温で混合し、さらに５０℃で混合・脱泡した。硬化は、６０℃で約５日間行った。
【００１５】
こうして得られたガス発生剤用燃料を用いて、以下の方法により燃焼速度を求めた。ガス発生剤用燃料を外径７ｍｍφ、長さ７０ｍｍの円筒形に切り出し、側面に約１ｍｍ厚さの樹脂層（燃焼制御層）を形成し、試料を作成した。このような試料は、ストランド試料と一般に呼ばれる。
ストランド試料の一端より円筒の長さ方向約１０ｍｍの所に点火用のニクロム線を通し、さらに２０ｍｍと６０ｍｍの所にヒュ−ズ線を通して、圧力容器内にセットし密閉したのち窒素ガスによって加圧し着火させた。加圧圧力は、３〜１１ＭＰａの範囲で変化させ、先のヒュ−ズ線間で燃焼にかかった時間を測定し、燃焼速度を求めた。
【００１６】
得られた各ガス発生剤の燃焼速度及び圧力指数を表２に示す。
【００１７】
【表１】
0003781821.tif 000003
【００１８】
【表２】
0003781821.tif 000004
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、主剤である３，３−ビス（アジドメチル）オキセタンと３−ニトラトメチル−３−メチルオキセタンの共重合体およびグリシジルアジドポリマーの両者の比率を変えることにより、圧力指数を制御することが可能となる。従って、高い圧力指数を持ちながら制御しやすいので、ラムロケット、ラムジェット等の１次燃焼室に用いられるガス発生剤としての利用が可能である。