JPH0341583B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 可燃性の液体を保有するための容器であつ
て、容器の内側が炭素質繊維を静電気の蓄積を消
散させ且つ容器からの可燃性液体の流れを妨害す
ることなしに容器内の液体の揺動を実質的に遅延
させるに十分な量で含み、そして該炭素質繊維が
ウール状綿毛様物質、ウエブ、マツトまたはバツ
テイングの形体の多数の実施的に非可逆的に熱固
定された不燃性の連続またはステープルの炭素質
繊維からなる可燃性の液体を保持するための容
器。 ２ 該炭素質繊維が少なくとも1.2：１の可逆的
たわみ比と10：１より大きいアスペクト比と40よ
り大きいLOI値をもつ請求項１記載の容器。 ３ 該炭素質繊維が電気伝導性であり、85重量％
より大きい炭素含量、４×10³オーム／cmより小
さい電気抵抗、および10^-1オーム／cmより小さい
比抵抗をもつ請求項１記載の容器。 ４ 該炭素質繊維が電気的に非伝導性であつて静
電消散特性を有せず、そして該繊維が65重量％よ
り大きいが85重量％よりは小さい炭素含量、４×
10⁶オーム／cmより大きい電気抵抗および10^-1オ
ーム／cmより大きい比抵抗をもつ請求項１記載の
容器。 ５ 該炭素質繊維が低い電気伝導性および静電消
散特性をもち、そして該繊維が４×10⁶〜４×10³
オーム／cmの電気抵抗をもつ請求項１〜４のいづ
れか１項に記載の容器。 ６ 該炭素質繊維が集合体として2.4〜32.0Kg／
m³の嵩密度をもつ請求項１〜５のいづれか１項に
記載の容器。 ７ 該炭素質繊維の集合体構造物が、一体性をも
つ集合体構造物を作るように且つ可燃性流体の存
在下で開放多孔質構造を保持するように、集合体
構造物中の炭素質繊維を相互に熱硬化性または熱
可塑性のポリマー・バインダーにより結合させる
ことによつて剛性化されている請求項１〜６のい
づれか１項に記載の容器。 ８ 該炭素質繊維が25重量％未満の該バインダー
を含み、そして該バインダーがポリエステル繊維
またはエポキシ樹脂からえらばれる請求項６記載
の容器。 ９ 該炭素質繊維が窒素含量５〜35％をもち、且
つ４〜25ミクロンの直径をもつ酸素安定化アクリ
ル繊維から得られたものである請求項１〜８のい
づれか１項に記載の容器。 １０ 該アクリル繊維がアクリロニトリルホモポ
リマー、アクリロニトリルコポリマーおよびアク
リロニトリルターポリマーからえらばれ、該コポ
リマーおよびターポリマーが別のポリマーと共重
合させた少なくとも85モル％のアクリル単位と15
モル％までの１種またはそれ以上のモノビニル単
位とを含んでいる請求項８記載の容器。 １１ 該炭素質繊維集合体構造物が容器の外面に
配置され、容器の破れを通してのびる火炎前面を
阻止しうるものである請求項１〜１０のいづれか
１項に記載の容器。 １２ 該炭素質繊維がコイル状または正弦波状の
形状をもち且つ線状炭素質繊維または高性能重合
体繊維とブレンドされていると共に該コイル状ま
たは正弦波状の形状の炭素質繊維が繊維合体の15
重量％以上を占める請求項１〜１１のいづれか１
項に記載の容器。 １３ 容器とウール状綿毛様物質、ウエブ、マツ
トまたはバツテイングの形体の多数の実施的に非
可逆的に熱固定された不燃性の連続またはステー
プルの炭素質繊維からなる繊維集合体を用意し、
該容器内に該繊維集合体を配置することによつて
燃料の揺動を防ぎ且つ容器中の静電荷の蓄積を消
散させる工程を含む可燃性燃料を含む容器中の又
は該容器のまわりの火炎を阻止する方法。 １４ 容器の外面の少なくとも１部を、可燃性液
体および／またはガスの火炎前面が容器の破れを
通過するのを阻止するに十分な量の炭素質繊維集
合体で覆う工程を含む請求項１３記載の方法。 明細書 本発明は可燃性流体を保有する容器に使用する
ための揺動防止性（antislosh）、静電防止性およ
び火炎防止性の構造物ならびにこの容器中の又は
容器のまわりの火炎を阻止する方法に関する。 更に詳しくは本発明は、燃料の揺動（slosh）
を制御もしくは停止する能力をもち、火炎防止材
として働き、そして静電気の蓄積を防ぐ及び／又
は消散させる、弾性のある、形状再生性の軽量で
不燃性の炭素質繊維の構造物に関する。この構造
物は更に、良好な化学的および加水分解的な不活
性をもつことによつて特徴づけられ、可燃性流体
に長期間露出させても安定である。 多年のあいだ、液体燃料、可燃性ガスおよび他
の可燃性化学薬品もしくは中間体のような可燃性
流体の取扱いと使用は、タンクのような容器への
充てん又は該容器からの抜き出しの期間中の静電
気の蓄積により、摩擦電気的に発生した放電によ
り、またはタンクの輸送期間中のタンク中の液体
の前後の揺動（液体がタンク内で活発に動く状態
をいう）により、深刻な重大な火炎および爆発を
危険を提起した。可燃性流体を部分的に含む、あ
るいはタンクが空である程度にまで少量の液体し
か含んでいない、輸送用タンクは、タンク内部の
液体のはねかえり（迅速な移動）によつて生ずる
スパークもしくは静電放電により液体および／ま
たはガス状副生物の爆発の追加の危険を提起す
る。タンク中のスパークおよび／または静電放電
を防ぐために使用される方法は、タンクに不活性
ガスを充てんするか又はタンクに火炎防止材を加
えることを包含する。また物理的なアースはこの
危険を減少させるための慣用技術である。然しな
がら、この技術は問題を完全に解消したものとは
いえない。または人為的な誤りおよび貧弱な電気
的接続は人命と装置の損失を招く爆発へと導い
た。 更に近年において、上記の問題と危険を無くす
努力として容器に網状開放セルのポリマー発泡体
を充てんした。従来使用した発泡体の一種はポリ
エーテルウレタンであるが、このものは良好な化
学的耐性をもつけれども静電気消散性は小さく且
つ空気の存在下で可燃性である。ポリエーテルウ
レタン発泡体の容器が応力により又は別の物体と
衝突して破れると摩擦電気の発生により静電気点
火が起りうる。従来使用した発泡体の別の一種は
ポリエステルウレタンであるが、このものはかな
り良好な静電気消散性をもつけれども貧弱な加水
分解性および貧弱な溶媒安定性をもち、空気中で
またやゝ可燃性である。上記２種の発泡体の双方
は長時間にわたつて炭化水素燃料にさらされると
その構造性を失ない、従つて定期的に取換えなけ
ればならない。 然しながら、液体の単なる揺動は静電気蓄積の
唯一の発生源ではなく、それ故に揺動の制御およ
び揺動単独によつて生じる静電気蓄積の制御は燃
料タンク使用において遭遇する他の問題を解決し
ない。たとえば、発泡体材料は良好な電気伝導体
ではないので、それらは容器を充てん及び空にす
る操作中に発生するような静電気蓄積を放電しな
い。また、このような発泡体は構造的に弱く、ほ
とんどの可燃流体特に炭化水素流体の存在におい
て徐々に劣化を示す。この不安定性の問題は、少
量の水分が容器中に存在して発泡体と接触すると
きに増大する。可燃性液体および／またはガスを
含む容器を使用する際にしばしば遭遇する別の問
題は衝撃または材料疲労による容器の亀裂もしく
は破れである。容器の亀裂もしくは破れは可燃性
流体は自由に逃散させ、危険な状態を提起する。 上記の発泡体の使用によつて若干の成功がえら
れたけれども、揺動を防ぐことに加えて可燃性流
体の存在下に安定であり、静電気蓄積を消散させ
るに十分な高い電気伝導性を示し、そしてスパー
クが起つた場合に火炎防止材として働く材料をも
つことは工業にとつて有利である。その上、実質
的に火炎耐性であり、容器の外張りとして使用す
るときに容器の洩れまたは破れがあつた場合に容
器から可燃性液体が逃散するのを著るしく遅らせ
る能力を有する材料をもつことが望ましい。本発
明はこれらの課題を解決した材料を提供するもの
である。このような新規な材料について以下に述
べる。以下に示すすべての％は他に特別の記載の
ない限り重量基準である。 本発明は可燃性の液体ガスを保有するための容
器であつて、容器の内側が炭素質繊維を静電気の
蓄積を消散させ且つ容器からの可燃性液体の流れ
を妨害することなしに容器内の液体の揺動を実質
的に遅延させるに十分な量で含み、そして該炭素
質繊維がウーム状綿毛様物質、ウエブ、マツトま
たはバツテイングの形体の多数の実施的に非可逆
的に熱固定された不燃性の連続またはステープル
の炭素質繊維からなる容器を提供する。 これらの繊維は、安定化ポリマー繊維または織
物あるいはある種の他の安定化炭素繊維前駆体、
たとえばアクリル繊維またはピツチ繊維を、以下
に述べるようにして繊維に実質的に非可逆な非線
状の、たとえば正弦波の又はコイル状の形体を付
与する条件下に部分的に炭化することによつて製
造される。これらの繊維は更に、不織構造物たと
えばマツトまたはバツテイングに形成させたとき
にそれらのウーム状の綿毛様の外観と組織によつ
て特徴づけられる。以下の記述から明らかになる
ように、この構造物中に存在するコイル状繊維の
量が多いほど、ウール状の組織と弾性は大きくな
る。これらの繊維は非炭素質繊維または線状炭素
質繊維とブレンドすることができる。 この炭素質繊維は好ましくは非線状であるが、
非線状と線状の炭素質繊維類のブレンドを含んで
いてもよい。本発明の炭素質繊維構造物はすぐれ
た静電防止性、揺動防止性および火炎防止性を有
する。有利にはこの構造物は少なくとも約1.2：
１の可逆的たわみ比（reversible deflection
ratio）、10／１よりも大きいアスペクト比
（aspect ratio）（ｌ／ｄ）および40より大きい
LOI（限定酸素インデツクス）をもつ正弦波もし
くはコイル状の形状を有する多数の弾性炭素質繊
維から成る。この炭素質繊維構造物は、ウーム状
綿毛様物質の形体にあるとき、著るしく軽量であ
つて2.4〜32Kg／m³好ましくは2.4〜8.0Kg／m³の嵩
密度をもつ。 ここで可逆的たわみ比は「Mechanical
Design−Theory and Practice」（Mac Millan
Publ.Co.，1975）、719−748頁のセクシヨン14−
２に記載されるものであり、通常らせん状、正弦
波状の圧縮バネに適用されるものである。本発明
の実施例で用いているものについて例示的に説明
すると、弛緩状態での長さ106mmのものに荷重を
加えて引張り状態の長さを測定すると長さが216
mmとなり荷重をとるともとにもどる。この場合の
可逆的たわみ比は 106＋216／106＝3.04 即ち3.04：１である。 この炭素質繊維構造物は可燃性流体のはねかえ
りを防ぎ且つ燃料点火のスパークを発生させうる
容器中の静電荷の蓄積を防ぐに有効な量で容器の
内側に存在させる。容器中の燃料は全部が液体で
あつてもよく、また全部がガス状であつてもよ
い。燃料が液体であるとき、容器中の液体面より
上には通常、ガス状の帯域があり、それ故にこの
帯域も高度に燃焼性である。任意に、容器の外側
の面すなわち容器の少なくとも１つの外側の面に
も炭素質繊維構造物を容器の破れから炎が前方に
のびるのを阻止するのに有効な量で存在させる。
ここに使用する「有効な量」は広義の意味で用い
られる。その量は繊維質構造物の密度およびその
配置場所（容器の内側か又は外側の配置場所）に
応じて変わるからである。また、繊維質構造物の
密度は所望の流体流量に応じても変化する。たと
えば航空機エンジンを作動させるための燃料タン
クからの流体量はタンクからの燃料の比較的高い
流れを必要とするため比較的に高くありうる。 本発明はまた、容器の内側が容器内の液のはね
かえりを実質的に遅らすに十分であるが容器から
の液の流れを阻止することのない量で炭素質繊維
構造物を含み、そして容器の外面の少なくとも一
部が容器の破れを通過する可燃性液体および／ま
たはガスの火炎前方を阻止するに十分な量の火炎
防止性炭素質繊維構造物で覆われている、可燃性
液体および／またはガスを保持する容器にもあ
る。 アクリル基材ポリマーのような窒素含有ポリマ
ー物質から誘導される炭素質繊維は一般に５〜35
％好ましくは16〜25％更に好ましくは18〜20％の
窒素含量をもつ。 炭素質繊維の「電気抵抗」は個々の繊維が７〜
20ミクロンの公称直径をもつ6Kトウの繊維を測
定によつて決定される。「比抵抗」は欧州特許第
0199567号に記載の測定によつて決定される。 本発明の複合構造物に使用する炭素質繊維材料
は、特定の用途ならびに該材料を含む構造物が配
置される環境に応じて３つのグループに分類する
ことができる。 本発明の一態様によれば、静電防止、火炎阻止
性およびはねかえり防止性の用途に使用する炭素
質繊維は電気的に非伝導性であり、静電防止特性
をもたない。すなわち該繊維は静電荷を消滅させ
ることができない。この非伝導性繊維は、４×
10⁶オーム／cmより大きい電気抵抗およびこれに
対応して10^-1オーム・cmより大きい比抵抗をも
つ。非伝導性繊維がアクリルポリマーからえらば
れるとき、そのような繊維の窒素含量は約18％よ
り大きいことが望ましい。 本発明の第２の態様によれば、本発明の構造物
に使用される炭素質繊維は部分的に電気伝導性で
ある、すなわち低い電気伝導度をもち、そして85
％より小さい炭素含量をもつ。これらの繊維の電
気抵抗の一般に４×10⁶〜４×10³オーム／cmであ
る。好ましくは、この炭素質繊維は安定化アクリ
ル繊維から誘導され、16〜20％の窒素含量をも
つ。使用する繊維の炭素含量が大きいほど、電気
伝導度は大きい。これらの高い炭素含量のフイラ
メントは、特に繊維の大部分が非線状の形状であ
るとき、マツトもしくはバツテイングに成形した
際にウール状外観を依然として保持する。また、
以下の説明から明らかになるように、構造物中の
非線状繊維の％が大きいほど、構造物中の弾性も
しくはロフトは大きい。高い炭素含量の結果とし
て、これらの繊維で作られた構造物は大きい静電
消散性およびはねかえり防止性をもち、高温での
使用においてさえ有効な火炎阻止性をもたらす。 本発明の第３の態様によれば、本発明の揺動防
止性および／または火炎防止性の構造物に使用さ
れる炭素質繊維は少なくとも85％の炭素含量をも
つ。好ましくは、使用されるフイラメントは安定
化アクリル繊維から誘導され、16％より小さい窒
素含量をもつ。高い炭素含量の結果として、この
ような繊維から製造した構造物は高い電気伝導度
をもつ。すなわち、抵抗は４×10³オーム／cmよ
り小さい。これに対応して、比抵抗は10^-1オー
ム／cmより小さい。 この高度に電気伝導性の繊維は通常の真直な又
は線状の炭素繊維の代りに使用することができ
る。その上、コイル状の炭素質繊維は、マツトま
たはバツテイングのような構造物に成形すると
き、良好な電気的アース能力を与え、従つて静電
気の蓄積およびスパークの発生を防止する。正弦
波の又は線状の繊維とは異なり、コイル状の繊維
を多量に含む構造物は火炎前面の広がりに対して
より有効なバリヤーを提供する。 静電防止、揺動防止および／または火炎防止の
用途に使用される線状の熱固定炭素質繊維は非線
状繊維と同じ安定化前駆体物質から製造された但
し繊維を非可逆的に熱固定する工程が線状形体に
保たれた繊維前駆体物質について行なわれた繊維
から成る。この線状炭素質繊維は、綿毛様物質、
バツテイング、ウエブなどの形体の非線状の熱可
塑性もしくは熱硬化性の繊維または繊維ブレンド
にブレンドすることができ、および少なくとも部
分的にこれらに結合させることができる。 本発明によれば、以下に述べるようなランダム
にもつれた非線状炭素質繊維から成る開放ウエブ
もしくはバツテイングが提供される。このウエブ
は液状炭化水素のような可燃性流体の存在下でそ
の開放ウエブ形体を保つに十分な構造強度をも
ち、液体のはねかえりを防ぎ且つ実質的に非凝縮
性である。ウエブ中の熱可塑性または熱硬化性の
材料を結合もしくは硬化させることによつてウエ
ブの種々の構造的剛性および硬さがえられる。ま
た、生成物は難燃性であり、ウイツクおよび火炎
防止材として有効に作用し、ウエブ中に拘束され
た可燃性液体物質が迅速にこぼれるのを防ぎ、そ
れによつて爆発の機会を減少させる。本発明のウ
エブの洩れ止め性は液流の停滞もしくは遅延の増
大を与えるように変えることができる、あるいは
ウエブの特定の使用目的に応じて高い液流量を可
能にするように弛みを変えることができる。この
ウエブはまた隣接繊維の一方を他方に接合させる
ことによつて、ウエブを依然として非常に開放に
したまゝ然も荷重下により安定で圧縮性の乏しい
物体にして所望の形体に固定させることができ
る。 所望ならば、このウエブは線状炭素質繊維と熱
可塑性もしくは熱硬性のポリマー繊維または繊維
ブレンド（たとえばポリエステル、または高融点
ポリエステルと小量の低融点ポリエステルとのブ
レンド；後者の低融点ポリエステルは構造物に緻
密化および／または若干の剛性と一体性を与える
ためのものである）から成ることができる。十分
量の炭素質繊維を存在させて難燃性を与えること
もこの構造物にとつて望ましい。 第１図は本発明の１つの態様を示す可燃性流体
用容器の横断面図である。 本発明の揺動防止性、火炎防止性および／また
は静電防止性の繊維構造物は不燃性の炭素質繊
維、好ましくは非線状で弾性である且つ約1.2／
１より大きい可逆的たわみ比と10／１より大きい
アスペクト比（ｌ／ｄ）をもつ繊維、から製造さ
れる。非線状炭素質繊維は正弦波の又はコイル状
の形状あるいは両者の更に複雑な構造組合せをも
つことができる。 本発明の繊維はASTM Ｄ 2863−77試験法で
測定して40より大きいLOI値をもつ。この試験法
は「酸素係数」または「限定酸素係数」（LOI）
としても知られている。 本発明の炭素質繊維は炭素質前駆体材料たとえ
ばアクリル系物質から誘導されるもの、ピツチ基
材物質たとえば石油もしくはコールタールから誘
導されるもの、または線状または非線状の炭素質
繊維もしくは繊維構造物（熱的に安定であり高度
に難燃性である）になしうる他の炭素質ポリマー
材料から誘導されたものを熱固定することによつ
て製造される。 たとえば、ポリアクリロニトリル（PAN）基
材繊維の場合に、これらの繊維は４〜25ミクロン
の公称直径をもつ前駆体物質の安定な流れを溶融
紡糸または湿式紡糸することによつて製造され
る。前駆体物質を多数の連続フイラメントの集合
体としてトウの形体で集めて通常の方法で
（PAN基材繊維の場合には酸化によつて）安定化
させる。酸化安定化トウ（またはチヨツプもしく
は延伸破断繊維ステープルから作つたステープ
ル・ヤーン）はその後に本発明に従いトウまたは
ヤーンを織物または布に編むか織ることによつて
正弦波または他の非線状形に成形することができ
る（他の織物形成法およびコイル形成法も使用し
うることを認識されたい）。このように成形した
織物または布はその後に不活性雰囲気中525℃〜
750℃の温度において弛緩したおよび応力をかけ
ない条件に繊維または繊維トウを置いて十分な時
間熱処理して熱誘起熱固定反応を生ぜしめる。こ
の熱誘起熱固定反応において追加の交差結合およ
び／または交差鎖環化反応がもとのポリマー鎖の
間で起る。150℃〜525℃の低温範囲においては、
繊維に一時的固定から永久固定までの種々の程度
の固定が付与されるが、525℃以上の高温範囲に
おいては繊維に実質的に永久の又は非可逆的に熱
固定が付与される。他の成形法たとえば熱固定と
組合せた捲縮およびコイル化を使用することもで
きることを理解すべきである。 実質的に永久に又は非可逆的に熱固定するとい
うことの意味するものは、繊維がその固定された
非線状形体において非可逆度をもつことである。
更に詳しくは、ひとたび炭素質繊維が非線状形に
熱固定されたならば、それは実質的に線状形に延
伸できるが、繊維張力を解放すれば常にその非線
状形に戻る。コイル状および／または正弦波の形
状が弛緩した又は応力のかかつていない状態にあ
り且つ不活性非酸化性雰囲気下にあるあいだに熱
処理を行なう限り、繊維または繊維集合体は始め
に高温範囲の温度で熱処理しうることをもちろん
理解すべきである。高温処理の結果として、熱固
定されたコイル状の又は正弦波の形体もしくは構
造が繊維、ヤーン、トウまたは糸に付与される。
この布を編みほぐすことによつて誘導される非線
状構造形体をもつ生成繊維、トウまたはヤーンは
当業技術において知られている他の処理法にかけ
られて開繊が行なわれる。このような方法におい
て、布の非線状繊維、ヤーンまたはトウはもつれ
たウール状綿毛様物質に分離され、そこでは個々
の繊維はかなりなロフトの綿毛様もしくはバツテ
イングを生じるそのコイル状もしくは正弦波の形
体を保持する。 本発明の綿毛様物質またはバツテイングは単独
で使用することができ、あるいはその所望の用途
に応じて柔軟性シート材料または金属の好適なバ
リヤー層と共に提供することもできる。 安定化繊維はたとえば編んでその後に約550℃
より高い温度で加熱することによつて所望の構造
形体に永久形成したとき、その弾性および可逆的
たわみ性を保持する。約1500℃までの高温を使用
することもできるが、カーデイングして綿毛様物
質を作つたとき最大の柔軟性および最小の繊維破
壊損失は525℃〜750℃の温度に熱処理した繊維お
よび／またはフイラメントに見出されるというこ
とを理解すべきである。 前駆体安定化繊維がアクリル繊維であるとき、
窒素含量％は一般に16〜25％である。この繊維は
静電防止性が望まれる用途にすぐれている。これ
から製造した構造物は軽量であり、低い水分吸収
性、良好な摩滅強度、ならびに良好な外観と手ざ
わりを有する。 少なくとも85％の炭素含量をもつ炭素質繊維は
すぐれた熱安定性と火炎防止性をもつ。（カーデ
イングしたとき）綿毛様物質の形体にあるコイル
状構造物は改良された火炎防止性と電気アース特
性を保ちながら良好な圧縮性と弾性をもつウエブ
を与える。このような繊維で作られた構造物はス
パークまたは静電気発生が寛容しえない高い可燃
性の用途に及び高温区域において特に有用性をも
つ。 この構造物の繊維を製造するのに有利に使用さ
れる前駆体安定化アクリル繊維はアクリロニトリ
ルホモポリマー、アクリロニトリルコポリマーお
よびアクリロニトリルターポリマーから成る群か
らえらばれる。このコポリマーは好ましくは、少
なくとも約85モル％のアクリロニトリル単位と15
モル％の、スチレン、メチルアクリレート、メチ
ルメタクリレート、ビニルクロライド、ビニリド
ンクロライド、ビニルピリジンなどと共重合した
１種以上のモノビニル単位を含む。また、アクリ
ロニトリル・フイラメントはアクリロニトリル単
位が少なくとも約85モル％であるターポリマーか
ら構成されていてもよい。 炭素質前駆体出発物質は、繊維綿毛様物質また
はバツテイング状物質を非酸化性雰囲気中1000℃
を越える温度に加熱することによつて金属導体程
度の電気伝導性を付与することができることも更
に理解されるべきである。電気伝導性は他のえら
ばれた物質たとえばピツチ（石油またはコールタ
ール）、ポリアセチレン、アクリロニトリル基材
物質〔たとえばポリアクリロニトリルコポリマー
（PANOXまたはGRAFIL−01；イー・アイ・デ
ユポン・ド・ヌムール・アンド・カンパニー、イ
ンコーポレーテツドの商標）〕、ポリフエニレン、
ポリビニリデンクロライド樹脂〔サラン；ザ・ダ
ウ・ケミカル・カンパニーの商標〕などから得る
こともできる。 本発明の炭素質繊維のウール状線毛様物質は、
構造の用途および環境に応じて通常の物質および
技術の任意のものを使用して有機または無機バイ
ンダーによる処理、ニードルパンチ処理、袋づめ
処理または柔軟性支持へ接着を行なうことができ
る。この綿毛様物質は燃料タンクのような建造物
の内側に、あるいは容器の内張りと外側スキンの
ような建造部品間に、マツト、ウエブ、フエル
ト、バツテイングまたは類似物のいづれかの形体
で配置することができる。有利には、炭素質繊維
構造物中に結合または硬化した熱可塑性または熱
硬化性のポリマー材料を配合することによつて、
種々の構造剛性および硬さの炭素質繊維構造物を
得ることができる。これは好ましくは、熱硬化性
または熱硬化性のポリマー繊維を構造物形成前に
本発明の炭素質繊維とブレンドし、次いで硬化も
しくは熱結合することによつて、またはウエブも
しくは綿毛様物質を熱可塑性樹脂で被覆し次いで
硬化することによつて、達成される。また、他の
硬化用繊維たとえば高性能繊維を炭素質繊維とブ
レンドしてウエブの硬さと一体性を増大させるこ
ともできる。高性能繊維は例はKEVLAR〔方向
族ポリアミド：イー・アイ・デユポン・ド・ヌム
ール・アンド・カンパニー、インコーポレーテツ
ドの商標〕、NOMEX（アラミド繊維；イー・ア
イ・デユポン・ド・ヌムール・アンド・カンパニ
ー・インコーポレーテツドの商標〕、メタ・アラ
ミド繊維、ポリベンズイミダゾール（PBI）繊維
などである。 コイル状または正弦波の炭素質繊維および／ま
たはフイラメントは、それらが十分に電気伝導性
であつて静電気の蓄積を危険水準到達前に消散さ
せるように製造される。またこの物質は難燃性で
あり、且つ容器からの可燃性液体の流出を減少さ
せるバリヤーとして有効に働き、そして容器から
洩れた液体が引火したならば火炎防止材として働
く能力をもち、このようにして爆発の機会を減少
させる。本発明のウエブの緊密性は液体の流れの
顕著な停滞もしくは遅延を与えるように、あるい
は液体の流れの高流量を可能にする弛みを与える
ように、変化させることができる。このウエブは
また、隣接繊維の一方を他方に結合させることに
よつて所望の形状に固定させてウエブを依然とし
て非常に開放状態にしながら然も荷重下でより安
定した圧縮性の少ない物体に保つことができる。 別の好ましい態様において、図面に示すような
層状構造物をもつことが望ましい。この態様にお
いて、種々の硬度をもつ従つて種々の燃料流量を
もつ本発明の構造物の層は容器内に配置され、そ
して硬くない構造物は容器の内張りと外壁との間
に配置されて、容器が破れた場合に燃料の洩れを
遅らせ且つ火炎防止材として働く。 所望ならば、この構造物はポリエステル繊維な
どのような熱可塑性ポリマーを含有させて構造物
の高密度化、形状遅延、および外部剛性を付与す
ることができる。 本発明を以下の実施例によつて更に具体的に説
明する。 実施例 １ これら実施例で製造しまた用いた炭素質繊維は
アスペクト比が5000：１〜8000：１、LOI値が46
〜50、可逆的たわみ比が1.2：１〜3.04：１の間
にあるものである。 この実施例においては、構造物の電気アースが
必要とされる場合のはねかえり防止性および火炎
防止性の用途に特に有用な線毛様もしくはウール
状の構造物を製造した。 欧州特許出願第0199567号〔1986年10月29日発
行；発明者エフ・ピー・マツカラフら；発明の名
称「バネ状の可逆的たわみをもつ炭素質繊維およ
びその製造法〕の記載の方法に従つて3KのOPF
（すなわち3000本のフイラメントをもつ酸化ポリ
アクリル繊維）のPANOX安定化トウを、シンガ
ー平床編み器で４縫／cmの割合で編み、その後に
950℃の温度で熱処理した。この布を編みほぐし、
そしてそのトウ（２／１より大きいコイル伸び又
は可逆的たわみ比をもつ）を長さ7.5cmのステー
プルに切断した。この切断ステープルを次いでプ
ラツト・ミニチユアー・カーデイング機でカーデ
イングして長さ2.5cm〜6.5cmの繊維をもつウール
状綿毛様物質を製造した。このウール状綿毛様物
質は試験した60cmまでの長さにわたつて高い電気
伝導度（40オーム／cmより小さい抵抗）をもつて
いた。 PANOXの代りに安定化ピツチ基材繊維または
ポリアクリロニトリルのコポリマーまたはターポ
リマーを使用することもできる。 実施例 ２ この実施例においても、構造物の電気アースが
必要とされる場合の揺動防止性および火炎防止性
の用途に特に有用な綿毛様もしくはウール状の構
造物を製造した。 実施例１と同様にして、同じニツト・ソツクス
の一部を1550℃の温度で熱処理した。この布自体
および編みほぐしたトウは非常に高い電気伝導度
をもつていた。長さ15cmの切断トウをカーデイン
グして、2.5〜7.5cmの範囲の平均５cmの繊維長を
もつウール状綿毛様物質を得た。すなわち1000℃
を越える温度をうけた連続フイラメント・トウの
編みほぐした生地のカーデイングは依然としてウ
ール状綿毛様物質を生成しうるものであつた。 実施例 ３ この実施例においては、揺動防止性、静電防止
性の、そしてガソリンまたはナフサ蒸気からの火
炎噴出を阻止しうる阻止剤として有効な構造物を
次のようにして製造した。 実施例１の方法を使用して、6KのOPFのトウ
を編んで布にし、これを熱固定されるまで650℃
で処理し、その後に編みほぐして非線状炭素質繊
維のトウを作り、このトウを14〜17cmの公称長さ
のステープルに切断した。このように切断したス
テープルをシヤーレー開繊機で開繊し、そして空
気吹き込み型のランド・ウエバー機で更に処理し
て不織バツテイングを製造した。供給プレートと
櫛けずりロールを0.3mmの距離でへだて、フアン
を1200rpmにセツトした室中に分散させた。約50
％の６デニール・ポリエステル繊維をランド・ウ
エバーの予備ブレンド区域中で上記の開繊した非
線状炭素質繊維とブレンドした。生成したバツテ
イングを、260℃の温度に保持されたベンツ熱風
オーブン中を２ｍ／分の速度で通過させ約１分間
の滞留時間をもたせた。これはポリエステル繊維
を軟化させウエブ中の炭素質繊維の軽い結合を達
成するのに十分であつた。この構造物はすぐれた
揺動防止性と硬さをもち、そして良好な燃料流量
が必要とされる用途に特に有用であることが見出
された。 実施例 ４ Ａ 実施例３で述べた方法と同様にして、切断繊
維をシヤーレー開繊機中で処理し次いでラン
ド・ウエバー空気吹き込み機で処理した。ただ
し約１％の低融点EAA（エチレン／アクリル
酸）バインダー繊維を加えた。 Ｂ 上記Ａの綿毛様物質および／またはバツテイ
ングを部分的にエポキシ樹脂で被覆して種々の
剛性の構造物を製造した。この綿毛様物質もし
くはバツテイングを実験室フード中の膨張金属
スクリーン上に置いた。試料Ａ〜Ｅと呼ぶ一連
の試料のすべて面のノボラツク・エポキシ樹脂
（D.E.N.438；ザ・ダウ・ケミカル・カンパニ
ーの商標）をアセトン中の20％溶液として噴霧
した。該溶液には硬化剤としてメチレン・ジア
ニリンを（使用したエポキシの量の28：100の
割合で）加えた。試料Ｆのすべての面に脂肪族
ジエポシド樹脂（D.E.R.732）をメチルエチル
ケトン中の20％溶液として噴霧した。該溶液に
は硬化剤としてメチレン・ジアニリンを（使用
したエポキシの量の31：100の割合で）加えた。
加熱ランプのもとでそれぞれの試料からアセト
ンを追い出した後に、被覆試料を105℃のオー
ブン中に入れた。温度を125℃に増大させ約１
時間保持した。次いでオーブン温度を170℃に
上昇させ、この温度で更に１時間保持した。冷
却して、それぞれの試料を秤量して樹脂含量％
を決定した。電気抵抗の測定もそれぞれの試料
について行なつた。これらの結果を下記の第
表に要約して示す。

【表】 バツテイングの硬さ及びバツテイングを通る燃
料の流量はそれぞれのバツテイング上のエポキシ
被覆の相対量に従つた。バツテイングＡは最大の
硬さをもち最良の燃料流量をもつたのに対して、
バツテイングＥは最も柔かく最小の硬さをもち従
つて高い燃料流量をもつていた。この実施例はま
た驚くべきことに、これらのバツテイングがエポ
キシ被覆の大きな被覆範囲にわたつて良好な静電
防止性を保持することを示している。 実施例 ５ 実施例４のバツテイングをハンター・フアイバ
ー・ロツカー上で処理してニードルパンチ法によ
る機械的結合を得た。生成する構造物は可燃性流
体用の容器における静電防止性、揺動防止性、お
よび火炎防止性外側容器内張り構造物として好適
であつた。 実施例 ６ 欧州特許出願第0199567号に記載の方法に従い、
6KのOPF（すなわち6000本のフイラメントの酸化
ポリアクリル繊維）PANOX安定化トウを３縫／
cmの割合で平床編み機で編んで平らなジヤジー生
地を作り、次いでこれを550℃の温度で熱処理し
た。この布を編みほぐし、そしてこのトウ
（1.2／１より大きいコイル伸び又は可逆的たわみ
比をもつ）を7.5cmの長さのステープルに切断し
た。この切断ステープルを次いでプラツト・ミニ
チユア・カーデイング機上でカーデイングして
6.5〜7.5cmの範囲の長さの繊維をもつウール状綿
毛様物質を製造した。このウール状綿毛物質は測
定可能な電気伝導度（125Kオーム／2.5cmより小
さい抵抗）をもつていた。この綿毛様物質の少量
部分（0.14ｇ）を75mlの実験室広口ビンに入れ
た。圧縮を行なわずにこのビンに綿毛様物質の自
由容積より多くのものを入れることができた。次
いでこのビンの約90％に55ｇの高度精製液体炭化
水素（ケロセン）を充填してシールした。2.5cm
のケロセンを横切る電気抵抗は、綿毛様物質の存
在しない場合には20メガオームより大きかつた
が、綿毛様物質を存在させた場合には125Kオー
ムより小さかつた（2.5cmを横切る125Kオームよ
り小さいこの値は十分に静電防止範囲内にある）。
このビンを振とうさせ且つ数回逆さにして気泡を
捕捉させたところ、綿毛様物質による顕著な揺動
防止効果を観察された。逆さにしているあいだ、
炭素質繊維バツテイングは約10％だけ圧縮され
た。ビンを解放してケロセンをビンからあけた。
この実施例は、綿毛様構造物が短いヘツド高さ
（約7.5cm）の容器中で自由支持性であり且つ揺動
防止性および静電防止性の構造物として有効であ
ることを示した。 実施例 ７ この実施例はエポキシ樹脂を軽く被覆した炭素
質繊維構造物の密度の増大が該構造物によつて保
持される液体の量にどのような影響をもつかを示
すための実験であつた。 実施例4Bの試料Ｅ（エポキシ／繊維の比は
0.35：１）の0.48ｇを125mlのビンに入れ、この
ビンに100.12ｇのケロセンを充てんした。このビ
ンを逆さにしてケロセンをビンから約30秒間流出
させた。ビンから流出したケロセンは91.65ｇで
あつた。従つて、8.47ｇがビン中に保持されたこ
とになる。第２のビンに0.99ｇの被覆試料を入
れ、このビンに96.6ｇのケロセンを充填した。こ
のビンを逆さにしてケロセンをビンから30秒間流
出させた。79.71ｇのケロセンがビンから流出し
た。従つて16.89ｇ換言すれば17.3重量％がビン
中の構造物によつて保持された。この実施例は、
構造物がエポキシ樹脂で軽く被覆されていると
き、構造物の密度の増大は該構造物によつて保持
される液の量を増大させることを示した。 実施例 ８〜９ これらの実施例は炭素質繊維構造物を被覆する
ことによつて生ずる硬さの燃料の流れ特性に対す
る効果を示すための実験であつた。 第１の実験において、実施例4Aの被覆してい
ない炭素質繊維のバツテイング4.63ｇを125mlの
広口の実験質ビンに入れ、これに85ｇのケロセン
を加えた。本発明の被覆していない構造物を含む
ビンを数回、回転および振とうさせた。次いでこ
のビンを開放して30秒間逆さにした。この期間中
に1.7ｇ換言すれば２％のケロセンがピンから流
出した。約98％のケロセンが構造物によつて保持
された。 第２の実験において、実施例4Bの試料Ｆの被
覆した炭素質繊維のバツテイング463ｇを125mlの
広口の実験室ビンに入れ、これに85.57ｇのケロ
センを加えた。本発明の被覆した構造物を含むビ
ンを数回、回転および振とうさせた。次いでこの
ビンを開放して30秒間逆さにした。この期間中に
82.46ｇ換言すれば95.3％のケロセンがビンから
流出した。ケロセンの５％未満が硬い被覆構造物
によつて保持された。 これらの実験は、燃料保持は構造物の硬さの関
数であつて構造物自体の質量の関数ではないこと
を示している。被覆していないバツテイングはそ
れ故にタンクの貫通もしくは破れが生じた場合の
燃料の洩れを遅らせる燃料タンク用の外部内張り
として非常に有用であるのに対して、被覆した構
造物は揺動防止性、火炎防止性および静電防止性
ならびに良好な流量が必要とされる燃料タンクの
内側において非常に有用である。 実施例 10〜13 別のシリーズの実験において、本発明の種々の
態様の流量および揺動防止性が実験され、現在使
用されている発泡構造物と比較された。公称外径
15cmのパイレツクス（コーニング・グラス・ワー
クスの商標）ガラス管の1.8ｍ長さの両端を可動
性プレート（該プレート半いはバルブを備える）
でシールした。このガラス管をその中心部におい
てトラニオン中に懸垂させて管全体が振動およ
び／または360°回転しうるようにした。この管に
試験試料をつめて、揺動性および排液性を試験し
た。 この一連の実験で試験した試料は、600ｇの標
準ブルー・ポリエーテルウレタン網状発泡体、
400ｇの実施例4Aの試料、および実施例4Bの試
料Ａ（275ｇ）、Ｂ（356ｇ）およびＤ（300ｇ）であ
つた。後４者は本発明の材料を含むものである。
実施例4Aの試料は硬化用被覆を含まないのに対
して実施例4Bの試料（Ａ，Ｂ，Ｄ）は前記第
表に示すように種々の量の被覆をもつ。上記のパ
イレツクスガラス管に31.5のケロセンを充填
し、部分排液量を測定した。次いでこの管を180°
回転させて、それぞれの試料について相対的な揺
動防止性を測定した。下記第表に示す「タイム
１」は10.5のケロセンの80％が1.8ｍの管の頂
部から底部に移動するに要する時間を秒数で表わ
し、「タイム２」は10.5（33％充填タンク）の
ケロセンの90％が回転後に頂部から底部にはねか
えつて戻るに要する時間を秒数で表わす。全31.5
の排液試験において、実施例13は0.35の流体
を保持した、換言すれば僅か1.1％の燃料保持で
あつた。

【表】 実施例 14 PANOX酸化ポリアクリル繊維（OPF）の6K
の線状トウを、実施例３で述べた熱処理と同様に
して650℃で熱処理した。この熱固定線状繊維を
トウを7.5cmのステープル長に切断し、乱流空気
で開繊し、そして75％の６デニール・ポリエステ
ル繊維とブレンドし、約９Kg／m³の嵩密度をもつ
2.5cmの厚さのバツテイングを作つた。次いでこ
のバツテイングを実施例３と同様にしてベンツ熱
風オーブン中で熱結合させた。この材料は
ASTM試験法14 CFR 25.853bに記載の垂直燃焼
試験に合格し、そして１メガオーム／2.5cmより
小さい電気抵抗（有効な静電防止範囲）をもつて
いた。 この材料は、揺動防止性、静電防止性、および
火炎防止性の構造物として有用な難燃材として有
効であることを示した。 実施例 15 PANOX酸化ポリアクリル繊維（OPF）の6K
の線状トウを、実施例３で述べた熱処理と同様に
して650℃で熱処理した。この熱固定線状繊維の
トウを7.5cmのステープル長に切断し、乱流空気
で開繊し、そして60％の６デニール高融点ポリエ
ステル繊維および15％の低融点ポリエステルバイ
ンダー繊維とブレンドし、約９Kg／m³の嵩密度を
もつ2.5cmの厚さのバツテイングを作つた。次い
でこのバツテイングを実施例３と同様にしてベン
ツ熱風オーブン中で熱結合させた。ただし、オー
ブンの温度は正規のポリエステル繊維の融点と低
融点ポリエステルバインダー繊維の融点との間に
設定した。これはバインダー繊維のみを溶融さ
せ、実施例14で製造したものより低い密度および
高いロフトをもつバツテイングの製造を可能にし
た。この材料はASTM試験法14 CFR 25.853bに
記載の垂直試験法に合格し、そして１メガオー
ム／2.5cmより小さい電気抵抗（有効な静電防止
範囲）をもつていた。 この材料は、揺動防止性、静電防止性、および
火炎防止性の構造物として有用な難燃材として有
効であることを示した。 本発明を詳細に且つ添付の図面も参照して説明
したけれども、当業者にとつて容易に明らかであ
るような変形と変化は請求の範囲に規定される本
発明の範囲内に含まれることは明白であろう。