JP2000249294A

JP2000249294A - 圧力容器およびその製造方法

Info

Publication number: JP2000249294A
Application number: JP11055517A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Kitano; 彰彦北野; Kenichi Yoshioka; 健一吉岡; Hiroki Ooseto; 浩樹大背戸
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2000-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】繊維強化プラスチック（以下ＦＲＰと略す）
製のシェルからなる圧力容器の圧縮応力による損傷を防
止し、従来のＦＲＰ製容器よりさらに軽量で、硬質材料
や凹凸のある面と接触させて固定・設置しても損傷しな
い、信頼性のより高い圧力容器を低コストで製造する方
法を提供することにある。【解決手段】金属製または、樹脂製ライナーの外周を
補強繊維と樹脂からなる繊維強化プラスチック製のシェ
ルで覆った圧力容器において、該繊維強化プラスチック
の圧縮強度が１７００ＭＰａ以上で、かつ、繊維直交方
向の伸度が１．２％以上であることを特長とする圧力容
器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の圧力容器、
特に繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）からなる耐圧ボン
ベに関する。

【０００２】

【従来の技術】気体・ガスや液体を蓄える圧力容器、例
えば、ＣＮＧタンク（Compressed Natural Gas Tank）
と呼ばれる天然ガス自動車搭載用の圧力容器や、病院な
どで使用したり、消防士が使用する空気呼吸器などにお
いて、軽量化を図るため、繊維強化プラスチック製のも
のが開発されている。例えば、特開平３−８９０９８号
や特開平３−１１３１９９号に記載がある。

【０００３】これらＦＲＰ製圧力容器は、スチールやア
ルミニウムなどの金属、あるいは、ポリエチレンなどの
樹脂からなる主としてガスバリア性を受け持つライナー
（内筒ともいう）と、その外側にこれを覆うようにして
設けたガラス繊維や炭素繊維などの高強度繊維と樹脂か
らなる主として耐圧性能を受け持つ繊維強化プラスチッ
ク（以下ＦＲＰと略す）製のシェル（または外筒ともい
う）からなる。

【０００４】ところで、上記圧力容器は高圧のガスを保
持するため、シェルを構成する繊維強化プラスチックの
物性としては、専ら引張応力が重要とされている。しか
しながら、圧力容器を設置・固定して使用する場合に
は、重力の作用、設置面からの振動により、常に圧縮の
応力が作用しており、圧縮応力が作用する場合が多々あ
る。

【０００５】このため、設置・固定面には、通常ゴムや
布等の緩衝材が使用されるが、それら緩衝材の耐久性は
圧力容器より劣り、容器よりも短いサイクルで交換、点
検しなくてはならず、経済面で問題があった。

【０００６】特に、容器の接地面、固定面が金属やコン
クリート等の硬質材料でできている場合や、凸凹がある
場合には、緩衝材の損傷が激しく、容器自体にも圧縮応
力を許容できる構造が必要となっている。

【０００７】また、さらに容器の断面が、楕円や三角、
四角の多角形など非円形の場合には、繊維強化プラスチ
ックの圧縮特性を従来以上に向上させる必要があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明においては、上
記繊維強化プラスチック（以下ＦＲＰと略す）製のシェ
ルからなる圧力容器の圧縮応力による損傷を防止し、従
来のＦＲＰ製容器よりさらに軽量で、硬質材料や凹凸の
ある面と接触させて固定・設置しても損傷しない、信頼
性のより高い圧力容器を開示する。また、本発明の他の
目的は、そのような圧力容器を低コストで製造する方法
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は基本的には、以下の構成を有する。即ち、
金属製または、樹脂製ライナーの外周を補強繊維と樹脂
からなる繊維強化プラスチック製のシェルで覆った圧力
容器において、該繊維強化プラスチックの圧縮強度が１
７００ＭＰａ以上で、かつ、繊維直交方向の伸度（９０
度伸度ともいう）が１．５％以上であることを特徴とす
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明を一実施態様に基づいて詳
細に説明する。

【００１１】まず、本発明のおけるシェルについて説明
する。図１における本発明のＦＲＰ製シェルは、容器の
耐圧性能（主として引張応力）並びに、他の部品や容器
の設置面などの接触物からの圧縮応力を負担する。

【００１２】シェルは炭素繊維等の高強度繊維とエポキ
シ樹脂などのＦＲＰで構成されるが、接触による圧縮荷
重で損傷しないために、圧縮強度は１７００ＭＰａ以上
を有する。圧縮強度の測定は、ＡＳＴＭＤ−６９５に
より測定できるが、容器から切り出して測定する場合に
は、曲げ強度で代用することができる。

【００１３】また、圧力容器では、シェルの積層構成は
任意であり、シェルを成形する際の成形温度差による残
留応力におより繊維と直交方向にクラック（９０度クラ
ックという）が生じて、実質的な圧縮強度を低下させる
ことがある。これを回避して、上記の圧縮強度が発現す
るために、９０度伸度は１．２％以上が好ましい。さら
に好ましくは１．５％以上である。９０度伸度はＪＩＳ
Ｋ７０７３で測定できる。

【００１４】さらには、ＦＲＰの硬度も接触時の損傷に
少なからず影響し、ＪＩＳＫ７０６０で測定するバー
コール硬さ４０〜９０の範囲内であることが好ましい。
本範囲以下では、柔らかすぎて、高温条件下などで圧縮
強度が不十分となる可能性があり、本範囲以上では硬す
ぎて、接触箇所での応力集中が発生する可能性があるか
らである。より好ましくは、６０〜８０である。

【００１５】シェルを構成する補強繊維として好ましい
のは、炭素繊維、ガラス繊維といった無機繊維、および
アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ＰＢＯ（ポリベンゾ
オキサゾール）繊維、ポリアミド繊維などの有機繊維で
あるが、圧縮荷重を負担するという点では炭素繊維が好
ましく、経済性という点ではガラス繊維が好ましい。

【００１６】また、これら繊維を複数種類用いて、それ
ら繊維の特徴をバランスさせたハイブリッド繊維（例え
ば、炭素繊維とガラス繊維を併用し、炭素繊維の圧縮荷
重負担性能と、ガラス繊維の経済性の特徴をもたせる使
い方）も好ましい。また、これら補強繊維には、後述す
るマトリックス樹脂との接着を向上させるために、表面
処理やサイジング剤が付与されていると好ましい。尚、
有機繊維は、燃焼が可能であるため廃棄が容易であると
いう特長、さらには比重がガラス繊維の約半分であるの
で容器を極めて軽量にすることができるという特長もあ
る。

【００１７】通常、炭素繊維は、引張強度が３．０ＧＰ
ａ〜１０ＧＰａ、弾性率が２３０〜６００ＧＰａの範囲
内でものが耐圧、軽量化のために使用されるが、接触箇
所（圧縮荷重を受ける部分）には、シェルの圧縮強度を
１７００ＭＰａ以上とするために、弾性率が３３０ＧＰ
ａ以下であるＰＡＮ系の炭素繊維を使用することが好ま
しい。より好ましくは、ねじり弾性率が５〜４０ＧＰａ
の範囲内であるＰＡＮ系炭素繊維であることが好まし
い。繊維のねじり弾性率は特開平１−１２４６２９号に
記載されている方法により測定できる。

【００１８】後述するマトリックス樹脂との関係では、
マトリックス樹脂に対する上記補強繊維の量は、体積含
有率で４０％以上８０％以下であることが好ましい。本
範囲以上では繊維同士が接触して強度が十分でなかった
り、本範囲より以下では、軽量性が損なわれるからであ
る。さらに、全補強繊維に占める炭素繊維の割合は、２
０％以上であることがことが好ましい。本範囲未満で
は、圧縮強度が不十分となる可能性があるからである。
尚、補強繊維の体積含有率はＪＩＳ−Ｋ７０５２または
ＪＩＳ−Ｋ７０７５により測定できる。

【００１９】炭素繊維は単繊維（モノフィラメント）を
数千〜数十万本単位に束ねたストランド形態で使用する
が、本発明においては、圧縮荷重を繊維が負担できるよ
うに真っ直ぐ配列しやすい、１２０００〜１０００００
本の範囲の単繊維からなるＣＦストランドが好ましい。

【００２０】また、特公平１−２７２８６７号公報に示
されている測定方法で得られるストランドの毛羽が３０
個／ｍ以下であると、強度のバラツキが低減できて、よ
り好ましい。

【００２１】補強繊維の形態としては、連続繊維あるい
は長繊維状であることが好ましく、あらかじめ連続繊維
に樹脂を含浸させてヤーン状にしたヤーンプリプレグ、
連続繊維織物に樹脂を含浸させた織物プリプレグを目空
き状態にしてライナーに巻き付けたり、ストランド、ロ
ービング、織物状の補強繊維に樹脂を含浸させながらラ
イナー上にシェルを形成しても差し支えない。複数の補
強繊維を混用する場合には、補強繊維同士は合糸状であ
っても、カバリング糸状などであっても構わない。圧縮
強度の観点から好ましいのは、ヤーン、ストランドある
いは、ロービング形態である。

【００２２】また、シェルの補強繊維と樹脂との接着性
を向上させるために補強繊維には、表面処理が施されい
たり、サイジング剤、油剤、カップリング剤、平滑剤な
どと呼ばれる表面仕上げ剤が塗布されていてもかまわな
い。

【００２３】また、補強繊維には、接触時の摩擦係数を
調節する目的で、ニッケル、銀、アルミニウムなどの金
属コーティング、塗装、メッキ等を施すことも本発明に
含まれる。

【００２４】シェルを構成するマトリックス樹脂として
は、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエ
ステル樹脂、フェノール樹脂、変性エポキシ樹脂等の熱
硬化性樹脂、あるいは、ポリアミド樹脂、ポリエチレン
テレフタレート樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン樹脂
等の熱可塑性樹脂などを用いることができる。

【００２５】このうち、シェルの圧縮強度を向上させ、
９０度伸度を向上させるためには、樹脂の弾性率が３．
３ＧＰａ以上、かつ樹脂の伸度が４％以上であることが
好ましい。より好ましくは弾性率が３．５ＧＰａ以上、
かつ伸度が６％以上である。弾性率と伸度はＪＩＳＫ
７１１３により測定する。

【００２６】上記樹脂の中で特に好ましい樹脂の一例と
して、マトリックスの伸度が高く、繊維との接着性に優
れる、主として下記構成要素（ア）と、構成要素（ア）
１００重量部に対して０．５〜２０重量部の構成要素
（イ）から得られ得る熱硬化性樹脂組成物であることが
好ましい。（ア）熱硬化性樹脂（イ）（ア）の熱硬化性樹脂またはその硬化剤と反応し
うる官能基１個、および下記の式（１）〜（４）より選
ばれる部分構造を含む化合物

【００２７】

【化５】

【００２８】

【化６】

【００２９】

【化７】

【００３０】

【化８】

【００３１】構成要素（ア）である熱硬化性樹脂とは、
熱的に硬化する、すなわち熱的に反応してネットワーク
構造を持つ重合体を与える前駆体を意味する。熱硬化性
樹脂の具体例としては、エポキシ樹脂、分子内に複数の
重合性不飽和結合を有する樹脂（ビニルエステル樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、マ
レイミド樹脂）、フェノール樹脂、シアネート樹脂、メ
ラミン樹脂、尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ベンズオキ
サジン樹脂、オキサゾリン樹脂などが挙げられるが、な
かでもエポキシ樹脂が好ましく用いられる。エポキシ樹
脂とは、分子内に２個以上のエポキシ基を有する化合物
を意味する。

【００３２】式（１）〜（４）で示される構造は、さら
に複雑な構造の一部であってもよい、たとえば一般式
（１）で示されるアミド結合を有する化合物の典型的な
化合物はカルボン酸アミドであるが、それ以外にも環の
一部にアミド結合を有しても良く、あるいはさらに複雑
な構造、例えば、イミド、ウレタン、尿素、ビウレッ
ト、ヒダントイン、カルボン酸ヒドラジド、ヒドロキサ
ム酸、セミカルバジド、セミカルバゾンなどのような構
造を有するものでもよい。

【００３３】尚、ここで言うアミド結合とは、カルボニ
ル基、チオカルボニル基、スルホニル基、ホスホリル基
から選ばれる基とその炭素に単結合で結合する窒素原子
からなる部分構造を意味する。

【００３４】アミド結合のカルボニル酸素は酸素または
窒素に結合した水素原子と強い水素結合を作る。従っ
て、強化繊維である炭素繊維の表面に存在するカルボキ
シル基や水酸基などの水素原子との水素結合が生じ接着
性を高める。

【００３５】さらに、アミド結合のカルボニル基は強い
永久双極子であるため、炭素繊維のように分極率の高い
強化繊維に有機双極子を作り、双極子−双極子の電気的
引力により接着力を高める。

【００３６】もし、アミド結合を持つ化合物がエポキシ
樹脂または硬化剤と反応しうる官能基を持たないと、相
分離により接着性が十分発現しなかったり、可塑剤とし
て働き耐熱性が著しく低下したりする恐れがあるが、ア
ミド結合を持つ化合物がエポキシ樹脂または硬化剤と反
応しうる官能基を持つ場合は、樹脂組成物の硬化に伴
い、エポキシ樹脂硬化物のネットワークの一部となるた
め前記のような弊害を生じる恐れがない。

【００３７】エポキシ樹脂または硬化剤と反応しうる２
個以上の官能基と１個以上のアミド結合を有する化合物
を配合したエポキシ樹脂組成物を繊維強化複合材料に用
いることは公知であるが、これらの公知技術では、接着
性の著しい改善は確認されていない。しかし、本発明者
らの見出した、分子内にエポキシ樹脂または硬化剤と反
応しうる官能基１個と１個以上のアミド結合を有する化
合物を配合したエポキシ樹脂組成物では、著しい効果を
有する。

【００３８】この理由は、エポキシ樹脂または硬化剤と
反応しうる官能基を２個以上有する化合物はエポキシ樹
脂のネットワークと２カ所以上で化学結合するため、ア
ミド結合の酸素原子が強化繊維表面に十分接近できない
のに対し、エポキシ樹脂または硬化剤と反応しうる官能
基を有する化合物は、エポキシ樹脂のネットワークと一
カ所だけで化学結合するため、その化合物に由来する部
分構造の運動の自由度が大きく、カルボニル基の酸素原
子が強化繊維表面に接触しやすいためと本発明者らは推
定している。

【００３９】さらに構成要素（イ）の配合は、接着性を
高めるだけではなく、エポキシ樹脂組成物の硬化物の弾
性率を高める効果も有する。これは、エポキシ樹脂中に
存在する水酸基とカルボニル基の酸素が強い水素結合を
作り分子運動を拘束するためと考えられる。

【００４０】なお、前記エポキシ樹脂組成物は、前記構
成要素（ア）、（イ）から得られ得ることを特徴とする
ものであり、必ずしも前記構成要素（ア）、（イ）から
得られた物である必要はない。もちろん、前記構成要素
（ア）、（イ）から得られた物が好適な例であるが、結
果として、前記構成要素（ア）、（イ）から得られた物
と同様の形態であるならば、原料が前記構成要素
（ア）、（イ）であると限定されるものではない。例え
ば、構成要素（イ）として、エポキシ樹脂又は硬化剤と
反応し得る官能基が２個以上有するものを用いても、官
能基や工程を適切に選択することにより、当該官能基の
一部が失活乃至は変成することにより、結果として、本
発明のエポキシ樹脂組成物が得られ得る。あるいは、逆
に当該官能基を有しておらずとも、反応乃至は工程の途
中で、変成して、当該官能基が形成される場合もあり得
る。

【００４１】本発明の前記エポキシ樹脂組成物は、好適
には、化学構造的上、１個以上のアミド結合を有し、か
つ運動の自由度の大きい部分構造を有するものである。
運動の自由度が大きい部分構造とは、典型的には、分子
鎖の一端がエポキシ樹脂又は硬化剤あるいはそれらの残
基等の組成物の主鎖乃至はそれに相当する程度の大きい
分子量を有する構造と結合していて、他端は、前述のよ
うな大きい分子量を有する構造とは共有結合していない
ような構造である。また、結合部位が複数であっても、
それらが部分構造上において、極めて接近していたりす
れば、実質上結合部位が一箇所と見なせ、部分構造の自
由度は大きい。あるいは、部分構造上は両端にあって
も、結合している大きい分子量を有する構造から見て、
位置的に近い場合、部分構造の運動の自由度は大きい場
合もあり得る。さらには、部分構造に１個以上のアミド
結合を有する分岐を有する場合も、運動の自由度は大き
い。

【００４２】また、構成要素（イ）は、マトリクス樹脂
と強化繊維の界面部に集まっている方が、前記接着性を
高める効果があると考えられる。特に構成要素（イ）が
エポキシ樹脂に比べて硬化速度が相対的に遅い場合、構
成要素（イ）が界面部へ集まり易く好ましい。

【００４３】エポキシ樹脂と反応しうる官能基として
は、カルボキシル基、フェノール性水酸基、アミノ基、
第２アミン構造、メルカプト基どを挙げることができ
る。また硬化剤とし反応しうる官能基としては、エポキ
シ基、カルボニル基と共役した二重結合などを挙げるこ
とができる。カルボニル基と共役した二重結合は、硬化
剤中のアミノ基やメルカプト基とマイケル付加反応を行
う。

【００４４】カルボキシル基を一個有し、アミド結合を
有する化合物の具体例としては、スクシンアミド酸、オ
キサミン酸、N-アセチルグリシン、N-アセチルアラニ
ン、4-アセトアミド安息香酸、N-アセチルアントラニル
酸、4-アセトアミド酪酸、6-アセトアミドヘキサン酸、
馬尿酸、5-ヒダントイン酢酸、ピログルタミン酸、2-
(フェニルカルバモイルオキシ)プロピオン酸などを挙げ
ることができる。

【００４５】フェノール性水酸基を一個有し、アミド結
合を有する化合物の具体例としては、サリチルアミド、
4-ヒドロキシベンズアミド、4-ヒドロキシフェニルアセ
トアミド、4-ヒドロキシアセトアニリド、3-ヒドロキシ
アセトアニリドなどを挙げることができる。

【００４６】アミノ基を一個有し、アミド結合を有する
化合物の具体例としては4-アミノベンズアミド、3-アミ
ノベンズアミド、4'-アミノアセトアニリド、4-アミノ
ブチルアミド、6-アミノヘキサンアミド、3-アミノフタ
ルイミド、4-アミノフタルイミドなどを挙げることがで
きる。

【００４７】第２アミン構造を一個有し、アミド結合を
有する化合物の具体例としては、ニペコタミド、N,N-ジ
エチルニペコタミド、イソニペコタミド、1-アセチルピ
ペラジンなどを挙げることができる。

【００４８】メルカプト基を一個有し、アミド結合を有
する化合物の具体例としては、4-アセトアミドチオフェ
ノール、N-(2-メルカプトエチル）アセトアミドなどを
挙げることができる。

【００４９】エポキシ基を一個有し、アミド結合を有す
る化合物の具体例としては、グリシダミド、N-フェニル
グリシダミド、N,N-ジエチルグリシダミド、N-メトキシ
メチルグリシダミド、N-ヒドロキシメチルグリシダミ
ド、2,3-エポキシ-3-メチルブチルアミド、2,3-エポキ
シ-2-メチルプロピオンアミド、9,10-エポキシステアラ
ミド、N-グリシジルフタルイミドなどが挙げられる。

【００５０】カルボニル基と共役した二重結合を一個有
し、アミド結合を有する化合物は、二重結合と共役する
カルボニル基がアミド結合のカルボニル基と同一であっ
てもよく、異なってもよい。二重結合と共役するカルボ
ニル基がアミド結合のカルボニル基と同一である化合物
としては、α，β−不飽和カルボン酸のアミドおよびそ
の窒素原子上に置換基を有する誘導体が該当する。その
の具体例としては、アクリルアミド、メタクリルアミ
ド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリ
ルアミド、N-tert-ブチルアクリルアミド、N-イソプロ
ピルアクリルアミド、N-ブチルアクリルアミド、N-ヒド
ロキシメチルアクリルアミド、N-メトキシメチルアクリ
ルアミド、N-エトキシメチルアクリルアミド、N-n-プロ
ポキシメチルアクリルアミド、N-n-ブトキシメチルアク
リルアミド、N-イソブトキシメチルアクリルアミド、N-
ベンジロキシメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリ
ルアミド、1-アクリロイルモルホリン、1-アクリロイル
ピペリジンを挙げられる。またそれ以外にもマレイミ
ド、N-エチルマレイミド、N-フェニルマレイミドのよう
な不飽和ジカルボン酸のイミドも該当する。二重結合と
共役するカルボニル基がアミド結合のカルボニル基と同
一でない化合物としては2-( フェニルカルバモイルオキ
シ) エチルメタクリレートなどを挙げることができる。

【００５１】構成要素（イ）である分子内にエポキシ樹
脂または硬化剤と反応しうる官能基１個と１個以上のア
ミド結合を有する化合物は１種でも、複数種配合しても
よい。

【００５２】構成要素（イ）の配合量（複数種用いる場
合はその合計）は、構成要素（Ａ）１００重量部に対し
０．５〜１５重量部であることが好ましい。０．５部よ
り少ないと接着性向上効果が十分に発現されず、１５重
量部より多いと耐熱性低下などの弊害が生じる恐れがあ
る。

【００５３】構成要素（イ）は、室温で液状のものも固
形のものも使用できる。構成要素（イ）として固形のも
のを用いる場合は、エポキシ樹脂組成物中に添加した
後、加熱撹拌などの手段で溶解してもよく、溶解せずに
添加してもよい。固形の構成要素（イ）を溶解せずに添
加する場合は、粒径１０μm以下に粉砕して使用するこ
とが好ましい。

【００５４】さらに、上記樹脂は、耐熱性が高く、組
立、取り付け、取り外しが頻繁である空気呼吸器などの
圧力容器において特に接触による損傷の低減が可能であ
る。

【００５５】また、上記樹脂に、カーボンブラックや金
属粉などの良電熱性粒子を混入したものは、容器内部と
外部の温度差が小さく、屋外に設置されるガスボンベや
航空機用の圧力容器（緊急時に脱出用の滑り台を膨らま
せる圧空用の高圧ボンベなど）に好ましい。

【００５６】さらに、上記構成の樹脂であると、容器の
断面が円形断面容器よりも応力集中がしやすい、非円形
断面容器に特に好ましい。

【００５７】尚、シェルは、フィラメントワインド法、
あるいは、プルワインド法などにより成形される。後述
する金属製あるいはプラスチック製のライナー上に、マ
トリックス樹脂を含浸させた補強繊維を巻き付けた後ラ
イナーと同時硬化させたり、補強繊維だけをライナー上
に巻き付けてその後補強繊維にマトリックスを含浸し
て、後硬化させて製造する。シェルのマトリックス樹脂
を熱可塑性樹脂とする場合には、あらかじめ熱可塑樹脂
を含浸させた補強繊維を上記したライナー上で溶融させ
ながら巻き付けと硬化を同時に行うことも可能である。

【００５８】また、ライナーとシェルの間には、両者を
一体化させるための接着剤層を有していても差し支えな
い。

【００５９】次に、ライナーはスチール、アルミニウム
等の金属、あるいはポリエチレンやナイロン等のプラス
チック（樹脂）からなり、耐圧の一部およびガスバリア
性を確保する役割を果たす。

【００６０】ライナーは接触面との間でシェルを挟み込
むことになるので、接触によるシェルの圧縮破壊を低減
するためには、ライナー材はシェルと剛性が同じが、そ
れより小さいことが好ましい。具体的には、アルミニウ
ム合金やプラスチックであることが好ましい。

【００６１】ライナーの作り方としては、金属製の場
合、溶接や絞り成形、プラスチックの場合は回転成形や
ブロー成形により製造することができる。

【００６２】ライナーの表面には、シェルとの接着性を
向上させるために、表面処理を施したり、プライマー等
を塗布したりすることも好ましい。

【００６３】

【実施例】（実施例１）長さ５００ｍｍ、直径３００ｍ
ｍ、肉厚５ｍｍのボンベ形状アルミニウムライナーに、
フィラメントワインド法により、ＰＡＮ系の炭素繊維ス
トランド（単糸数２４０００本、目付＝０．８１ｇ／
ｍ、強度５６００ＭＰａ、弾性率３００ＧＰａ、ねじり
弾性率２０ＧＰａ、ケバ個数１０個／ｍ）に、下記の組
成から成る樹脂（弾性率３．５ＧＰａ、伸度１０％）を
含浸させながら、巻き付け、１２０℃の硬化炉にて硬化
させて、厚さ５ｍｍのシェル（繊維体積含有率６０％、
圧縮強度１８００ＧＰａ、９０度伸度＝１．５％、バー
コール硬さ７０）を有する圧力容器を得た。樹脂組成：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂４０部（“エピコート”８２８、油化シェルエポキシ（株）製）ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂４０部（“エピコート”１００１、油化シェルエポキシ（株）製）臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１０部（“エピクロン”１５２、大日本インキ化学（株）製）テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン１０部（“スミエポキシ”ＥＬＭ４３４、住友化学工業（株）製）ジシアンジアミド５部（ＤＩＣＹ７、油化シェルエポキシ（株）製）３−（３，４−ジクロロフェニル）−１，１−ジメチル尿素３部（ＤＣＭＵ９９、保土ヶ谷化学工業（株）製）Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド５部ポリビニルホルマール７部（“ビニレック”Ｋ、チッソ（株）製）本容器の側面ＦＲＰ部に、硬球を押しつけたところ、１
２０ＮでＦＲＰが圧縮損傷した。（比較例１）実施例１同様に、長さ５００ｍｍ、直径３
００ｍｍのボンベ形状のアルミニウムライナーに、フィ
ラメントワインド法により、ＰＡＮ系の炭素繊維ストラ
ンド（単糸数２４０００本、目付＝０．８８ｇ／ｍ、強
度３５００ＭＰａ、弾性率３９０ＧＰａ、ねじり弾性率
５ＧＰａ、ケバ個数５０個／ｍ）に、標準エポキシ樹脂
（弾性率３．５ＧＰａ、伸度２％、強度、バーコール硬
さ３０）を含浸させながら、巻き付け、１２０℃の硬化
炉にて硬化させて、厚さ５ｍｍのシェル（繊維体積含有
率６０％、圧縮強度１２００ＧＰａ、９０度伸度＝０．
７％）を有する圧力容器を得た。

【００６４】本容器の側面ＦＲＰ部に、実施例１と同様
の硬球を押しつけたところ、６０ＮでＦＲＰが圧縮損傷
した。

【００６５】

【発明の効果】本発明の圧力容器は、金属製または樹脂
製ライナーの外周を、補強繊維と樹脂からなる繊維強化
プラスチック製のシェルで覆った構造を有し、かつ、該
繊維強化プラスチックの圧縮強度が１７００ＭＰａ以上
で、かつ繊維直交方向の伸度が１．２％以上であること
を特徴とすることから、容器が固定・設置個所での接触
による圧縮損傷を著しく低減でき、極めて信頼性に優れ
る圧力容器となっており、社会から望まれる圧力容器と
なっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる圧力容器の概略縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１：口金２：ライナーまたは内筒３：シェルまたは外筒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3E070 AA17 AB32 AB40 DA01 DA08 SA20 3E072 AA01 BA04 CA01 CA03 4F072 AA02 AB10 AD11 AD23 AE01 AF29 AK06 AL07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属製または、樹脂製ライナーの外周を
補強繊維と樹脂からなる繊維強化プラスチック製のシェ
ルで覆った圧力容器において、該繊維強化プラスチック
の圧縮強度が１７００ＭＰａ以上で、かつ、繊維直交方
向の伸度が１．２％以上であることを特長とする圧力容
器。
【請求項２】該繊維強化プラスチックのバーコール硬
さが４０〜９０の範囲内であることを特徴とする請求項
１に記載の圧力容器。
【請求項３】該繊維強化プラスチックの補強繊維が少
なくとも炭素繊維を含有することを特徴とする請求項１
ないし２に記載の圧力容器。
【請求項４】該繊維強化プラスチックの樹脂の弾性率
が３．３ＧＰａ以上であり、かつ、伸度が４％以上であ
ることを特徴とする請求項１〜３に記載の圧力容器。
【請求項５】該繊維強化プラスチックのマトリクス樹
脂が、主として下記構成要素（ア）と、構成要素（ア）
１００重量部に対して０．５〜２０重量部の構成要素
（イ）から得られ得る樹脂であることを特徴とする請求
項１ないし４に記載の圧力容器。（ア）熱硬化性樹脂（イ）（ア）の熱硬化性樹脂またはその硬化剤と反応し
うる官能基１個、および下記の式（１）〜（４）より選
ばれる部分構造を含む化合物【化１】【化２】【化３】【化４】