JPH01503246A - 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、静電防止性および火炎防止性の構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 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、静電防止性および火炎 防止性の構造物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悴 （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忙関する。

更に詳しくは本発明は、燃料の揺動（５ｌｏｓｈ　）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っことによって 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５）ｋ：より、深刻な重大な火炎および爆発の危険を提 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）によっ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 険を減少させるだめの慣用技術である。然しながう、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 〜可燃性である。上記２種の発泡体の双方は長時間にわたって炭化水素燃料にさ らされるとその構造性を失ない、従って定期的に堆換えなければならない。

然しながう、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っ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、はとんどの可 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、危険な状態を揚起する。

上記の発泡体の使用によって若干の成功がえられたげれども、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った場合に火炎防止材として働く材料を もつことは工菓にとって有利である。

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 れまたは破れがあっ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。本発明はこれらの銖題を解決した材 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 示すすべてのチは他に特別の記載のない限り重量基準である。

不発明によれば、ウール込続毛様物気、バッティング、ウェブまたは類似物の形 体の、多数の非可逆的に熱固定された、連続またはステープルの炭素質繊維から 成る軽量で不燃性の構造物が提供される。

これらのζ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 素猷維前駆体、たとえばアクリル＠維またはピッチ繊維を、以下に述べるように してｋｍ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って製造される。これらのｉｌ維は 更に、不織構造物たとえばマットまたはバッティングに形成させたときにそれら のウール状の綿毛様の外観と組織によって特徴づけられる。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′Ｘ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Ｌ２：１の可逆的たわみ比（ｒ ｅｖｅｒｓｉｂｌｅｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｒａｔｉｏ　）、１　ｏ、’　１よ りも大きい縦横比（ａｓｐｅｃｔ　ｒａｔｉｏ　）　（ｔ／ｄ　）および４０よ り大きいＬＯ！（限定酸素インデックス）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、ウール状綿毛様物質の形体にあるとき、着るしく軽量 であって２４〜３２ｋｌ／ｍ”好ましくはλ４〜＆Ｏｋｇ／ｍ”の嵩密度をもつ 。

更に詳しくは本発明は、４０より大きいＬＯＩ値をもつ多数の不燃性の実質的に 非可逆的に熱固定された炭素質繊維を火炎の前面を阻止するのに有効な量で存在 させて成ることを特徴とする可燃性流体を保有する容器に使用するための火炎防 止性構造物にある。

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ってもよく、また全部がガス状であってもよい。

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。たとえば航空機ニンジンを作動 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＊Ｂ、Ｈａ　ｍ遺物 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撚性液体 および／またはガスの大長削方を阻止するに十分な量の火炎防止性炭素５Ｉ；Ｌ 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。

本発明は特に、最も適する特定の用途を決定する炭化度および電気伝導度によっ て特定される多数の不燃性炭素質繊維から成る構造物に関する。

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鍔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ａ維が７〜２０ミクロンの公称直径をもつ６ Ｋ）りのＲ維の測定によって決定される。「比抵抗」は欧州特許第０１９９５６ ７号に記載の測定によって決定される。

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。

本発明の一悪様によれば、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、４Ｘ １０　オーム１５１より大きい電気抵抗およびこれに対応してｌＯオーム参α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％より大きいことが決定された。

不発明の第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は一般に４Ｘ１０’〜４×１０　オー １７国である。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チの窒素含量をもつ。使用する線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ィラメントは、特に繊維の大部分が 非線状の形状であるとき、マットもしくはバッティ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 中の非線状繊維のチが大きいほど、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、使用されるフィラメントは安定化アクリル繊維から誘導され、１６チより小 さい窒素含量をもつ。高い炭素含量の結果として、このようなゆ維から製造した 構造物は高い電気伝導度をもつ。すなわち、抵抗は４×１０　オーム１５＋より 小さい。これに対応して、比抵抗は１０　オーム／備より小さい。

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、マットまたはバッティング 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、従って静電気 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Ｊ１！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扉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、バッティング、ウェブなどの 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婦状炭素５ｉＥ繊維 から氏る開放ウェブもしくはバッティングが提供される。このウェブは液状炭化 水素のような可燃性流体の存在下でその開放ウェ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。ウェブ中の熱可 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ってウェブの種々 の構造的剛性および硬さかえられる。また、生成物は姦燃性であり、ウィックお よび火炎防止材として有効に作用し、ウェ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、それによって爆発の機会を減少させる。本発明のウェブ 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、あるいはウェ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。このウェブはまた隣接玲維の一方を他方に接合させる ことによって、ウェブを依然として非常に開放にしたま瓦類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、このウェ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 ｗｉ、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／または若干の即ｊ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鑓燃性を与えることもこ の構造物にとって望ましい。

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’ｆｉ＠維、好ましくは非線状で弾性のある且つ約１．２　／　１より 大きい可逆的たわみ比と１０／１より犬ｉい縦横比（ｔ／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ＡＳＴきＩ　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Ｊ　（ＬＯ Ｉ）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、ピッ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 固定することによって製造される。

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って製造される。前駆体物質を多数の連秩フィラメントの集 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 よって）安定化させる。酸化安定化トウ（またはチョップもしくは延伸＃Ｌ１ｆ ｒ繊維ステーブルから作ったステープル・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っ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ろこ 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な生せしめる。

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か もとのポリマー鎖の闇で起る。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東金に％質的に永久の又は非可逆的な熱固定が付与され 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 性非気化性雰囲気下にあるあいだに熱処理を行なう限り、Ｆｉｉ維またはｌｔｋ 維集金集合体めに高温範囲の温度で熱処理しうろ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って 酵導される非勝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ｎている他の処理法Ｋかゆられて開贋が行なわれる。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、そこでは個々の償金はかなりなロフトの綿毛様もしくはパッディングを生 じろ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ッティ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一層と共に 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Ｋ よって所望の構造形体く永久形成したとき、その弾性および可逆的たわみ性を保 持する。約１５００℃までの要温を使用することもできるが、カーディングして 綿毛様物質を作ったとき最大の柔軟性および最小の繊稚破護損失は５２５℃〜７ ５０℃の温度に熱処理した４ｍおよび／またはフィ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線維であるとき、窒素含量チは一般に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チ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。（カーディングしたとき）８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 ェブを与える。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モルチ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・フィラメントはアクリロニトリル単位が少なくとも約８ ５モルチであるターポリマーかも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ッティ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っ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ッチ（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（ＰＡ ＮＯＸまたはＧＲＡＦＩＬ−０１；イー豊アイ・デュポンード・ヌムール・アン ド・カンパニー、インコーホレーテッドの商標）〕、ポリフェニレン、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綿毛様物質は、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、マット、ウェブ、フェルト、バッティ 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材を配 合することによって、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 形戚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 によって、またはウェブもしくは綿毛様物質を熱可塑性腐脂でａ覆し次いで硬化 することによって、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、とブレンドしてウェブの硬さと一体性を増大させることもできる。高 性能繊維の例はＫＥＶＬＡＲ［：芳香族ポリアミド；イー・アイ・デュポン・ド 拳ヌムールーアンド・カンパニー、インコーホレーテッドの商標）、ＮＯＭＥＸ 　（アラミド繊維；イー・アイ、デュポン、ド、ヌムール、アンド、カンパニー 、インコーホレーテッドの商標〕、メタ・アラミド繊維、ポリベンズイミダゾー ル（ＦＢＩ）ｔｌ＆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／またはフィラメントは、それらが十 分に電気伝導性であっ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 発明のウェ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。このウェブはまた、隣接繊維の一方を他方に結合させることによって 所望の形状に固定させてウェ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っ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って更に具体的に説明する。

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ｎかえり防 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。

欧州特許出誠第０１９９５６７号（１９８６年１０月２９日発行；発明者エフ・ ピー−マツカラスら：発明の名称［バネ状の可逆的たわみをもつ炭素ｆｆｊｆｆ ｌ維およびその製造法］に記載の方法に従って３Ｋｆ）ＯＦＦ（すなわち３００ ０本のフィラメントをもつ酸化ポリアクリル繊維）のＰＡＮＯＸ安定化ト安定化 トンガー千床編み器で４縫／ｃ１１１の割合で縞み、その後に９５０℃の温風で 熱処理した。この布を錨みほぐし、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７．５鍔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ット・ミニチュアー−カーディング機でカーディング ｑて長さＺ５ａｗ〜６．５０ｍの償金をもつウール状綿毛様辺賃を製造した。こ のウール状綿毛様物質は試験した６０３までの長さにわたって高い電気伝導度（ ４０オーム／Ｑより小さい抵抗）をもっていた。

ＰＡＮＯＸの代りに安定化ピッ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。

実施列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、同じニット・ソックスの一部を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ってい た。

長さ１５倒の切断トウをカーディングして、Ｚ５〜７．５鐸の範囲の平均５αの 繊維長をもつウール状綿毛様物質を得た。すなわち１００ＯＣを越える温度を５ けた連続フィラメント・トウの編みほぐした生地のカーディ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５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、６にのＯＦＦ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ｇ状炭素質ｆｆｌ維のト ウを作り、このトウを１４〜１７Ｉｙｎ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ャーレ−開繊機で開襟し、そして空気吹き込み 型のランド・ウニバー機で更に処理して不織バッティングを製造した。供給プレ ートと櫛けずりロールを０．３　ｍｓの距離でへだて、ファンを１２０Ｏｒｐｍ にセッ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・ウニ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＃！！維と ブレンドした。生成したバッティングを、２６０℃の温度に保持されたベンツｆ Ａ風オープン中を２　ｍ　７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ェブ中の炭素質繊維の軽い結合を達成す るのに十分であった。この構造物はすぐれた揺動防止性と煙さをもち、そして良 好な燃料流量が必要とされろ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、切断繊維をシャーレ−開ｌＲ機中で処 理し次いでランド・ウニバー空気吹き込み機で処理した。ただし約１％の低融点 ＥＡ人（エチレン／アクリル酸）バインダー繊維を加えた。

Ｂ、上記入の綿毛様物質および／またはバッティングを部分的にエポキシ樹脂で 被覆して棟々の割注の構造物を製造した。この綿毛様物質もしくはバッティング 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 料のすべての面にノボラック・エポキシ樹脂（Ｄ、Ｅ、Ｎ、４３８；ザ・ダウ参 ケミカ／Ｌ／−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キシド樹脂（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・ジアニリンな（使用したエポキシの量の３１ ：１０００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℃のオープン中に入れた。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有脂含量チを決 定した。電気抵抗の測定もそれぞれの試料について行なった。これらの結果を下 記の第１表に要約して示す。

蕗！表 表面抵抗 試　料　エポキシ：繊維の比　（メガオーム／ｃｆｎ）Ａ　３．１２：１　３０ ０ ８　１．２６：１　３００ ＣＬ３１：１　２００ Ｄ　１．５３：１　２００ Ｅ　α３５：１　２００ Ｆ　Ｌ５０：１　２００ バツテイングの硬さ及びバッティングを通る燃料の流量はそれぞれのバッティン グ上のエポキシ被覆の相対量に従った。バッティング人は最大の硬さをもち最良 の燃料流量をもったのに対して、バッティングＥは最も柔かく最小の硬さをもち 従って高い燃料流量をもっていた。

この実施例はまた鳶くべきことに、これらのバッティングがエポキシ被覆の大き な被覆範囲にわたっ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のバッティングをハンター・ファイバー・ロッ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 好適であった。

実施例６ 欧州特許出願第０１９９５６７号に記載の方法に従い、６にのＯＦＦ　（すなわ ち６０００本のフィラメントの酸化ポリアクリル繊維）ＰＡＮＯＸ安定化トウを ３縫／ｃｒＲの割合で千床編み機で編んで平らなジャジー生地を作り、次いでこ れを５５０℃の温度で熱処理した。この布を縄みほぐし、そしてこのトウ（Ｌ２ ／１より大きいコイル伸び又は可逆的たわみ比をもつ）を７．５ｍ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ット・ミニチュア・カーデ ィング機上でカーディングしてａ５〜７．５ｃｍの範囲の長さの繊維をもつウー ル状線毛様物質を製造した。このウール状綿毛様物質は測定可能な電気伝導度（ １２５にオーム／　Ｚ　５　ｃｍより小さい抵抗）をもっていた。この綿毛様物 質の少量部分（０，１４ｔ　）を７５ゴ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（のものを入れることができた。

次いでこのビンの約９０％に５５２の高！！精製液体炭化水素（ケロセン）を充 填してシールした。２５α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ったが、綿毛様物質を存在させた場合に は１２５にオームより小さかった（１５ｍを横切る１２５に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１動防止効果が観察された 。逆さにしているあいだ、炭素質繊維バッティングは約１０チだけ圧縮された。

ビンを開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 ヘッド高さく約７．５　ｃｍ　）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仮覆した炭素質繊維構造物の密度の増大が該構 造物によっ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 あった。

実施例４Ｂの試料Ｅ（エポキシ／繊維の比はα３５：１）のα４８ｔを１２５− のビンに入れ、このビンに１０α１２９のケロセンを光てんした。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９１６５Ｆであった。従って、＆４７２がビン中に保持されたことになる。第 ２のビンにα９９２の被覆試料を入れ、このビンに９６．６ｔのケロセンを光横 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。７Ｓ１７ １Ｆのケロセンがビンから流出した。従って１６．８９　を換言すれば１７．３ 重ｔ％がビン中の構造物によって保持された。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舐傳遺物によって保持さ れる液の量を増大させることを示した。

よっ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った。

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ッティング４ ．６３Ｆを１２５ｍの広口の実験室ビンに入れ、これに８５ｔ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１７ｇ換言すれ ば２％のケロセンがビンから流出した。約９８チのケロセンが構造物によって保 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ッティング ４．６３ｔを１２５ゴの広口の実峻室ビンに入れ、これに８　ａｓ　７　ｆ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８Ｚ４６ Ｆ換言すれば９５．３チ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って保持された。

これらの実験は、燃料保持は構造物の硬さの関数であって構造物自体の質量の関 数ではないことを示している。

被覆していないバッティ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Ｐ３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１Ｏ〜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笑 訣され、現在使用されている発泡構造物と比較された。公称外径１５−のパイレ ックス（コーニング会グラスーワークヌの商標）ガラス管の１．８ｍ長さの両端 を可動性プレート（該プレート中にはバルブを備える）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３６００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−遍の実験で試験した試料は、６００ｔの標準ブルー・ポリエーテルウレタ ン」状発泡体、４００９の実施例４Ａの試料、および実施例４Ｂの試料Ａ（２７ ５Ｆ）、Ｂ（３５６９）およびＤ（３ｏｏｒ）であった。後４者は本発明の材料 を含むものである。実ｔｆｏ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１表に示すように種々の量の被覆をもつつ上記のパイレックス ガラス管に３　ｉ、　５　ｔのケロセンを充填し、部分排液量を測定した０次い でこの管を１８０”回転させて、そわ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ｇｇＩ１表に示す「タイムｌ」は１０．５ｔのケロセンの８０％ が１．８ｆｆｉの管の頂部から底部に移動するに要する時間な秒数で表わし、「 タイム２」は１０、５　Ｌ　（３３％充項タンク）のケロセンの９０％が回転後 に頂部から底部にはねかえって戻るに要する時間を秒数で表わす。全３１５ｔの 排液試験において、実施例１３はα３５ｔの流体を保持した、換言すれば僅かＬ ｉチの燃料保持であった。

第■表 ０．６７　６０　８０ １１　ム　α３３２６ １１２：１０．６７　７１　４８　７４１２　Ｂ　α３３３５ １２６：１　α６７　１０５　１０２　１１５１３　ＣＯ，３３３２ Ｌ５３：１０．６６　８８　−　− １．００　１６０ 実施例１４ ＰＡＮＯＸ酸化ポリアクリル繊維（ＯＦＦ）の６にの線状トウを、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 ．５　ｏａｒのステープル長に切断し、乱流空気で開繊し、セして７５チの６デ ニール・ポリエステル繊維とブレンドし、約９に＆／−の嵩密度をもつＺ５ｍの 厚さのバッティングを作った。次いでこのバッティングを実施例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 ２５，８５３ｂＫ記載の垂直燃焼試験に合格し、そして１メガオーム／　Ｚ　５ 　ａｓより小さい電気抵抗（有効な静電防止範囲）をもっていた。

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（ＯＦＦ）の６にの線状トウを、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 ．５　ｃｍのステープル長に切断し、乱流空気で開繊し、セして６０チの６デニ 一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９に９／−の嵩密度をもつλ５倒の厚さのバッティングを作っ た。次いでこのバッティングを実施例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、オープ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開に設定した。これはバインダー線維の 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 バッティングの製造を可能にした。この材料はＡＳＴＭ試駿法試験法ＦＲ２５， ８５３ｂＫ記載の垂直試験法に合格し、そして１メガオーム／　Ｚ　５５１より 小さい電気抵抗（有効な静電防止範囲）をもっていた。

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、当業者にとって容 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。

ＦＩＧ、　１ 手続補正書 平成１年８月２日 特許庁長官　吉　１）文　教　段 １、事件の表示 ＰＣＴ／ＵＳ　８８１０３６６２ ２、発明の名称 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　ザ　ダウ　ケミカル　カンパニー４、代理人 明細書、請求の範囲の翻訳文 ６、補正の内容 明細書、請求の範囲の翻訳文の浄書（但し内容に変更なし）国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．可燃性流体を保有する容器と共に使用するための火炎防止性構造物であつて 、４０より大きいＬＯＩ値をもつ多数の不燃性の実質的に非可逆的に熱固定され た炭素質繊維を含み、該炭素質繊維が火炎の前面を阻止するに有効な量で存在す ることを特徴とする火炎防止性構造物。 ２．該炭素質繊維が非線状繊維または非線状繊維と綿状繊維とのブレンドからえ らばれ、綿状繊維は該ブレンド中に繊維の全重量を基準にして１５％未満の量で 存在する請求の範囲第１項記載の構造物。 ３．非線状炭素質繊維が正弦波もしくはコイル状の形体および少なくともＬ２／ １の可逆的たわみ比をもつ請求の範囲第２項記載の構造物。 ４．該炭素質繊維が１０／１より大きい縦横比および１６〜２５％の窒素含量を もつ請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の構造物。 ５．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、４×１ ０３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 比抵抗をもつ請求の範囲第１項〜第４項のいづれか１項に記載の構造物。 ６．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 もつ請求の範囲第１項〜第４項のいづれか１項に記載の構造物。 ７．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の範囲第１項〜第４ 項のいづれか１項に記載の構造物。 ８．該炭素質繊維構造物が２４〜３２．０ｋｇ／ｍ３の高密度をもつ多数のもつ れた連続またはステーブルの炭素質繊維から成るウール状綿毛様物質、ウエブ、 マツトまたはパツテイングの形体にある請求の範囲第１項〜第７項のいづれか１ 項に記載の構造物。 ９．該炭素質繊維構造物が有機または無機のバインダーを含む請求の範囲第１項 〜第８項のいづれか１項に記載の構造物。 １０．該炭素質繊維構造物が、構造一体性をもつ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、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 て別注化されている請求の範囲第１項〜第８項のいづれか１項に記載の構造物ｇ １１　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の範囲第９項また は第１０項記載の構造物。 １２．該炭素質繊維が高性能ポリマー繊維とブレンドされている請求の範囲第１ 項〜第１１項のいづれか１項に記載の構造物。 １３．該炭素質繊維が４〜２５ミクロンの直径をもつ酸素安定化アクリル繊維か ら誘導されたものである請求の範囲第１項〜第１２項のいづれか１項に記載の構 造物。 １４．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 の範囲第１３項記載の構造物。 １５．該炭素質繊維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の範囲第１項〜第１４項のいづれか１項に 記載の構造物。 １６．該炭素質繊維構造物が容器の内側に配置されて静電気エネルギーの蓄積を 消散させ且つ容器内の液体の揺動を実質的に遅延させる請求の範囲第１項〜第１ ５項のいづれか１項に記載の構造物。 １７．可燃性の液体および／またはガスを保有するための容器であつて、容器の 内側が炭素質繊維構造物を静電気の蓄積を消散させ且つ容器からの可燃注液体の 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、容器の外面の少なくとも１部が可燃性液体および／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火炎防止性炭素質繊維構造 物で覆われており、そして該炭素質繊維構造物が２４〜３２ｋｇ／ｍ３の高密度 をもつウール状綿毛様物質、ウエブ、マツトまたはパ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ブルの炭素質繊維を 含んで成ることを特徴とする容器。 １８．容器内の該炭素質繊維構造物に熟硬化性または熱可塑性のポリマーパイン ダーを付与して構造一体性をもつウエブを作り、液体の存在下に多孔性構造を保 持する請求の範囲第１７項記載の容器。 １９．該炭素質繊維が４０より大きいＬＯＩ値、およびＬ２／１より大きいたわ み比を有するコイル状および／または正弦波の形状をもつ請求の範囲第１７項記 載の容器。 ２０．４０より大きいＬＯＩ値をもつ多数の不燃性の実質的に非可逆的に熱固定 された炭素質繊維を含む繊維質構造物を容器に備えることによつて可燃性燃料を 含む容器中の又は該容器のまわりの火炎を防止する方法。 ２１．容器内に該繊維質構造物を配置し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請求の範囲第２０項記載の方法。 ２２．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構造物で覆う工 程を含む請求の範囲第２０項または第２１項記載の方法。