(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
爆発物を収容するための耐爆風コンテナアセンブリであって、
ａ．空のときには保管用に折り畳み可能である耐爆風材料のコンテナ、及び、ｂ．該コンテナ内に配置された爆風緩和材料を含み、
前記コンテナが少なくとも３つの耐爆風材料のバンドを含み、第１のバンドが第２のバンド内に入れ子式に収められ、第２のバンドが第３のバンド内に入れ子式に収められ、前記第１、第２及び第３のバンドが、容積を取り囲むと共に、該バンドの少なくとも２つの厚さの合計に等しい厚さを有するコンテナ壁を形成し、
前記爆風緩和材料が、ポリマーフォーム、フォームドガラス、ミクロバルーン、バルーン、ゴム製の内袋、中空球、灯心繊維、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されるか、又は、前記爆風緩和材料が水性フォームを含む、コンテナアセンブリ。
【請求項２】
前記バンドの各々が複数の面を含み、複数の面の各々が繊維材料により共通の縁部において他の面に結合されており、該繊維材料は面と面の間でヒンジとして作用する、請求項１に記載のコンテナアセンブリ。
【請求項３】
前記バンドが分解されたときに保管用に折り畳み可能である、請求項１に記載のコンテナアセンブリ。
【請求項４】
少なくとも１つのバンドの面が硬質である、請求項１に記載のコンテナアセンブリ。
【請求項５】
前記バンドの耐爆風材料が少なくとも１つの繊維層を含み、前記繊維層は網状構造の繊維を含む請求項１に記載のコンテナアセンブリ。
【請求項６】
前記網状構造の繊維が樹脂マトリックス内にある、請求項５に記載のコンテナアセンブリ。
【請求項７】
請求項１に記載のコンテナアセンブリであって、前記コンテナが入口開口部を有し、前記コンテナが、更に少なくとも１つの耐爆風材料のバンドを含み、該バンドが、前記入口開口部を少なくとも一部覆うために前記コンテナ上を第１の方向にスライドし、前記入口開口部を少なくとも部分的に露出するために前記コンテナ上を第２の方向にスライドするコンテナアセンブリ。
【請求項８】
前記入口開口部の表面積の全部が覆われる、請求項７に記載のコンテナアセンブリ。
【請求項９】
前記バンドの耐爆風材料が少なくとも１つの繊維層を含み、前記繊維層は網状構造の繊維を含む請求項７に記載のコンテナアセンブリ。
【請求項１０】
前記網状構造の繊維が樹脂マトリックス内にある、請求項９に記載のコンテナアセンブリ。
【請求項１１】
前記バンドは、空の時には保管するために折り畳み可能である、請求項１０に記載のコンテナアセンブリ。
【請求項１２】
前記耐爆風材料がポリオレフィン又はアラミドの繊維から成る請求項１のコンテナアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
関連出願
本出願は、1995年9月25日出願の係属中の出願第08/533,589号の一部継続出願である。
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、コンテナアセンブリに関する。特に、本発明は、爆発物を収容し、且つ爆発時に被害を防いだり最小化させるための種々の耐爆風(blast resistant)及び爆風方向制御(blast directing)コンテナアセンブリに関する。これらのコンテナアセンブリは、特に、重量を考慮することが重要な航空機内、及びより特に航空機の貨物室及び乗客キャビン内で、火薬及び爆発物、例えば、爆弾及び手榴弾などの危険物の収納及び輸送装置として有用である。これらは、テロリスト及び他の強敵と戦う際に分隊隊員に輸送するのにも特に有用である。
２．従来の技術
1988年のスコットランド・ロッカビーにおけるパンナム航空機のテロリストによる爆発により、爆発物及び航空機-生き残り方法における専門家らは、テロリストの爆弾に対し民間航空機をより耐え得るようにする方法を学んだ。これらの研究の一つの結果が、新世代の爆発物検出装置の開発及び配備であった。しかしながら、実際には、それ以上では検出が比較的容易ではあるが、それ以下では爆弾の多くの部品を検出することができない爆発物サイズの閾値がある。検出されない爆弾は、乗客によって搭乗時に(キャビン内に)持ち込まれるか、航空機貨物コンテナ内に保管されて、手荷物のなかに入り込んでしまうだろう。切形端を有する正方形の箱の形をした貨物コンテナは、典型的に軽量ではあるが、耐爆発性ではないアルミニウムから製造されている。結果として、近年、閾値未満の爆弾に対して耐性で且つ軽量のコンテナを再設計することが注目されてきた。
再設計された航空機貨物コンテナにおける優れた全体像は、本明細書中、参照として含まれる、Ashley,SのSAFETY IN THE SKY:Designing Bomb-Resistant Baggage Containers,Mechanical Engineering,第114巻、6、1992年6月、81〜86頁に知見される。この文献により開示されたコンテナのタイプの一つは、安全に高圧ガスを抜き出したり排出しながら、衝撃波を抑制し、且つ爆発する破片を含有するように設計されており、もう一つのタイプは、爆風力を航空機艇体外へ誘導することにより、機外に爆発性物質を誘導するように設計されている。新しい設計の幾つかは、強固且つ軽量である複合材料を使用する。そのような設計の一つにおいては、硬化手荷物コンテナは、Allied Signal Inc.,により市販のSPECTRA(登録商標)繊維などの低密度材料から編まれたブランケットで覆われ、硬質ポリウレタンフォーム及び穿孔アルミニウム合金シートでライニングされている。この材料のサンドイッチで、シームレスシェル内でコンテナの４つの側部を覆う。この点に関しては、本明細書中、参照として含まれる米国特許第5,267,665号も参照されたい。
積載及び積み下ろしに関してはコンテナの内部への入口も必要であり、典型的に扉が備えられている。コンテナ内からの爆風は典型的に扉から外部へ押しやるため、扉は爆発時にコンテナにとって重大な弱点となる。扉がヒンジ及び金属ピン配置を介して接続されていると、ピンは危険な投射物となってしまう。扉が溝やチャネル内でスライドする場合には、溝又はチャネルは湾曲または歪曲してコンテナを破壊してしまうだろう。かくして、コンテナ内部に出入りさせるための扉に関し上記問題点を排除するコンテナ設計が望ましい。
米国特許第5,312,182号は、装置の破壊に耐えるためにしっかり掴むことにより爆発物の爆風などに直示的に応答するインターロックを備えた、溝及び／またはトラック内にスライドさせることにより扉が嵌合する、硬化貨物コンテナを開示する。他の耐爆風及び／または爆風方向制御コンテナは、欧州特許第0 572 965号A1及び米国特許第5,376,426号；同第5,249,534号；及び同第5,170,690号に記載されている。これらの刊行物は、本明細書中、全て参照として含まれる。
爆弾などの爆発物、又は疑似爆発物を保管及び／または輸送するためのコンテナも公知である。例えば、本明細書中、参照として含まれる、米国特許第5,225,622号；同第4,889,258号；同第4,432,285号；同第4,055,247号；同第4,027,601号；及び同第3,786,956号を参照されたい。これらのコンテナは、典型的に、固定した形を有し、該ハウジングと接触しないで爆発物を支えるための構造を含有する、高強度外部ハウジングから製造されている。外部ハウジングを形成するために教示された高強度材料としては、金属、例えば、ステンレススチール又はスチール板及び衝撃ガラス繊維(ballistic fiberglass)が挙げられる。教示された支持構造体としては、バインダー内のバーミキュライト、発泡プラスチック(例えば、スチロフォーム)、フォームラバー、及びボール紙が挙げられる。コンテナは通常、重く、嵩高く、固定形又は構造をしている。
コンテナを使用すべき環境、例えば、航空機の乗客キャビン又は貨物室などでは、重量及び空間に制約があるだろう。かかる制約により、使用しない場合には、保管用にコンパクトな形に畳む、折り畳み可能なコンテナが望ましい。
従来技術の欠点を克服するために開発された本発明は、その幾つかが折り畳み可能な、耐爆風及び爆風方向制御コンテナアセンブリを提供する。
発明の詳細な説明
本発明は、爆発物を収容するための耐爆風コンテナアセンブリである。該コンテナアセンブリは、空のときには折り畳める、耐爆風材料のコンテナを含む。爆風緩和材料は、該コンテナ内に配置する。
別の態様において、耐爆風コンテナアセンブリは、その一つが好ましくは耐爆風材料を含む少なくとも３つのバンドと、爆風緩和材料とを含む。第１の内部バンドは、第３のバンド内に入れ子状に収められている第２のバンド内に入れ子状に収まっており、全てのバンドは、実質的に容積を囲い込むため及びバンドの少なくとも２つの厚さの合計に実質的に等しい厚さを有するコンテナ壁を形成するために、互いに関連して位置付けされている。爆風緩和材料は、内部バンド内に配置される。
特に好ましい態様において、耐爆風コンテナアセンブリは、耐爆風材料の、少なくとも３つの折り畳めるシームレスバンドと水性フォーム(aqueous foam)とを含む。耐爆風材料は、少なくとも約10g/dの靱性及び少なくとも約200g/dの引張弾性率を有する高強度繊維を含む。その長さ方向の軸を直角に互いに組み立てたときに、実質的に容積を囲い込むため及びバンドの少なくとも２つの厚さの合計に実質的に等しい厚さを有するコンテナ壁を形成するために、バンドは、他方の中に一方が入れ子状に収まっている。バンドは分解時には保管用に折り畳み可能である。内部バンドは、好ましくは、その各側部上にリップを形成する折り畳めるフラップを包含し、ねじらないように固定しておく。内部バンドは、複合材料を含む場合には強化により、または強化の影響を受けない場合には、それに硬質板又は他の支持構造物を固定することによって安定化させることができる。内部バンド内に配置された水性フォームは、好ましくは約0.01〜約0.10g/cm3、より好ましくは約0.03〜約0.08g/cm3の範囲内の密度を有する。この態様は、航空機キャビン内緊急格納システムとして特に有用である。
別の態様において、本発明は、爆発物を収容するための耐爆風コンテナアセンブリであって、入口開口部；該コンテナ内部に配置された爆風緩和材料；及び耐爆風材料の少なくとも１つのバンドを含む、該アセンブリに関する。バンドはコンテナ上を第１の方向にスライドしてコンテナを取り囲み、入口開口部を少なくとも部分的に覆い、第２の方向にスライドして入口開口部を少なくとも部分的に暴露する。単数又は複数のバンドは、入口開口部用に扉がない場合には、入口開口部の表面積の好ましくは少なくとも約50パーセント、より好ましくは少なくとも約80パーセント、及び最も好ましくは全てを一緒に覆う。入口開口部用に扉が包含される場合には、扉が入口開口部を覆って閉じているとき、バンドは、扉の表面積を少なくとも一部を覆う。扉の表面積の少なくとも約20パーセント、より好ましくは少なくとも約40パーセント、及び最も好ましくは約60パーセントが、単数又は複数のバンドで一緒に覆われているのが好ましい。この態様は、例えば、空港で検出器又はスクリーニング装置により発見された爆発物の格納及び除去に特に有用である。
また別の態様においては、本発明は、爆発物を収容するための爆風方向制御コンテナアセンブリであって、耐爆風材料の少なくとも１つの閉鎖バンドと、該バンド内に配置された爆風緩和材料とを含む該容器に関する。該バンドは、２つの開口側部を有し、該耐爆風材料は、繊維の少なくとも約50、より好ましくは約75重量%がバンドの方向に連続長を構成する、高強度繊維の網状構造を含む。
本発明の好ましいコンテナアセンブリの３つのバンドボックス設計は、従来法のコンテナより幾つかの点で都合が良い。最も内側のバンドの単数又は複数の開口側部を通って出入りできるため、本発明のデザインは、入口扉を取り付ける必要性を省略できる。このデザインは、従来のコンテナの弱点の一つを除去する；扉及びスチール棒のついたパネルヒンジは、もはや必要ではなく、扉-チャネルインターロックシステムももはや必要ではない。他の変形により、制限された外部スペースの制約にもかかわらず、積載及び荷下ろしのためにコンテナ内部に容易に出し入れすることができる。このボックスは爆発性ガスに対して不浸透性であり、設計機能に寄与する角部を介してガスを制御放出させる。このボックスの製造は、工業的に安価且つ簡便である。ボックスのバンドは、所望通り硬質にも軟質にも製造し得る。ボックスのバンドが軟質縁部及び硬質面から製造されている場合、これらは、より効率的に保管するために分解し、続いて組み立てて爆風緩和材料と一緒に使用するために３つ以上の本質的に平坦な部分(バンド)のセットとして輸送することができる。
爆風緩和材料は、温度、相転移(例えば、水の蒸発)時の増加によって爆風由来のエネルギーを吸収し得る。これらは分解し、粉砕化及び／または粘弾性効果によりエネルギーを吸収し得る。凝縮可能なガス(泡状)は、高圧下で凝縮し、これにより、水相中に凝縮した熱を解放させることができる。凝縮可能なガスは、凝縮伝播熱エネルギーを介して衝撃波速度を減少させる。運動エネルギーは、これらの材料の全てに付与することができる。
発泡剤として凝縮可能なガスと共に水性フォームを使用すると、ガス抜き時間を顕著に延長し、且つ危険性を減少させる。かくして、これは、好ましい爆風緩和材料である。
【図面の簡単な説明】
付記図面及び好ましい態様の記載を参照すれば、本発明をより十分に理解し、さらに好都合な点が明らかになるだろう。
図1Aは、図1Fのコンテナアセンブリ10の一部を形成するバンド11の三次元図である。
図1Bは、図1Fのコンテナアセンブリ10の一部を形成するバンド12の三次元図である。
図1Cは、爆風緩和材料14を充填し、バンド11及び12と共に組み立てると、図1Fのコンテナアセンブリ10を構築する、バンド13の三次元図である。
図1Dは、図1Eと共にコンテナアセンブリ10の組立順を示す、三次元の部分組立図である。
図1Eは、図1Dと共にコンテナアセンブリ10の組立順を示す、三次元の部分組立図である。
図1Fは、コンテナアセンブリ10の三次元組立図である。
図1Gは、コンテナアセンブリ10の組立時の包含物に関する任意の支持構造体17の三次元図である。
図2Aは、フラップX及びYを備えた代替のバンド12’の三次元図である。
図2Bは、コンテナアセンブリ10’の組立順を示す、三次元の部分組立図である。
図2Cは、コンテナアセンブリ10’の三次元組立図である。
図3Aは、折り畳み時にリップ18を作る部分を作るために、角部16で切断した代替バンド11”の三次元図である。
図3Bは、リップ18を有する代替バンド11”の三次元図である。
図3Cは、コンテナアセンブリ10”の組立順を示す、三次元部分組立図である。
図4は、コンテナアセンブリ10”’の三次元組立図である。
図5Aは、断面が六角形である代替バンド11””の三次元図である。
図5Bは、代替バンド11””及び12””の三次元の部分組立図である。
図5Cは、コンテナアセンブリ10””の三次元組立図である。
図6Aは、本発明のコンテナアセンブリ10””’と使用するためのバンド12に対する２つの部分等価物(M及びN)を示す三次元部分組立図である。
図6Bは、図6Aと似ているが第３のバンド””’を加える三次元部分組立図である。
図6Cは、コンテナアセンブリ10””’の三次元組立図である。
図7Aは、閉鎖/積載位置における耐爆風コンテナアセンブリ20の三次元組立図である。
図7Bは、開口/積載位置におけるコンテナアセンブリ20の三次元組立図である。
図8Aは、制限空間にある場合でも積載/荷下ろし能力を有する、耐爆風コンテナ用の内部シェル31の三次元図である。
図8Bは、コンテナアセンブリ30の三次元部分組立図である。
図8Cは、コンテナアセンブリ30の三次元部分組立図である。
図8Dは、アセンブリ30で使用するためのバンド40及び41の三次元図である
図8Eは、閉鎖(積載)位置にあるコンテナアセンブリ30を示す。
図8Fは、開口(積載/荷下ろし)位置にあるコンテナアセンブリ30を示す。
図9Aは、リップ18’を作り出すために折り畳む前に、硬質インサートを有するバンド50の三次元図である。
図9Bは、リップ18’を作り出すために折り畳む前に、硬質インサートを有するバンド50の三次元部分図である。
図9Cは、折り畳んでいる時のバンド50の三次元部分図である。
図9Dは、畳んだバンド50の三次元部分図である。
図9Eは、畳んだバンド50の三次元図である。
図10Aは、キャビン内で分解したコンテナアセンブリキット60の三次元図である。
図10Bは、部分的に開いたバンド63の三次元図である。
図10Cは、完全に開けたバンド63の三次元図である。
図10Dは、その中に配置した手荷物61を含む開口内部バンド62の三次元図である。
図10Eは、積載した内部バンド62上に配置したバンド63の三次元図である。
図10Fは、入れ子状に重なったバンド62及び63上に設置されたバンド64の三次元図である。
図10Gは、キャビン内で組み立てられたコンテナアセンブリ70の三次元図である。
図10Hは、バンドに取り付けたネット69を有する該バンド62の三次元図である。
図10Iは、場合により運搬装置の付いたコンテナアセンブリ70の三次元図である。
図11Aは、その中に爆風緩和材料14を備えた、本発明の爆風方向制御チューブ90の三次元図である。
図11Bは、その中に爆風緩和材料14を備えた、本発明の別の爆風方向制御チューブの三次元図である。
発明の詳細な記載
好ましい本発明は、上記図面を参照することにより当業者には容易に理解されるだろう。図面中に説明された本発明の好ましい態様は、開示された詳細な形態に本発明を限定するものでも網羅するものでもない。この態様は、本発明の趣旨並びにその用途及び実際の使用を最適に説明又は記載するために選択されたものであり、これにより当業者は本発明を最も有効に使用することができる。特に、耐爆風材料のバンドは、バンドのフープ方向の実質的に連続繊維/フィラメント、即ち、一方向性繊維バンドを表す平行線で表した付記図面に示されている。このように表すと本発明を理解し易い−この表示は、本発明で使用するために企画した１枚の布(fabric)を構成するものであるが、専用布ではない。
図面の当初の議論においては、図形は、設計の考察、続いて好適な材料の議論及び、如何に該材料が構造体の耐爆発及び／または爆風方向制御能力に影響し得るかについて指示している。
図1Fを参照して、数字10は、耐爆風コンテナアセンブリを示す。コンテナアセンブリ10の構造は、本発明の好都合な点に重要である。コンテナは、少なくとも３つの入れ子状の一セットを含み、立方体に組み立てられた材料11、12及び13の相互に補強する４つの側面を有する連続性のバンドを含む。図1A、1B及び1Cを参照されたい。「バンド」なる用語は、薄く、平坦で、容積を一周するストリップである。取り囲まれた容積の断面は変動し得、多角形から円形が好ましいが、方形がより好ましく、図示の如く、正方形が最も好ましい。図1D及び1Eを参照して、第１の内部バンド11は、(水性フォームとして描写される)爆風緩和材料14で充填され、次いでやや大きい第３のバンド13内に入れ子状に収められたやや大きい第２のバンド12内に入れ子状に収められており、全てのバンドは、その個々の縦軸が互いに垂直をなしている。この態様において、立方体コンテナの面を形成する６つの各パネルは、バンド11、12及び13の少なくとも２つの厚さの合計と実質的に等しい厚さを有し、これらを重ねると、コンテナの各縁部15が材料11、12、又は13の少なくとも１つのバンドで覆われる。言い換えれば、荷物(爆発物又は手荷物)を第１のバンド11内に設置し、爆風緩和材料14を第１のバンド11内の荷物の周りに配置又はまき散らす。やや大きい寸法の第２の構造的に同様のバンド12を、その縦軸が第１のバンド11に対して垂直をなすように第１のバンド上に設置する(図1D参照)。同様ではあるがもっと大きい第３のバンド13を、その縦軸がバンド11と12のいずれの軸とも垂直をなすように第２のバンド12の上にスライドさせる(図1E参照)。第３のバンド13は、好ましい耐爆風コンテナアセンブリ10を完成させる。バンド11、12及び13の間の嵌合は、気密シールを意図するものではないが、爆発時には、正方形コンテナの角部16から徐々にガスを排気させるようにぴったりと嵌合する。バンドが互いの上をスライドするのが好ましく、従って、詳細については後述するように、それらの表面の摩擦特性を変化させなければならないだろう。コンテナアセンブリ10は独立した入口扉を有していないので、従来法と同一のアセンブリにより示されたような全ての制限の発生を防止する。図1Gは、コンテナアセンブリ10がその中に積載すべきアイテムを支持するのには不十分に硬質である場合に、コンテナアセンブリ10内に場合により入れ子状に収めることができる重量/積載支持フレーム17を示す。内部バンド11を最初にフレームの上をスライドさせ、次いで前述の如く組み立てる。フレーム17は、コンテナ重量を最小とし、構造物の荷物支持収容力を最適とするような方法で設計された金属製又は構造の複合ロッドから製造され得る。
基本設計の一変形では、第２のバンド12を５つの面を有する、不連続性ストリップであるバンド12’と置き換える(図2A参照)、即ち、バンド12’は、その方形の断面を形成する４つの側部より１つ多い、実質的に方形の、好ましくは図示の如く、順に正方形が繋がった表面を含む。バンド11及び13並びに爆風緩和材料14は、基本設計と同一である。図2Bを参照して、バンド12’を、充填した内部バンド11の周りに巻き付け、フラップX及びYを作り出す第１のバンド11の開口側部の一つの上でその第１の側部と第５の側部とを重ねる。第３のバンド13は、耐爆風コンテナアセンブリ10’を完成させる。立方体コンテナアセンブリ10’の一側部への出入りは、バンド13と、重なっているフラップX及びYとを外すことによって達成させる。この態様において、バンド12’は、好ましくは爆発時にフラップX及びYが吹き飛ばされて開かないように入れ子状のバンドであるのが好ましい。コンテナアセンブリ10’は、独立した入口扉の必要がないので、従来法における同一アセンブリにより示されるような全ての制限の発生を避けることができる。
基本設計の別の変形を示す図3A、3B及び3Cを参照して、内部バンド11を、爆風緩和材料14を充填する前にその両方の側部上に形成したリップ18を有する内部バンド11”で置き換え、続いて他のバンド12及び13と組み立てる。バンド11”は必要以上に広く作ることができ、各角部16で切断し、各側部上にリップ18を作るように折り曲げる(図3A及び3B参照)。リップ18は、使用中のバンド11”の平面に対して実質的に垂直である突出縁部又は小さなフラップであり、次の最外部バンド(この場合はバンド12)がバンド11”との関係においてフラップ18を抑える。コンテナ爆発時にリップ18があると、爆発後にコンテナから熱ガスが出る速度を制限するのに役立ち；これにより、近くの人や動産に損害を与えないように、並びにコンテナに火がつく危険性を減少させるのに役立つ。任意の内部バンドをリップと共に形成できるが、最内部バンド11”上にリップ18がある時に最良の結果が得られる。
本発明により多くの異なるコンテナ形が企画される。例えば、図4のコンテナアセンブリ10”’は、その３つのバンドの異なる方形断面により、非-立方体の方形プリズムを包含する。図5Cには、断面が実質的に六角形で、爆風緩和材料14が充填され、四面バンド12””内に入れ子状に収められ、さらに四面バンド13””に収められ、そして四面バンド14””内に入れ子状に収められている(図5B)、第１のバンド11””により形成されたコンテナアセンブリ10””が示されている(図5A参照)。爆発時に内部容積を増加させるためにコンテナを変形させる傾向があるので、バンドが多角形断面を有するのが好ましい。
今までは、コンテナが基本の立方体(又は方形プリズム)の設計であっても、実質的に３つ以上のバンドを本発明で容易に使用し得たことは高く評価しなければならない。立方体コンテナアセンブリ10””’を示す図6A、6B及び6Cを参照して、第２のバンド12””’は、内部バンド11””’が入れ子状に収められている(即ち、それが内部バンド11””’の上に配置されている)２つの個々の平行且つ同軸の部分M及びNという設計に、分割されている。バンド11””’のアセンブリは、小さな部分(バンド)M及びNと共に外部バンド13””’内に入れ子状に収められる。かかるコンテナアセンブリ10””’は、標準的な航空機サイズ、即ち、6×6×6フィートの比較コンテナアセンブリ10よりもずっと容易に積載及び積み下ろしができる。例えば、第１のバンド11””’を慣用のフォークリフトによってビーム上に設置する。続いて第１のバンド11””’を、バンドMがその周りに配置するよう前後に動かす。バンド11””’を、第１のバンド11””’上に積載すべきアイテム19のために固定させる。積載後、バンド11””’を爆風緩和材料14で充填し、次いでバンドNをその周りに配置するように一方向に前後移動させる。その後、アセンブリを固定させ、バンド13””’を図6B及び6Cに示すように組み立てたバンドの上に設置する。この方法をコンテナ10””’を積みおろす時には逆に実施する。中間部分(バンド)M及びNは、積み下ろし用に完全に取り外さなくてもよく、どんな方向でも好ましい方に、即ち、図示の如く、互いに反対方向又は同一方向にスライドすることができる。これらは、同一方向に入れ子式にスライドさせるようにも配置することができる。外部バンド13””’も同様に、望ましくは２つ以上の区分から製造することができる。
理論的には、本発明の基本的3-バンドコンテナ概念中、任意の１つのバンドを置換するために、非制限数の同軸バンドを、平行、好ましくは互いに隣接するように使用することができる。内部バンド等価物では、全ての同軸バンドは、リップ(例えば、図3B参照)又は重なりフラップ(例えば、図2B参照)を有することができる。中間バンド等価物では、同軸バンドの全てがフラップを有することができるが、縁部に隣接するもののみが、縁部に隣接する側部上にリップを有することができる。最外部バンドは単一の連続バンドを含むのが好ましい。さらに、本発明の基本的３バンドコンテナ概念における任意の１つのバンドを置換するためには、多くの同軸バンドを、他方の中に一方を同軸的に入れ子状で収めることができ；等価物として使用される多くのバンドは、等価物の所望の剛性に依存し得る。同軸的に入れ子状に収められると剛性となる、幾つかの軟質バンドも可能である。
図7A及び7Bは、効果的なクロージャ問題を扱う耐爆風コンテナアセンブリを示す。コンテナアセンブリ20は、その２つ以上の側部を開口する入口を備えた従来法のコンテナであり得るか、その１つ以上の側部が開口する入口を有する、既に議論した３バンド概念の２つのバンドを有するコンテナであり得る。図7Bは、積載時又は積み下ろし時の開口位置のコンテナアセンブリ20を示す。フラップ扉21は、１つの側部から内部に入口を提供し；他方の１つ以上の側部面上にも同様の入口があり得る。図7Bでは、爆発物(示されていない)及び爆風緩和材料14は既に積載されている。扉及びコンテナのいずれもが、後述する硬質材料で形成されているのが好ましい。断面が正方形のバンド22をコンテナ20上を滑らせてその側面を一周し、これによりコンテナ20を確実に締めるのが好ましい(図7A参照)。バンド22は、閉鎖時にフラップ扉21の小さな画分の全て又は一部のみを覆うことができる。扉21の表面積の少なくとも約20%、好ましくは少なくとも約40%、より好ましくは少なくとも約60%をバンド22により覆わなければならない。図7Bに示すように、バンド22をフラップ扉21の一方の側部へスライドさせるか、または扉21を介して出し入れすることができるようにコンテナから完全に外す。バンド22’の内部断面の形は、それを取り囲むコンテナの部分と一致しなければならない。多角形断面が好ましいが、方形がより好ましく、(図示の如く)正方形が最も好ましい。この設計によるクロージャにより、ヒンジ(及び付随物、潜在的な凶器ピン)又はチャネルなく実施できる。爆発時、バンド22は適所に扉21を保持する。入口開口部を覆う扉21がない場合には、入口開口部の表面積の少なくとも約50%、好ましくは少なくとも約80%、及びより好ましくは実質的に全てをバンド22により覆う。
図8A〜8Fは、制限された空間内にある場合でも積載及び積み下ろし能力を有する、さらにもう一つの耐爆風コンテナアセンブリ30を示す。この設計は、非常に爆風-格納(blast-containment)に効果的である、既に議論された３バンドの概念に非常に酷似している。３バンド概念の変形は、航空機貨物室の空間制約内でコンテナの内部へ簡便な出し入れを提供するのに必要である。図8Aは、完全に組み立てたコンテナアセンブリ30に構造的な剛性を提供するハニカムコアパネル31を示す。パネル31は、面取りした縁部32及び、組立時にコンテナの内部に入口のためのベースを提供する１面の上に開口部33を備えた本質的に立方体である。第１の内部バンド34を、それが開口部33を覆うようにパネル31の周りに配置する。より詳細に後述する、バンド34を形成する材料は軟質であり、開口部33のバンド34内に上部35及び下部36入口フラップを作り出すために切断し得る。中間バンド37は、その下に床パネル39を取り付ける、連続ストリップ/バンドである(図8C参照)。外部バンドは、コンテナを開けるために他方の41の中に一方の40をスライド且つ入れ子式にはめ込むことができる、区分40及び41からなる２片の直角にスライドするバンドである。コンテナを閉じる際には、区分40及び41が一緒にフラップ35及び36を完全に覆うのが好ましいが、この全領域よりも少ない部分を覆うことも可能であり、それでも有効である。図8Fに示されているように、完全に入口33を開けるためにそれを上方にスライドできるように、区分41の内部を区分40の外部よりもやや大きい寸法にする(図8D参照)。止め具38がコンテナの側部に取り付けられている。止め具38の底部上のリムにより、床に区分41が落ちないようにしつつ、止め具38の上部は区分40が区分41の内側に落ちないようにする。図8Eは、封鎖した完全に組み立てたコンテナアセンブリを示す。この設計の入れ子式のはめ込みの特徴により、標準的な立方体のボックスコンテナの1/2まで、積載又は積み下ろしのために必要な余分の空間を減らすことができる。３つの入れ子式区分の場合には、必要な余分の空間を1/3まで減らすことができるだろう。３つ以上の区分も理論的には使用可能であろうが、多分、非実用的であろう。この設計の入れ子式のはめ込みの特徴は、従来法のコンテナを使用する図7A及び7Bに示されたクロージャ態様でも使用することができた。
基本設計の別の変形を示す図9Aから9Eを参照して、内部バンド11は、組立前にその両方の側部上に形成されたリップ18’を有する内部バンド50により置換されている。バンド52は、必要以上に広く作ることができ、各側部上にリップ18’を作るようにその縁部15で折り曲げる。リップ18’は、使用時にバンド52の平面に対して実質的に垂直な突出縁部又は小さなフラップであり、次の最外部バンドがバンド52とのこの関係においてリップ/フラップ18’を抑えるだろう。図9Aは、内部バンドの強化インサート、即ち、バンドの４つの面の各々に対して硬化正方形のピクチャーフレームインサート51の使用、及びバンドの各側部上のフラップ用の強化インサート、即ち、２つの硬化方形インサート52及び２つの台形インサート53の使用を示す。これらのインサート51、52及び53は、リップ18’を形成するためにフラップを折り畳めるように互いに離れている。台形インサート53を有するフラップは、互いに向かい合わせになっており、フラップの間の縁部に沿って布を切断する必要なく、立方体の側部を形成するために90°内側に折り畳まれている。互いに向かい合っている、方形インサート52を有するフラップを90°内側に折り畳み、例えば、VELCRO(登録商標)ブランドのフック及びループタイプファスナー54を合わせることにより、他方のフラップに取り付ける。フラップ/リップ18’を切断せずに接続させておく有利な点は、コンテナアセンブリ内で爆発力により外側にはじき飛ばされないように抑制できるということである。
図10A〜10Iは、アセンブリ(図B〜F)〜緊急コンテナアセンブリ70(図10G)まで分解キットフォーム60(図10A)における、航空機のキャビン緊急コンテナアセンブリを示す。図10Aを参照して、キット60は、潰した(折り畳んだ)バンド62、63及び64；好ましくは水性フォームの爆風緩和材料のキャニスター66；任意の入れ子式ポール67；及び保管時に一緒にキット60を保持するためのベルト68を含む。図10Bは、図10Cで完全に直立させるまで、その縁部15で内部バンド63を開くところを示す。図10Dは、閉鎖可能のフラップ65を備えた内部バンド62内の疑わしい手荷物61の配置を示す。図10Eを参照して、水性フォームとして示される、爆風緩和材料14を、キャニスター66を介して疑わしい手荷物61の周りの内部バンド62内にまき散らす。フラップ65を閉じてリップを形成し、内部バンド62を、互いに垂直の縦軸を有するバンド63内に入れ子式に収める。その縦軸がバンド62及び63のいずれの軸とも垂直になるように、同様により大きい、バンド64を第２のバンド63の上にスライドさせる(図10F参照)。キャビン内コンテナアセンブリ70が図10Gに示されている。図10Hは、バンド62及び63の側部と接触させずに疑わしい手荷物61’を保持するための任意の網69の使用を示す。図10Iは、入れ子式ポール67がアセンブリ70を運ぶために配置されている、任意のハンドル71を示す。ハンドル71は、コンテナアセンブリ70の組立後に適所にテープで貼り付ける(72)。
本発明は、爆風方向制御コンテナ及びチューブにも関する。図11Aは、爆風緩和材料14を充填した、耐爆風材料の硬質の、シームレスの筒状バンドであるチューブ90を示す。チューブ90の中心に配置された装入材料の爆発は、矢印の方向にチューブ90の開口端を通って排出される。チューブの好ましい断面は方形であるが、正方形がより好ましい。図11Bのチューブ95及び以下詳細に示す実施例に付随する議論を参照されたい。同様のサイズ及び配置の幾つかのチューブ/バンド96は、爆発物の爆風の方向を制御するために隣接する関係(図11C参照)で同軸上に配置することができる。好ましい構造は、そのいずれかの開口側部上にリップ18を有する図3Bのバンド11”と同様である。場合により単一の、より大きいバンドを全てのチューブ/バンドの周りに配置することができる、例えば、図11Bのような単一のチューブ/バンドを図11Cのものと同様にバンドの周りに配置させることができる。所望により、全体配置の開口末端部及び側部を取り囲むために、より大きなバンドを設計することができる。任意の単一の大きなバンドの代わりとして、１つ以上のロープ(示されていない)を全てのチューブの周りに配置することができる。これらの任意の配置のいずれにおいても、以下詳細に記載するように、耐爆風材料の性質は非常に重要である。
図示した種々の態様において、硬質内部ライナー又はバンドは、以下の方法及び／または材料の１つ以上を使用して構築することができる。内部ライナー/バンドは、ポリエチレン、架橋可能なポリエチレン、ナイロン6、又はナイロン6,6粉末を使用して回転させながら成形することができる。参照として含まれる、Plastics World,60頁、1995年7月に記載されている方法をも使用することができる。チューブ、ロッド及びコネクタを使用し得るが、好ましくは、場合により繊維強化した熱可塑性樹脂若しくは熱硬化性樹脂、またはアルミニウムなどの低密度金属から製造し得る。内部ライナー/バンドは、連続した四面の金属バンドを使用し得る。ハニカム、バルサ材又は硬質外装を有するフォームコアからなるサンドイッチ構造体を使用し得る。ハニカムは、アルミニウム、セルロース製品又はアラミドポリマーから構築することができる。航空宇宙業界で公知の構築方法により重量を最小とすることができる。(炭素繊維強化エポキシ複合材料を使用し得る。)硬質内部シェル/バンドは、大工仕事で公知の方法を使用して木材から構築することができる。(有用には、難燃性塗料を使用し得る。)硬質内部ライナー/バンドは、その上でバンドを曲げ、最終爆風コンテナの一部を形成し得るマンドレルとして役に立つ。あるいは、バンドを構築した後、内部ライナーを内部バンド内に挿入することができる。
バンドについて本明細書中で使用しているように「硬質：剛性(rigid)」とは、バンドがその単数又は複数の面の全域にわたって曲がらないことを意味する。バンドが複数の面及び縁部を含む場合、面の全域にわたって実質的に曲がらないが、その縁部では柔軟性を維持していても「硬質」であると見なされる。その柔軟な縁部が実質的に曲がらない面を接続するピン-レスヒンジ(ピン無しヒンジ)として作用するため、及びバンドがその縁部の少なくとも２つを折り曲げることにより本質的に平坦とすることができるので、かかるバンドは、「折り畳める」とも見なされる。面に関しては、柔軟性は以下のように判断される。ある長さの材料を、長さ「L」の支持されていない突出部のついた平坦な支持表面上の一側部に沿って水平に締め付ける。突出部分の締め付けていない側部が平坦な支持表面より下に下がる垂直距離「D」を測定する。割合D/Lがドレープ性の尺度を与える。割合が1に近づくと、構造/面は非常に柔軟性であり、割合が0に近づくと、非常に剛性で且つ曲がらない。D/Lが約0.2未満、より好ましくは約0.1未満であるとき、構造体は剛性であると見なされる。
本発明の構造設計、特に３バンド立方体デザインにより、コンテナの爆風格納能力が増強される。爆風格納能力(blast containment capability)は、コンテナの高い面密度(areal density)によっても増加する。「面密度」とは、以下、実施例と共により詳細に議論するように、構造体の単位面積当たりの構造体の重量kg/m2である。本発明のコンテナ及びバンドを製造する際に使用する好ましい耐爆風材料は、延伸フィルム、繊維層、及び／またはこれらの組み合わせである。場合により、樹脂マトリックスを繊維層と共に使用し得、フィルム(配向又は未配向)は樹脂マトリックスを構成し得る。
耐爆風材料として使用するのに許容可能な一軸又は二軸延伸フィルムは、熱可塑性ポリオレフィン類、熱可塑性エラストマー類、架橋熱可塑性樹脂、架橋エラストマー類、ポリエステル類、ポリアミド類、フルオロカーボン類、ウレタン類、エポキシ類、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニルのホモポリマー及びコポリマー、並びにこれらのブレンドからなる群から選択される単層、二層、又は多層であり得る。フィルムは、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、及びポリエチレン/エラストマーブレンドから選択される。フィルム厚は、好ましくは約0.2〜40ミル、より好ましくは約0.5〜20ミル、最も好ましくは約1〜15ミルの範囲である。
本発明の目的に関しては、繊維層は、単独又はマトリックスと一緒のいずれかで、少なくとも１つの繊維の網状構造を含む。繊維とは、その長さ寸法が、幅及び厚さの横方向の寸法よりもずっと大きい、伸長体(elongated body)を示す。従って、「繊維」なる用語は、モノフィラメント、マルチフィラメント、リボン、ストリップ、ステープル及び、規則的又は不規則断面を有する細断、切断又は不連続繊維などの他の形態をも包含する。「繊維」なる用語は、多くの上記の任意の一つ又は組み合わせを包含する。
本発明で使用するフィラメントの断面は、広範囲を変動し得る。これらの断面は、円形、平坦又は楕円であり得る。これらは、繊維の線状又は縦軸から突出する１つ以上の規則的又は不規則の丸い突出部を有する、不規則又は規則的な複数の小片(multi-lobal)の断面でもあり得る。実質的に円形、平坦又は楕円の断面のフィラメントが特に好ましく、円形が最も好ましい。
「網状構造：network」とは、予定された配置に配列された複数の繊維又は、ヤーンが予定された配置に配列される、撚りをかけたヤーン若しくは撚りをかけていないヤーンを形成するために一緒にまとめた複数の繊維を意味する。例えば、繊維又はヤーンは、フェルト若しくは他の不織、編んだ又は織った(平織り、バスケット、サテン及びウロウフィート織り：crow feet weavesなど)として網状構造に形成することができるか、または任意の慣用法により網状構造に形成することができる。特に好ましい網状構造配置では、繊維は、通常の繊維方向に沿って互いに実質的に平行になるように、一方向に整列している。連続長の繊維が最も好ましいが、配向し、約3〜12インチ(約7.6〜約30.4センチメートル)の長さを有する繊維も許容可能であり、従って本発明の目的に関しては「実質的に連続」であると考えられる。
繊維層中、繊維の少なくとも約10重量%、より好ましくは少なくとも約50重量%、及び最も好ましくは少なくとも約75重量%が、コンテナにより閉じこめられた容積を取り囲む繊維の実質的な連続長であるのが好ましい。「容積を取り囲む」とは、バンド又はフープ(hoop)方向にあることを意味する、即ち、バンドが予め画定され、示されているように、バンドに実質的に平行であるか、又はその方向であることを意味する。「バンドの方向に実質的に平行又はその方向」とは、±10°内であることを示す。本発明のバンドは、実質的にシームレスであるのも好ましい。「実質的にシームレス」とは、バンドが繊維層の少なくとも完全な一巻き以上にわたり隣接表面を結合する各縁部を横切る継ぎ目がなく、且つ少なくとも一巻き/層があるバンド上の任意の所与の点でも継ぎ目がないということを意味する。この定義により、そのフラップX及びYが互いに結合していなくても、図2Aのバンドは、実質的にシームレスであると見なされる。かくして、バンドの各面は、それらの間でヒンジとして機能する繊維状材料で少なくとも１つの共通の縁部で別の表面に結合しているのが好ましく；好ましい繊維材料は、縁部に垂直な繊維の実質的に連続の平行長を構成する。
連続バンドは、種々の方法を使用して製造し得る。好ましい一態様においては、バンド、特に樹脂マトリックスを使用しないバンドは、織物(編物：fabric)をマンドレルに巻き付け、好適な固定手段、例えば、熱及び／または圧力接着、熱収縮、接着剤、ステープル、縫い付け(sewing)及び当業者に公知の他の固定手段により、形を固定することにより形成する。縫い付けは、点縫い(スポットソーイング)、直線縫い(ラインソーイング)または平行線のセットを交差する縫い付けのいずれかであり得る。針目(stitch)は、通常、縫い付けに使用するが、特別な針目形又は方法は、本発明で使用するための好ましい固定手段を構成しない。針目を形成するのに使用する繊維も広範囲を変動し得る。有用な繊維は比較的低弾性率又は比較的高弾性率を有し得、比較的低い靱性又は比較的高い靱性を有し得る。針目に使用する繊維は、好ましくは、約2g/d以上の靱性及び20g/d以上の弾性率を有する。全ての引張特性は、Instron Tensile Tester上、バレルクランプの間で、クランプした10インチ(25.4cm)の長さの繊維を10インチ/分(25.4cm/分)で引っ張ることによって測定する。バンドを幾らか硬質にするのが望ましい場合には、硬質板を挿入し得るポケットを織物に縫い付けることができ、板そのものを材料の巻の間でバンドに縫い付けることができる。これは、別の硬質バンドの「折り畳める」態様であり、即ち、面は硬質板の存在により硬質であるが、バンドを形成する軟質織物により縁部が軟質であるか、又は硬質面部分の重量などにより曲げることができる。本発明の折り畳める態様の都合のよい点は、装置を平坦なままで輸送でき、使用前に迅速にセットアップできることにある。バンド内で選択的に硬質である織物の巻を製造する別の方法は、針目パターンによるものであり、例えば、針目の平行列を使用してバンドの面部分にわたってこれらを剛性としつつ、繋ぎ目/縁部を縫い付けないままにして別の「折り畳める」硬質バンドを作ることが挙げられる。
耐爆風材料で使用する繊維の種類は広範囲を変動し得、無機又は有機繊維であり得る。本発明の実施で使用するための、特に実質的に連続長の好ましい繊維は、(Instron Tensile Testing機械により測定して)約10グラム/デニール(g/d)以上の靱性及び約200g/d以上の引張弾性率を有するものである。特に好ましい繊維は、約20g/d以上の靱性及び約500g/d以上の引張弾性率を有するものである。最も好ましいものは、繊維の靱性が約25g/d以上であり、引張弾性率が約1000g/d以上の態様である。本発明の実施において、繊維は、約30g/d以上の靱性及び約1200g/d以上の引張弾性率を有するものを選択する。
高性能繊維は、無機、有機若しくは金属製であり得る他の繊維と一緒に及び／またはこれらと共にバンドに組み込むことができる。好ましくは、高性能繊維は、連続(縦糸)繊維であり、他の繊維は横糸繊維(fill fiber)である。場合により、他の繊維は、縦糸及び横糸の両方に取り込むことができる。かかる織物は、ハイブリッド織物と称される。ハイブリッド織物を使用して、コンテナの１つ以上のバンドを構築することができる。好ましくは、ハイブリッド織物を使用して、外部バンドの一部又は全てを構築することができる。バンドは、慣用の繊維で製造した１つ以上の織物を、高性能繊維から製造した１つ以上の織物で同時にまたは巻き取ることによっても製造し得る。
繊維のデニールは、広範囲を変動し得る。通常、繊維デニールは、約8,000以下である。本発明の好ましい態様において、繊維デニールは約10〜約4000であり、本発明のより好ましい態様において、繊維デニールは約10〜約2000である。本発明の最も好ましい態様において、繊維デニールは約10〜約1500である。粗い(高い)デニール繊維で製造した織物は、ガスをより多く排気できるので、時には望ましい。
有用な無機繊維としては、S-ガラス繊維、E-ガラス繊維、炭素繊維、硼素繊維、アルミナ繊維、ジルコニア-シリカ繊維、アルミナ-シリカ繊維などが挙げられる。
本発明で使用するための有用な無機フィラメントの例としては、ガラス繊維(例えば、水晶から製造した繊維)、アルミノ珪酸マグネシア、非-アルカリ性アルミノホウ珪酸塩、ホウ珪酸石灰、珪酸石灰、ソーダ石灰-アルミノ珪酸塩、珪酸鉛、非-アルカリ性ホウアルミナ、非-アルカリ性バリウムホウアルミナ、非-アルカリ性亜鉛ホウアルミナ、非-アルカリ性アルミノ珪酸鉄、硼酸カドミウム、イータ、デルタ、及びシータ相形の“サフィル：saffil”繊維を包含するアルミナ繊維、アスベスト、硼素、炭化珪素、サラン、ポリアラミド(Nomex)、ナイロン、ポリベンズイミダゾール、ポリオキサジアゾール、ポリフェニレン、PPR、石油及び石炭ピッチ(等方性)、メソフェーズピッチ、セルロース及びポリアクリロニトリルの炭化から誘導したようなグラファイト及びカーボン、セラミック繊維、例えば、スチール、アルミニウム金属合金などの金属繊維が挙げられる。
有用な有機フィラメントの例としては、ポリエステル類、ポリオレフィン類、ポリエーテルアミド類、フルオロポリマー類、ポリエーテル類、セルロース類、フェノール樹脂類、ポリエステルアミド類、ポリウレタン類、エポキシ類、アミノプラスチック類、シリコーン類、ポリスルホン類、ポリエーテルケトン類、ポリエーテルエーテルケトン類、ポリエステルイミド類、ポリフェニレンスルフィド類、ポリエーテルアクリルケトン類、ポリ(アミドイミド)類、及びポリイミド類から構成されるものが挙げられる。他の有用な有機フィラメントの例としては、アラミド類(芳香族ポリアミド類)、例えば、ポリ(m-キシリレンアジポアミド)、ポリ(p-フェニレンセバクアミド)、ポリ(2,2,2-トリメチル-ヘキサメチレンテレフタルアミド)、ポリ(ピペラジンセバカミド)、ポリ(メタフェニレンイソフタルアミド)及びポリ(p-フェニレンテレフタルアミド)；脂肪族及び脂環式ポリアミド類、例えば、30%ヘキサメチレンジアンモニウムイソフタレートと70%ヘキサメチレンジアンモニウムアジペートとのコポリアミド、30%以下のビス-(アミドシクロヘキシル)メチレン、テレフタル酸及びカプロラクタムのコポリアミド、ポリヘキサメチレンアジポアミド(ナイロン66)、ポリ(ブチロラクタム)(ナイロン4)、ポリ(9-アミノノナン酸)(ナイロン9)、ポリ(エナントラクタム)(ナイロン7)、ポリ(カプリルラクタム)(ナイロン8)、ポリカプロラクタム(ナイロン6)、ポリ(p-フェニレンテレフタルアミド)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン6,10)、ポリアミノウンデカンアミド(ナイロン11)、ポリドデカノラクタム(ナイロン12)、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド、ポリカプロアミド、ポリ(ノナメチレンアゼルアミド)(ナイロン9,9)、ポリ(デカメチレンアゼルアミド)(ナイロン10,9)、ポリ(デカメチレンセバカミド)(ナイロン10,10)、ポリ[ビス-(4-アミノシクロヘキシル)メタン1,10-デカンジカルボキサミド](Qiana)(トランス)、又はその組み合わせ；及び脂肪族、脂環式及び芳香族ポリエステル類、例えば、ポリ(1,4-シクロヘキシリデンジメチレンテレフタレート)シス及びトランス、ポリ(エチレン-1,5-ナフタレート)、ポリ(エチレン-2,6-ナフタレート)、ポリ(1,4-シクロヘキサンジメチレンテレフタレート)(トランス)、ポリ(デカメチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンイソフタレート)、ポリ(エチレンオキシベンゾエート)、ポリ(パラ-ヒドロキシベンゾエート)、ポリ(ジメチルプロピオラクトン)、ポリ(デカメチレンアジペート)、ポリ(エチレンスクシネート)、ポリ(エチレンアゼラート)、ポリ(デカメチレンセバケート)、ポリ(α,α-ジメチルプロピオラクトン)などから構成されるものが挙げられる。
また、有用な有機フィラメントの例としては、液晶ポリマー類、例えば、ポリ-α-ベンジル L-グルタメートなどのポリペプチド類を包含するリオトロピック液晶ポリマー類；芳香族ポリアミド類、例えば、ポリ(1,4-ベンズアミド)、ポリ(クロロ-1,4-フェニレンテレフタルアミド)、ポリ(1,4-フェニレンフマルアミド)、ポリ(クロロ-1,4-フェニレンフマルアミド)、ポリ(4,4’-ベンズアニリド  トランス、トランス-ムコンアミド)、ポリ(1,4-フェニレンメサコンアミド)、ポリ(1,4-フェニレン)(トランス-1,4-シクロヘキシレンアミド)、ポリ(クロロ-1,4-フェニレン)(トランス-1,4-シクロヘキシレンアミド)、ポリ(1,4-フェニレン  1,4-ジメチル-トランス-1,4-シクロヘキシレンアミド)、ポリ(1,4-フェニレン  2,5-ピリジンアミド)、ポリ(クロロ-1,4-フェニレン  2,5-ピリジンアミド)、ポリ(3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレン  2,5  ピリジンアミド)、ポリ(1,4-フェニレン  4,4’-スチルベンアミド)、ポリ(クロロ-1,4-フェニレン  4,4’-スチルベンアミド)、ポリ(1,4-フェニレン  4,4’-アゾベンゼンアミド)、ポリ(4,4’-アゾベンゼン  4,4’-アゾベンゼンアミド)、ポリ(1,4-フェニレン  4,4’-アゾキシベンゼンアミド)、ポリ(4,4’-アゾベンゼン  4,4’-アゾキシベンゼンアミド)、ポリ(1,4-シクロヘキシレン  4,4’-アゾベンゼンアミド)、ポリ(4,4’-アゾベンゼンテレフタルアミド)、ポリ(3,8-フェナントリジノンテレフタルアミド)、ポリ(4,4’-ビフェニレンテレフタルアミド)、ポリ(4,4’-ビフェニレン  4,4’-ビベンゾアミド)、ポリ(1,4-フェニレン  4,4’-ビベンゾアミド)、ポリ(1,4-フェニレン  4,4’-テレフェニレンアミド)、ポリ(1,4-フェニレン  2,6-ナフタルアミド)、ポリ(1,5-ナフタレンテレフタルアミド)、ポリ(3,3’-ジメチル-4,4-ビフェニレンテレフタルアミド)、ポリ(3,3’-ジメトキシ-4,4’-ビフェニレンテレフタルアミド)、ポリ(3,3’-ジメトキシ-4,4-ビフェニレン  4,4’-ビベンゾアミド)など；ポリオキサミド類、例えば、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニルとクロロ-1,4-フェニレンジアミンとから誘導したもの；ポリヒドラジド類、例えば、ポリクロロテレフタル酸ヒドラジド、2,5-ピリジンジカルボン酸ヒドラジド)ポリ(テレフタル酸ヒドラジド)、ポリ(テレフタル酸-クロロテレフタル酸ヒドラジド)など；ポリ(アミド-ヒドラジド)類、例えば、ポリ(テレフタロイル 1,4-アミノ-ベンズヒドラジド)及び4-アミノ-ベンズヒドラジド、蓚酸ジヒドラジド、テレフタル酸ジヒドラジド及びパラ-芳香族二酸クロリドから製造したもの；ポリエステル類、例えば、塩化メチレン-o-クレゾール中のポリ(オキシ-トランス-1,4-シクロヘキシレンオキシカルボニル-トランス-1,4-シクロヘキシレンカルボニル-β-オキシ-1,4-フェニル-エンオキシテレフタロイル)及びポリ(オキシ-シス-1,4-シクロヘキシレンオキシカルボニル-トランス-1,4-シクロヘキシレンカルボニル-β-オキシ-1,4-フェニレンオキシテレフタロイル)の組成物、1,1,2,2-テトラクロロエタン-o-クロロフェノール-フェノール(60:25:15容積/容積/容積)中のポリ(オキシ-トランス-1,4-シクロヘキシレンオキシカルボニル-トランス-1,4-シクロヘキシレンカルボニル-b-オキシ(2-メチル-1,4-フェニレン)オキシ-テレフタロイル)の組成物、o-クロロフェノール中のポリ[オキシ-トランス-1,4-シクロヘキシレンオキシカルボニル-トランス-1,4-シクロヘキシレンカルボニル-b-オキシ(2-メチル-1,3-フェニレン)オキシ-テレフタロイル]の組成物のもの；ポリアゾメチン類、例えば、4,4’-ジアミノベンズアニリドとテレフタルアルデヒド、及びメチル-1,4-フェニレンジアミンとテレフタルアルデヒドから製造したものなど；ポリイソシアニド類、例えば、ポリ(-フェニルエチルイソシアニド)、ポリ(n-オクチルイソシアニド)など；ポリイソシアネート類、例えば、ポリ(n-アルキルイソシアネート)類、例えば、ポリ(n-ブチルイソシアネート)、ポリ(n-ヘキシルイソシアネート)など；複素環単位を有するリオトロピック液晶ポリマー類、例えば、ポリ(1,4-フェニレン-2,6-ベンゾビスチアゾール)(PBT)、ポリ(1,4-フェニレン-2,6-ベンゾビスオキサゾール)(PEO)、ポリ(1,4-フェニレン-1,3-オキサジアゾール)、ポリ(1,4-フェニレン-2,6-ベンゾビスイミダゾール)、ポリ[2,5(6)-ベンズイミダゾール](AB-PBI)、ポリ[2,6-(1,4-フェニレン-4-フェニルキノリン]、ポリ[1,1’-(4,4’-ビフェニレン)-6,6’-ビス(4-フェニルキノリン)]など；ポリオルガノホスファジン類、例えば、ポリホスファジン、ポリビスフェオキシホスファジン、ポリ[ビス(2,2,2’-トリフルオロエチレン)ホスファジン]など；金属ポリマー類、例えば、ヨウ化銅及びアミドの存在下、トランス-ビス(トリ-n-ブチルホスフィン)プラチナジクロリドとビスアセチレンまたはトランス-ビス(トリ-n-ブチルホスフィン)ビス(1,4-ブタジエニル)プラチナ及び同様の組み合わせの縮合から誘導したもの；セルロース及びセルロース誘導体、例えば、セルロースのエステル類、例えば、三酢酸セルロース、酢酸セルロース、酢酸-酪酸セルロース、硝酸セルロース及び硫酸セルロース、セルロースのエーテル類、例えば、エチルエーテルセルロース、ヒドロキシメチルエーテルセルロース、ヒドロキシプロピルエーテルセルロース、カルボキシメチルエーテルセルロース、エチルヒドロキシエチルエーテルセルロース、シアノエチルエチルエーテルセルロース、セルロースのエーテル-エステル類、例えば、アセトキシエチルエーテルセルロース及びベンゾイルオキシプロピルエーテルセルロース、及びウレタンセルロース、例えば、フェニルウレタンセルロース；サーモトロピック液晶ポリマー類、例えば、セルロース及びその誘導体、例えば、ヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロースプロピオンオキシプロピルセルロース；サーモトロピックコポリエステル類、例えば、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸とp-ヒドロキシ安息香酸とのコポリマー類、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸、テレフタル酸及びp-アミノフェノールのコポリマー類、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸、テレフタル酸及びヒドロキノンのコポリマー類、6-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸、p-ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキノンとテレフタル酸のコポリマー、2,6-ナフタレンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸及びヒドロキノンのコポリマー類、2,6-ナフタレンジカルボン酸とテレフタル酸のコポリマー類、p-ヒドロキシ安息香酸、テレフタル酸及び4,4’-ジヒドロキシジフェニルのコポリマー類、p-ヒドロキシ安息香酸、テレフタル酸、イソフタル酸及び4,4’-ジヒドロキシジフェニルのコポリマー類、p-ヒドロキシ安息香酸、イソフタル酸、ヒドロキノン及び4,4’-ジヒドロキシベンゾフェノンのコポリマー類、フェニルテレフタル酸とヒドロキノンとのコポリマー類、クロロヒドロキノン、テレフタル酸及びp-アセトキシ桂皮酸のコポリマー類、クロロヒドロキノン、テレフタル酸及びエチレンジオキシ-r,r’-二安息香酸のコポリマー類、ヒドロキノン、メチルヒドロキノン、p-ヒドロキシ安息香酸及びイソフタル酸のコポリマー類、(1-フェニルエチル)ヒドロキノン、テレフタル酸及びヒドロキノンのコポリマー類、ポリ(エチレンテレフタレート)とp-ヒドロキシ安息香酸とのコポリマー類；及びサーモトロピックポリアミド類及びサーモトロピックコポリ(アミド-エステル類)が挙げられる。
また、有用な有機フィラメントの例としては、式：
R1R2-C=CH2
(R1及びR2は、同一又は異なり、水素、ヒドロキシ、ハロゲン、アルキルカルボニル、カルボキシ、アルコキシカルボニル、複素環若しくはアルキル若しくはアリールであって、アルコキシ、シアノ、ヒドロキシ、アルキル及びアリールからなる群から選択される１つ以上の置換基により置換されているか、または置換されていない)のα,β-不飽和モノマー類の重合により製造した伸長鎖(伸切り鎖：extended chain)ポリマー類から構成されるものが挙げられる。α,β-不飽和モノマー類のそのようなポリマーの例としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(1-オクタデセン)、ポリイソブチレン、ポリ(1-ペンテン)、ポリ(2-メチルスチレン)、ポリ(4-メチルスチレン)、ポリ(1-ヘキセン)、ポリ(4-メトキシスチレン)、ポリ(5-メチル-1-ヘキセン)、ポリ(4-メチルペンテン)、ポリ(1-ブテン)、ポリ塩化ビニル、ポリブチレン、ポリアクリロニトリル、ポリ(メチルペンテン-1)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(酢酸ビニル)、ポリ(ビニルブチラール)、ポリ(塩化ビニル)、ポリ(塩化ビニリデン)、塩化ビニル-酢酸ビニルコポリマー、ポリ(フッ化ビニリデン)、ポリ(メチルアクリレート)、ポリ(メチルメタクリレート)、ポリ(メタクリロニトリル)、ポリ(アクリルアミド)、ポリ(フッ化ビニル)、ポリ(ビニルホルマール)、ポリ(3-メチル-1-ブテン)、ポリ(4-メチル-1-ブテン)、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)、ポリ(1-ヘキサン)、ポリ(5-メチル-1-ヘキセン)、ポリ(1-オクタデセン)、ポリ(ビニルシクロペンタン)、ポリ(ビニルシクロヘキサン)、ポリ(a-ビニルナフタレン)、ポリ(ビニルメチルエーテル)、ポリ(ビニルエチルエーテル)、ポリ(ビニルプロピルエーテル)、ポリ(ビニルカルバゾール)、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ(2-クロロスチレン)、ポリ(4-クロロスチレン)、ポリ(ビニルホーメート)、ポリ(ビニルブチルエーテル)、ポリ(ビニルオクチルエーテル)、ポリ(ビニルメチルケトン)、ポリ(メチルイソプロペニルケトン)、ポリ(4-フェニルスチレン)などを含むポリマーが挙げられる。
最も有用な高強度繊維としては、伸長鎖ポリオレフィン繊維、特に伸長鎖ポリエチレン(ECPE)繊維、アラミド繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリアクリロニトリル繊維、液晶コポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ガラス繊維、炭素繊維及び／またはこれらの混合物が挙げられる。特に、ポリオレフィン及びポリアラミド繊維が好ましい。繊維混合物を使用する場合には、少なくとも２種類のポリエチレン繊維、アラミド繊維、ポリアミド繊維、炭素繊維及びガラス繊維の混合物である繊維が好ましい。
米国特許第4,457,985号は、一般的に、伸長鎖ポリエチレン及びポリプロピレン繊維について議論しているが、この特許の開示は、本明細書と矛盾しない限りにおいて、参照として本明細書中に含む。ポリエチレンの場合には、好適な繊維は、重量平均分子量が少なくとも150,000、好ましくは少なくとも100万及びより好ましくは200万〜500万の間のものである。かかる伸長鎖ポリエチレン繊維は、本明細書中その全てが参照として含まれる、米国特許第4,137,394号又は同第4,356,138号に記載の如く溶液中で成長させ得るか、またはドイツ特許第3,004,699号及び英国特許第2051667号、特に米国特許第4,413,110号及び同第4,551,296号に記載の如く、溶液から紡糸してゲル構造を形成させ得る。本明細書中、「ポリエチレン」なる用語は、100個の主鎖炭素原子当たり変性単位が5個を超えないコモノマー又は分岐鎖を少量含み得、及び約50重量%以下の１つ以上のポリマー添加剤、例えば、アルケン-1-コポリマー類、特に低密度ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリブチレン、主モノマーとしてモノ-オレフィン類を含有するコポリマー類、酸化ポリオレフィン類、グラフトポリオレフィンコポリマー類及びポリオキシメチレン類、又は低分子量添加剤、例えば、酸化防止剤、潤滑剤、紫外線遮断剤、着色剤など、一般的に参照として含まれるものを含み得る、主に線状ポリエチレン材料を指すものとする。製造方法、延伸比(draw ratio)及び温度並びに他の条件に依存して、種々の特性をこれらのフィラメントに付与することができる。フィラメントの靱性は、少なくとも約15g/d、好ましくは少なくとも20g/d、より好ましくは少なくとも25g/d、及び最も好ましくは少なくとも30g/dである。同様に、Instron引張試験機で測定したフィラメントの引張弾性率は、少なくとも約200g/d、好ましくは少なくとも500g/d、より好ましくは少なくとも1,000g/d、及び最も好ましくは少なくとも1,200g/dである。引張弾性率及び靱性に関するこれらの最も高い値は、一般的に溶液成長又はゲルフィラメント方法を使用して製造した場合にのみ得られる。フィラメントの多くは、フィラメントを製造したポリマーの融点より高い融点を有する。かくして、例えば、150,000、100万及び200万の高い分子量のポリエチレンは、一般的にバルク中、138℃の融点を有する。これらの材料から製造した高配向ポリエチレンフィラメントは、約7℃〜約13℃高い融点を有する。かくして、融点が少し上昇すると、バルクポリマー(bulk polymer)と比較してフィラメントのより結晶性の高い配向及び完璧な結晶に反映する。
同様に、少なくとも200,000、好ましくは少なくとも100万及びより好ましくは少なくとも200万の重量平均分子量の高配向伸長鎖ポリプロピレン繊維を使用することができる。かかる伸長鎖ポリプロピレンは、上記参照の種々の文献、及び、特に、本明細書中、参照として含まれる、米国特許第4,413,110号、同第4,551,296号、同第4,663,101号及び同第4,784,820号の方法に記載の方法により適度に十分に配向したフィラメントに製造することができる。ポリプロピレンはポリエチレンよりももっと低い結晶性物質であり、ペンダントメチル基を含んでいるため、ポリプロピレンで達成し得る靱性の値は、通常、ポリエチレンの対応する値よりも実質的に低い。従って、好適な靱性は、少なくとも約8g/dであり、好ましい靱性値は少なくとも約11g/dである。ポリプロピレンの引張弾性率は少なくとも約160g/dであり、好ましくは少なくとも約200g/dである。ポリプロピレンの融点は一般的に、プロピレンフィラメントが好ましくは少なくとも168℃、より好ましくは少なくとも170℃の主な融点を有するように、配向プロセスによって何℃か上昇する。上記パラメーターに関して特に好ましい範囲は、最終製品で好都合な改良性能を与えるようなものである。上記パラメーター(弾性率及び靱性)に関する好ましい範囲と共に少なくとも約200,000の重量平均分子量を有する繊維を使用すると、最終製品中に都合良く改良性能を提供することができる。
高い引張弾性率を有する高分子量ポリビニルアルコール繊維は、矛盾しない限りは本明細書中、参照として含まれる、米国特許第4,440,711号に記載されている。高分子量PV-OHは、少なくとも約200,000の重量平均分子量を有さなければならない。特に有用なPV-OH繊維は、少なくとも約300g/dの弾性率、少なくとも約7g/dの靱性(好ましくは約10g/d、より好ましくは約14g/d、及び最も好ましくは少なくとも約17g/d)、及び破断エネルギー(energy-to-break)少なくとも約8ジュール/gを有さなければならない。少なくとも約200,000の重量平均分子量、少なくとも約10g/dの靱性、少なくとも約300g/dの弾性率、及び約8ジュール/gの破断エネルギーを有するPV-OH繊維は、本発明の製品を製造するのにより有用であろう。かかる特性を有するPV-OH繊維は、例えば、本明細書中、参照として含まれる米国特許第4,599,267号に開示される方法により製造することができる。
ポリアクリロニトリル(PAN)の場合には、本発明で使用するためのPAN繊維は、少なくとも約400,000の分子量のものである。特に有用なPAN繊維は、少なくとも約10g/dの靱性及び少なくとも約8ジュール/gの破断エネルギーを有さなければならない。少なくとも約400,000の分子量、少なくとも約15〜約20g/dの靱性及び少なくとも約8ジュール/gの破断エネルギーを有するPAN繊維が最も有用であり；かかる繊維は、本明細書中、参照として含まれる、例えば、米国特許第4,535,027号に開示されている。
アラミド繊維の場合には、芳香族ポリアミドから主に製造した好適なアラミド繊維が、本明細書中、参照として含まれる、米国特許第3,671,542号に記載されている。好ましいアラミド繊維は、少なくとも約20g/dの靱性、少なくとも約400g/dの引張弾性率及び約8ジュール/gの破断エネルギーを有し、特に好ましいアラミド繊維は、少なくとも約20g/dの靱性、少なくとも約480g/dの弾性率及び少なくとも約20ジュール/gの破断エネルギーを有する。最も好ましいアラミド繊維は、少なくとも約20g/dの靱性、少なくとも約900g/dの弾性率及び少なくとも約30ジュール/gの破断エネルギーを有する。例えば、Dupont CorporationよりKEVLAR(登録商標)29、49、129及び149の商品名で市販され、適度に高い弾性率及び靱性の値を有するポリ(フェニレンジアミンテレフタルアミド)フィラメントは、本発明の製品を製造するのに特に好ましい。KEVLAR 29は、500g/d及び22g/d、KEVLAR 49は、1000g/d及び22g/dの弾性率及び靱性の値を各々有する。本発明の実施で有用なものは、Dupontより商品名NOMEX(登録商標)として市販されているポリ(メタフェニレンイソフタルアミド)繊維である。
液晶コポリエステルの場合には、本明細書中、参照として含まれる、米国特許第3,975,487号；同第4,118,372号及び同第4,161,470号に好適な繊維が開示されている。靱性約15〜約30g/d、好ましくは約20〜約25g/d、及び引張弾性率約500〜1500g/d、好ましくは約1000〜約1200g/dが特に好ましい。
マトリックス材料を本発明の実施で使用する場合には、該材料は、１種以上の熱硬化性樹脂、若しくは１種以上の熱可塑性樹脂、又はかかる樹脂のブレンドを含み得る。マトリックス材料の選択は、如何にバンドが形成され、且つ使用されるかに依存する。バンド及び／または最終コンテナ(ultimate container)の望ましい剛性は、マトリックス材料の選択に大きく影響を及ぼす。本明細書中で使用する「熱可塑性樹脂」とは、基本的に変性することなく幾度も加熱し、軟化し、冷却し、次いで硬化し得る樹脂であり、及び「熱硬化性樹脂」とは、成形、押出若しくはキャスト後には再軟化又は再処理できず、個々の樹脂に決定的な温度で一度硬化させると、新しい不可逆的な特性を獲得する樹脂である。
単数又は複数のバンド中のマトリクス材料の引張弾性率は、如何にバンドを使用すべきかに依存して、低く(軟質)てもまたは高く(硬質)てもよい。マトリックス材料の重要な要求条件とは、それが添加されるバンド-成形方法のどんな段階でも加工するのに十分に柔軟であるということである。この点において、十分に硬化した熱硬化性樹脂は相溶性接着剤と一緒になら積み重ねられるだろうが、十分には硬化していないか、またはB-段階に達してはいるが十分には硬化していなかった熱硬化性樹脂は、多分、かろうじて加工できるだろう。加工するために加えた熱により、加工するには固すぎる高弾性の率熱可塑性樹脂の加工が可能となるだろうが；材料が「遭遇した(seen)」温度と暴露期間は、該材料を、もしあるとしても含浸させた繊維に悪影響を及ぼさないように加工するために軟化させるようなものでなければならない。
上記を考慮して、本発明の実施に有用な熱硬化性樹脂としては、例えば、ビスマレイミド類、アルキド樹脂類、アクリル樹脂類、アミノ樹脂類、ウレタン類、不飽和ポリエステル類、シリコーン類、エポキシ樹脂類、ビニルエステル類及びこれらの混合物が挙げられる。有用な熱硬化性樹脂の詳細については、本明細書中、参照として含まれる米国特許第5,330,820号に知見され得る。特に好ましい熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂類ポリエステル類及びビニルエステル類であり、エポキシを熱硬化性樹脂として選択する。
本発明の実施で使用するための熱可塑性樹脂も、広範囲を変動し得る。有用な熱可塑性樹脂の例としては、ポリラクトン類、ポリウレタン類、ポリカーボネート類、ポリスルホン類、ポリエーテルエーテルケトン類、ポリアミド類、ポリエステル類、ポリ(アリーレンオキシド)類、ポリ(アリーレンスルフィド)類、ビニルポリマー類、ポリアクリル酸類、ポリアクリレート類、ポリオレフィン類、イオノマー類、ポリエピクロロヒドリン類、ポリエーテルイミド類、液晶樹脂、及びこれらのエラストマー及びコポリマー並びに混合物が挙げられる。有用な熱可塑性樹脂のより詳細については、本明細書中、参照として含まれる、米国特許第5,330,820号に知見され得る。特に好適な低弾性率熱可塑性(エラストマー性)樹脂は、本明細書中、参照として含まれる、米国特許第4,820,568号、欄6及び7に記載されており、特に、速報“KRATON熱可塑性ゴム”に記載されている、Shell Chemical Co.により市販されているもの、SC-68-81がある。特に好ましい熱可塑性樹脂は、米国特許第4,820,458号に記載されているような、単独又はブレンドとしての高密度、低密度、及び線状低密度ポリエチレン類である。例えば、天然ゴム、スチレン-ブタジエンコポリマー、ポリイソプレン、ポリクロロプレン-ブタジエン-アクリロニトリルコポリマー類、ERゴム、EPDMゴム、及びポリブチレン類を含む、広範囲のエラストマー類を使用し得る。
本発明の好ましい態様において、マトリックスは、低密度ポリエチレン；ポリウレタン；フレキシブルエポキシ；フィラー入りエラストマー加硫ゴム；熱可塑性エラストマー；及び変性ナイロン-6からなる群から選択される低弾性率ポリマーマトリックスを含む。
バンド中のマトリックス対フィラメントの割合は、臨界的ではなく、広範囲を変動し得る。通常、マトリックス材料は、繊維約10〜約90容積%、好ましくは約10〜80容積%、及び最も好ましくは約10〜30容積%を構成する。
マトリックス樹脂を使用する場合には、これを、例えば、カプセル化、含浸、ラミネート、押出コーティング、溶液コーティング、溶媒コーティングなどの種々の方法により繊維に適用することができる。本発明で使用するのに好適なコーティング化繊維状層を形成する有効な方法は、参照した米国特許第4,820,568号及び同第4,916,000号に詳述されている。
耐爆風バンドは、以下の：
A.  高強度繊維材料を含む少なくとも１枚の軟質シートを、次の層との間の空隙を除去するのに十分な張力のもとで、マンドレルの周りで複数の層に巻き；
B.  実質的にシームレスで少なくとも一部は硬質の第１のバンドを形成するために一緒に材料の層を固定し；次いで
C.  マンドレルからバンドを外す
段階に従って製造し得る。
通常、巻き付け張力は、線インチ当たり約0.1〜50ポンドの範囲、より好ましくは線インチ当たり約2〜50ポンドの範囲、最も好ましくは線インチ当たり約2〜20ポンドの範囲である。織物層は、上述の如く、例えば、熱及び／または圧力接着、熱収縮、接着剤、ステープル、及び縫い付けなどの種々の方法によって固定することができる。固定段階は、繊維材料を樹脂マトリックスと接触させ、マンドレル上又はそれ以外のいずれかで、樹脂マトリックスと高強度繊維材料の層とを固める段階を含む。繊維材料は、巻き付け段階前、間またはその後のいずれかで、樹脂マトリックスと接触させることができる。これらを実施し得る幾つかの方法について、以下詳細に記載する。「固定：consolidating」とは、マトリックス材料及び繊維網状構造を単一層内に結合させることを意味する。マトリックス材料の種類及び如何にして繊維に適用するかに依存して、乾燥、冷却、圧力又はそれらの組み合わせ、場合により接着剤の適用と組み合わせることにより、固定することができる。「固定」とは、バンドの面が固定されているが、縁部は固定されていない、スポット的な固定をも包含するものとする。この点において、面は硬質に製造し得るが、縁部は曲げることができるままで、バンドを潰したり折り畳むことができる。「シート」とは、本発明の目的に関して単一繊維又は粗紡糸(roving)を包含するものとする。
アセンブリ用のバンドを耐爆風コンテナに製造する別の方法は、
A.  第１のバンドを形成するために連続層の間の空隙を除去するための十分な張力下、マンドレルの周りに高強度繊維材料の第１の軟質シートを巻き付けて複数の層とし；
B.  第１の軟質シートの高強度繊維材料を樹脂マトリックスと接触させ；
C.  第１のバンドの外部にスペーシング手段を設置し；
D.  第２のバンドを形成するために連続層の間の空隙を除去するための十分な張力下、スペーシング手段の周りに高強度繊維材料の第２の軟質シートを巻き付けで複数の層とし；
E.  第２の軟質シートの高強度繊維材料を樹脂マトリックスと接触させ；
F.  第２のバンドの外部に第２のスペーシング手段を設置し；
G.  第３のバンドを形成するために連続層の間の空隙を除去するための十分な張力下、第２のスペーシング手段の周りに高強度繊維材料の第３の軟質シートを巻き付けて複数の層とし；
H.  第３の軟質シートの高強度繊維を樹脂マトリックスと接触させ；
I.  所望の数のバンドを作り出すために、設置、巻き付け及び接触段階を繰り返し；
J.  マンドレル上の各バンドの少なくとも一部を固定し；次いで
K.  マンドレルからバンド及びスペーシング手段を除去する
段階を含む。この方法により、一度に単一コンテナ用の全てのバンドを製造することができる。
好ましい一態様では、軟質シート材料を以下のように製造する。約12デニール未満の個々のフィラメント約30〜約2000のヤーン束、及びより好ましくは約7デニール未満の個々のフィラメント約100のヤーン束を巻糸軸架から供給し、コーティング直前に視準コーム内にスプレダーバー及びガイドを通して導く。視準コームはフィラメントを同一表面上且つ実質的に平行、及び一方向に整列させる。次いで、フィラメントを、その一つが湿式マトリックス樹脂でコーティングされている、剥離紙の間に挟む。次いで、フィラメントを完全に含浸させるために、この系を一連の圧力ロール下を通過させる。上部剥離紙を引き剥がし、巻き取りリールに巻き取りつつ、フィラメントの含浸網状構造体を加熱トンネルオーブンに進め、溶媒を除去し、次いで巻き取る。或いは、湿式マトリックス樹脂でコーティングした一枚の剥離紙を使用して、フィラメントの含浸網状構造体を製造することができる。そのように含浸した網状構造体は、一方向性のプレプリグ、テープ、又はシート材料と称され、以下の実施例の幾つかのバンドを製造するための好ましい供給材料の一つである。
本発明の別の態様において、好ましくは、他の網状構造体の幅を横切って順に0°/90°配向に配置し得る長さに網状構造体の一つを切断することにより、かかる含浸網状構造体の２つを連続的に方形直交させる。これにより、高強度繊維材料の連続軟質シートが形成する。本明細書中、参照として含まれる、米国特許第5,173,138号を参照されたい。場合により、以下に記載するフィルムと共に、この軟質シート(繊維層)を使用して、本発明の方法に従って１つ以上のバンドを形成することができる。この繊維層は、本発明の方法に従って巻き付けるには十分に柔軟であり；次いで、所望により、固定されている状態又は巻きつけ(ラップ：wrap)のシート数のいずれかにより、実質的に硬質(ドレープ性試験による)とすることができる。バンドのフープ方向の繊維の重量%は、網状構造体の配向及び数を変動させることによって変動させ得る。フープ方向の繊維の重量%を変動させるための一方法は、一方向性テープ/材料の１つ以上の層及び方形直交材料から複合材料シートを製造することである(以下の実施例を参照されたい)。例えば、２枚の一方向性シートは１つの方形直交シートと一緒に、フープ方向に繊維約75重量%を有する不均衡織物を形成する。
別の態様において、高強度フィラメントの１つ以上の未硬化の熱硬化性樹脂-含浸網状構造体は、同様にマンドレルの周りに巻き付けるための軟質シートに形成し、次いで本発明の単数又は複数のバンドに形成し、続いて樹脂を硬化(又はスポット硬化)させる。
場合により、フィルムは、単数又は複数の１つ以上の層、好ましくは外部層として使用し得る。単数又は複数のフィルムは、場合により、マトリックス材料(ラミネート化)として、マトリックス材料と一緒に又はマトリックス材料の後で、添加することができる。フィルムをマトリックス材料として添加する場合、マンドレル上に繊維又は織物(網状構造体)を同時に巻き取り、続いて固定するのが好ましく；マンドレルは場合により構造体の一部となり得る。フィルム厚さは最低でも約0.1ミルであり、長さがバンドを形成できるのに十分に柔軟である限りは、望ましいだけ長くすることができる。好ましいフィルム厚は、0.1〜50ミルの範囲であり、0.35〜10ミルが最も好ましい。フィルムは、例えば、摩擦特性を変動させるため、難燃性を増加させるため、耐薬品性を増加させるため、耐放射線性を増加させるため、及び／またはマトリックス中の材料の拡散を防ぐためなどの種々の理由によりバンドの表面にも使用できる。フィルムは、フィルム、樹脂及びフィラメントの選択に依存して、バンドに接着することができるか、または接着することができない。熱及び／または圧力により望ましい接着を得ることができるが、所望の接着とするためには、フィルムとバンドの間に熱又は圧力感受性である接着剤を使用することが必要であろう。許容可能な接着剤の例としては、ポリスチレン-ポリイソプレン-ポリスチレンブロックコポリマー、熱可塑性樹脂エラストマー、熱可塑性及び熱硬化性ポリウレタン類、熱可塑性及び熱硬化性ポリスルフィド類、並びに典型的なホットメルト接着剤が挙げられる。
本発明のマトリックス材料として使用し得るフィルムとしては、熱可塑性ポリオレフィンフィルム、熱可塑性エラストマーフィルム、架橋熱可塑性フィルム、架橋エラストマーフィルム、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム、フルオロカーボンフィルム、ウレタンフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム及び多層フィルムが挙げられる。これらのフィルムのホモポリマー又はコポリマーも使用し得、フィルムは未配向、一軸配向又は二軸配向させ得る。フィルムは、含量又は可塑剤をも含み得る。
有用な熱可塑性ポリオレフィンフィルムとしては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリブチレン、並びに結晶質のエチレンとプロピレンとのコポリマー類が挙げられる。使用し得るポリエステルフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタレートが挙げられる。
バンドを熱に暴露する場合、圧力は、収縮するプラスチックフィルムラップから製造した差込材料によって適用され得；この用途に許容可能な材料は、例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル及びエチレン-酢酸ビニルコポリマーである。
熱硬化性樹脂を硬化させるため又は互いに網状構造体、及び場合によりフィルムの少なくともシートを接着させるために、本発明のバンドを暴露する温度及び／または圧力は、使用する特定の系に依存して変動する。例えば、伸長鎖ポリエチレンフィラメントに関しては、選択したマトリックス材料の種類に依存して、温度は、約20℃〜約150℃、好ましくは約50℃〜約145℃、より好ましくは約80℃〜約120℃を変動する。圧力は、約10psi(69kPa)〜約10,000psi(69,000kPa)を変動し得る。約1.0分未満の時間に関して約100℃未満の温度で混合する場合、約10psi(69kPa)〜約500psi(3450kPa)の圧力を、隣接するフィラメントを互いに接着させるためだけに使用し得る。約1〜約5分の時間で、約100℃〜約155℃の範囲の温度で結合させる場合には、約100psi(690kPa)〜約10,000psi(69,000kPa)の圧力により、フィラメントを変形させたり一緒に(通常、フィルム用形に)圧縮させることができる。1〜5分の時間で約150℃〜約155℃の範囲の温度で結合させる場合、約100psi(690kPa)〜約10,000psi(69,000kPa)の圧力により、フィルムを半透明又は透明にすることができる。ポリプロピレンフィラメントに関しては、温度範囲の上限は、ECPEフィラメントよりも約10〜約20℃高い。アラミドフィラメント、特にKevlarフィラメントに関しては、温度範囲は、約149℃〜205℃(約300°F〜400°F)である。
圧力は、種々の方法でマンドレル上のバンドに適用し得る。プラスチックフィルムラップを有する収縮包装(shrink wrapping)は、上述した。オートクレーブ処理は、この場合は、熱の適用と同時に圧力を適用するもう一つの方法である。各バンドの外部を収縮包装可能な材料を巻き付け、次いで材料を収縮して巻き付ける温度に暴露し、次いでバンドに圧力を適用する。バンドは、全バンドを固定するそのフープ方向のマンドレル上に収縮包装されるか、またはバンドは、バンドのフープ方向に垂直な、バンドを巻き付けたマンドレルの周りに設置された材料と共にその面を横切って収縮包装することができ；後者の場合には、面を固定したまま、バンドの縁部は固定しないままにできる。
エラストマー樹脂系、熱硬化性樹脂系又は、熱可塑性樹脂をエラストマー又は熱硬化性樹脂と混合する樹脂系を使用する繊維層で形成した多くのバンドは、バンドを固定させるために圧力だけで処理し得る。これは、バンドを固定させる好ましい方法である。しかしながら、熱可塑性樹脂系を使用して連続長/プライで形成した多くのバンドは、バンドを固定させるために、熱単独又は圧力と組み合わせて処理し得る。
最も好ましい態様において、各繊維層は、約0.1〜約0.15kg/m2の面密度を有する。バンド当たりの面密度は、約1〜約40kg/m2、好ましくは約2〜20kg/m2、及びより好ましくは約4〜約10kg/m2を変動する。SPECTRA SHIELD(登録商標)複合材不織布が繊維層を形成する態様において、これらの面密度は、約10〜約400、好ましくは約20〜約200、より好ましくは約40〜約100の範囲の繊維層数/バンドに対応する。本発明の最も好ましい態様の３バンド立方体設計では、立方体の各面は、立方体の各面に関して上記範囲を効果的に２倍にする、耐爆風材料の２つのバンドを含む。SPECTRA(登録商標)ポリエチレン繊維などの、高強度伸長鎖ポリエチレン以外の繊維を使用する場合、好ましい態様により提供される高強度及び弾性率特徴を得るためには、層の数を増加させなければならないだろう。
「爆風緩和材料：blast mitigating material」とは、爆風に対するコンテナの耐性を機能的に改良する任意の材料を意味するものとする。本発明のコンテナアセンブリを製造するのに使用する好ましい爆風緩和材料は、ポリマーフォーム；粒子、例えば、バーミキュライト；凝縮可能なガス、好ましくは、不燃性；吸放熱子(heatsink)材料；発泡ガラス；ミクロバルーン；バルーン；ゴム製の内袋(bladder)；中空球、好ましくは、バスケットボール及びテニスボールなどのように弾力性のもの；灯心繊維(wicking fiber)；及びこれらの組み合わせである。これらの材料を使用して、耐爆風コンテナ内の爆発性又は爆発物-運搬手荷物を取り巻き、爆発により伝播した衝撃波を緩和する。
化学品の爆発は、かなりの熱を放出し、生成した又は隣接するガス上の熱の作用による急激な圧力作用を生み出す、急激な自己-伝搬分解(self-propagating decomposition)を特徴とする。重量ベースでは、水の蒸発熱は、爆発により放出された熱と似ている。急激な熱伝播が起き得る場合、水は、爆風超加圧を大きく減少させる可能性を有する。所望の効果を得る一方法は、吸放熱子材料で爆発物を取り囲むことである。効果的な吸放熱子材料としては、水性フォーム；グリセリン、エチレングリコールなどの不凍液をその中に有する水溶液；水和無機塩；水性ゲル、好ましくは強化したもの；水性ミスト；湿潤スポンジ、好ましくは弾性のもの；湿潤型出し繊維(wet profiled fibers)；湿潤織物；湿潤フェルト；及びこれらの組み合わせが挙げられる。水性フォーム、特に約0.01〜約0.10g/cm3、より好ましくは約0.03〜約0.08g/cm3の範囲の密度を有する水性フォームが最も好ましい。
通常、水性フォームは、多くのメカニズムを介して、爆発エネルギーを水性相内の熱エネルギーに変換する。爆発後、大抵のコンテナ内ではガスが排出され、圧力がある臨界値未満に低下したら、破壊したフォームは再び膨張して、ガスをさらにゆっくりと放出させる。これらのフォームが存在すると、コンテナから周囲にエネルギーが伝播する速度を低下させ、これにより危険を低下させる。本発明で使用する水性フォームは、燃焼を助長せず、凝縮可能な気体(発泡剤)で好ましくは製造する。「凝縮可能」とは、圧力下、ガスが密接に接触する水溶液を加熱する凝縮熱を同時に放出しながら、ガスが気体から液体に相を変化することを意味する。特定の用途に選択したガスは、(ガスがその中に配置されている)コンテナが耐え得る周囲温度及び圧力に依存する。好ましいガスとしては、炭化水素類、例えば、プロパン、ブタン(両方の異性体)、及びペンタン(全ての異性体)；二酸化炭素；無機ガス、例えば、アンモニア、二酸化硫黄；フルオロカーボン類、特に、ヒドロクロロフルオロカーボン類及びヒドロフルオロカーボン類、例えば、本明細書中、参照として含まれる、1995年1月に発行されたAllied Signal GENETRON(登録商標)製品カタログに記載されているように、Allied Signal Inc.,より市販の冷却剤のGENETRON(登録商標)シリーズ；及びこれらの組み合わせが挙げられる。好ましいガスは、室温で、最も穏和な圧力、約30psiで凝縮し得るイソブタンである。凝縮可能なガスと凝縮不可能なガスとの混合物を使用し得る。例えば、イソブタンとテトラフルオロメタンとの混合物を室温用途で使用し得る。爆風超加圧により、イソブタンが凝縮するが、テトラフルオロメタンは気体のまま残存する。好ましいガスは、低い音速を有する。
迅速に水性フォームを分散させるために、加圧キャニスター内では凝縮しないガスを、凝縮ガスと組み合わせて使用するのが望ましい。二酸化炭素、窒素、一酸化二窒素又は四フッ化炭素は、かかるガスとして機能できる。蒸発して液体発泡剤作用を提供するガスは、分散時にキャニスターを冷却し、放出速度は遅延する。
水性フォーム用の発泡剤の選択に使用する考察は、(水性フォームの非存在下)折り畳めるコンテナ内の爆風緩和材料として使用すべき凝縮可能なガスの選択にも使用し得る。かかるガスは、慣用的にはコンテナ内のゴム製の内袋に封入する。
以下の実施例は、本発明をより完璧に理解するために提供するものであり、本発明を限定するものではない。実施例中、以下の技術用語を使用する：
(a)「面密度」とは、kg/m2で表した構造体の単位面積当たりの構造体の重量である。パネル面密度は、パネルの重量をパネルの表面積で割ることにより決定する。断面が多角形の表面積を有するバンドに関しては、各面の面密度は、面の重量を面の表面積で割ることにより得られる。殆どの場合、全ての面の面密度は同一であり、構造体の面密度と称することができる。しかしながら、異なる面の面密度が異なっている場合がある。断面が円形の表面積を有するバンドの場合には、面密度は、バンドの重量を、バンドの外部表面積で割ることにより決定する。立方体のボックスコンテナに関しては、面密度は、ボックスの面を形成する６枚のパネルの各々の面密度であり、任意のヒンジやピンの面密度を包含しない。
(b)「複合材料の繊維面密度：fiber areal density」とは、複合材料の単位面積当たりの繊維強化材の重量に対応する。
(c)耐爆風性の尺度である「C50」とは、ある時間でコンテナ/チューブの50%を破壊する材料レベル(オンス)(但し、C0は、破損/破裂がないことを示し、C100は、ある時間での破損100%を示す)として測定する。あるレベルでは破損が起きるが、それよりも低いレベルで破損が起きない場合、C50は、２つのレベルの平均として計算する。
実施例1〜9及び18においては、他に記載しないかぎり、使用した爆発物は、TRENCHRITE 5、Explosives Technologies Internationalの製品で、5,900m/秒(6,700フィート/秒)の衝撃波速度を有するクラスAの爆発物であった。実施例10〜17においては、他に記載しないかぎり、使用した爆発物は、RDX(シクロ-1,3,5-トリメチレン-2,4,6-トリニトロアミン)90パーセント及び可塑剤(ポリイソブチレン)、Hitech Inc.,の製品10パーセントのC4で、8200m/秒(26,900フィート/秒)の衝撃波速度を有するクラスAの爆発物であった。高速ビデオで結果を記録する場合、ボックス及びチューブに関しては、爆発が起きるのを記録するために使用したビデオカメラは、vhsビデオ、Sylvania Model VCC159 AV01であった。カメラをリモート操作し、被験ボックス又はチューブが視野の約30%を占めるように配置した。
本発明の原理を説明するために上述した、特定の方法、条件、材料、割合及び報告されたデータは、例示的なものであり、本発明の範囲を限定するものと理解すべきではない。
実施例１(比較例)
２つはその面にSPECTRA SHIELD(登録商標)複合材料パネルを使用し、１つはその面にKEVLAR(登録商標)複合材料パネルを使用する、３つの立方体ボックスを組み立てた。
SPECTRA SHIELD複合材料から製造したボックスを、縁部当たり２個のピン及び２セットのヒンジ(全部で24個のピン及びヒンジ)と一緒に蝶番をつけた、各27平方インチの、その面として６枚の平坦なSPECTRA SHIELD(登録商標)複合材料パネルを使用して構築した(側部31インチ)。全面密度が1.14lb/平方フィートを有するパネルを、以下の如く構築した。
織物形をアルミニウムフレームの外辺部ロッドの周りに一部巻き付けた。ラッピング(折り曲げ)が全長27.25”を有する点線に沿って発生した。３枚の織物層(形)を４つの外辺部ロッドの各々に巻き付けた。これらの織物の形は、SPECTRA 1000織物、Style 904(平織り、34×34末端部/インチ、650デニールSPECTRA 1000ヤーン、6oz/yd2)からなっていた。織物を充分量のDow XU71943.00L実験的ビニルエステル樹脂(ジアリルフタレート-6重量%、メチルエチルケトン-31重量%、及びビニルエステル樹脂-63重量%)で含浸して、SPECTRA 1000 80重量%及び樹脂20重量%を有する含浸織物を製造した。全ての場合において、樹脂は、Lupersol 256 1.0重量%、Lucidol Division of Ato Chem Corporation[2,5-ジメチル-2,5-ビス(2-エチルヘキサノイルペルオキシ)ヘキサン]の製品を含有していた。
アルミニウムフレームも使用して正方形の複合材料パネルを巻き付けた。一方向性プレプリグテープ２ロールを、プレプリグの0°/90°/0°/90°などの敷設(laydown)を達成するためにフレームの周りに交互に巻き付けるためにフレームの隣接側部に配置した。所望の面密度が得られるまでこのプロセスを繰り返した。各プレプリグテープは、上述の如く、Dow Resin XU71943.00L実験的ビニルエステル樹脂中、1500デニールSPECTRA 1000ヤーンを線インチ当たり7.6末端部(ends per linear inch)含んでいた。複合材料を硬化させる前に、メチルエチルケトンを揮発させた。プレプリグは、SPECTRA 1000繊維76重量%及び樹脂24重量%であった。
巻付け完了後、アルミニウムフレームの対角バーを外し、中心面積(27×27インチ)を、150トンの力の下で、120℃で30分間成形した。外辺部アルミニウムロッド126本を次いで除去し、外辺部ループを残した。外辺部ループを次いで、３インチ間隔で切断した。
立方体ボックスコンテナを、１インチ直径の冷間圧延のスチールピンで組み立てた。外辺部ループの半分(one half)を畳んでコンテナの外側とし、外辺部ループの半分を畳んでコンテナの内側とした。縁部当たり9個のループがあり、内側と外側とが交互になっていた。縁部当たり２個で、ピンを内側と外側のループのいずれにも設置した。
KEVLAR複合材料から製造したボックスを、KEVLAR 29織物(スタイル423-2×2バスケット織り、1500デニールヤーン、14oz/yd2)を使用し、各外辺部ロッドの周りには織物１層のみを巻き付けた以外には、同様に組み立てた。パネルの全体の面密度は、SPECTRA SHIELDパネルと同一、即ち、1.14lb/平方フィートであった。
SPECTRA SHIELD複合材料パネルから製造した第１の２つのボックスを、その各々の幾何学的中心に各々設置した爆発性装入材料8及び16オンスを使用して試験した。該ボックスは、8オンスの爆発物の爆風に耐えることが知見されたが；ボックスの縁部及び角部ではかなり急激な排出が発生した。16オンスの装入材料はコンテナを吹き飛ばし、スチール製ヒンジは危険な投射物になった。
KEVLAR複合材料パネルから製造した第３のボックスを、その幾何学的中心に設置した8オンスの爆発性装入材料を使用して試験した。爆発はコンテナを広範囲で破壊し、スチール製ヒンジは危険な投射物になった。
実施例２
Allied Signal,Inc.,から市販の、SPECTRA SHIELD(登録商標)PCR複合材料ロールを、15インチ幅のストリップ、各々長さ約330インチに切断した。SPECTRA SHIELD(登録商標)PCR複合材料は、商品名KRATON(登録商標)D1107としてShell Co.より市販のポリスチレン-ポリイソプレン-ポリスチレンブロックコポリマーの20重量%樹脂マトリックス中、SPECTRA(登録商標)1000伸長鎖ポリエチレン繊維(公称靱性約35g/d、引張弾性率約1150g/d、及び破断点伸び約3.4%、Allied Signal,Inc.より市販)80重量%を含んでいた。SPECTRA繊維を0°/90°配置で複合材料内に配列した。各ストリップを、SPECTRA SHIELD 22巻を有するバンドを形成するために、側部長さ15インチを有する正方形の断面のマンドレルの周りに連続層に巻き付けた。各連続ストリップの巻付けは、前のストリップが終わった点から開始し、同一繊維配置で、連続巻中の空隙を最小とするのに充分な張力下(約1lb/線インチ)で実施した。KRATON D1107 5g/トルエン95gからなる接着剤溶液を、連続巻の間に接着剤材料を提供するために、巻き付け時にストリップの外部上に塗布した。慣用のローリングピンを使用して、連続する巻中の空隙を最小とするためにバンド形成時に連続巻を固定した。
第１のバンドを完了したら、各0.125インチ厚さでTEFLON(登録商標)コーティングガラス織物中に巻き付けた、４枚の15インチ×20インチアルミニウム板を、バンドの面につき１枚の板で、15インチの側部がマンドレルの15インチの側部長さと対応するように、バンドの外部に添付した。４枚のアルミニウム板の周りにマスキングテープを巻き付けてこれらを適所に保持し、中央面積部分は、第２のバンドを巻き付けるために張り付けなかった。第１のバンドに関して使用したのと同一方法で、第２のバンドをSPECTRA SHIELD PCR複合材料ストリップを巻き付けることにより形成した。４枚のアルミニウム板の第２のセットを第２のバンドの面に張り付け、続いて第１及び第２のバンドと同一方法で第３のバンドを作成した。３つのバンドをマンドレルから外し、バンドからトルエンを蒸発させた。各バンドにおいて、繊維の50重量%が連続で、バンドのフープ方向に配向していた。
３つのバンドを図1Fに示されているように入れ子状に収め、爆発性装入材料に対して評価するためにボックス1とした。ボックスの各側部を覆う２つのバンドの面があり、各バンド面は22巻を含むため、ボックスの各側部は、0°/90°SPECTRA SHIELD PCRの44巻に対応する。ボックス1の面密度＝0.13×44＝5.72kg/m2即ち1.17lb/ft2であった。ボックス1の重量は、5.8kg(12.6lb)であった。
ボックス2は、以下のように変形してボックス1と同様に作成した。第１のバンドを構築するのに使用したSPECTRA SHIELD PCR複合材料の第１の２つのストリップは24インチ幅であった。バンドを外し、トルエンを蒸発させた後、第１のバンドを各角部のいずれかの側から4.5インチの距離で切断し、4.5インチ幅の８つのフラップ(15インチ幅のバンドの各側部に４つ、面毎に２つ)とした。フラップは、バンドの幅の線に沿ってストリップの切断部分を折り畳むことにより作成した。各フラップの平面は、それが取り付けられるバンドの側部の平面に垂直であった。これらのフラップを第２及び第３のバンドによって適所に保持した。ボックス2の重量は、6.08kg(13.4lb)であった。面の面密度はボックス1と同一であり、重量増加はフラップによるものであった。
ボックス3及び4をボックス2と同一方法で製造し、重量及び面密度は本質的に同一であった。
ボックス1を、その幾何学的中心で16オンスの爆発性装入材料を使用して試験した。爆轟(detonation)時、これらの全てのバンドの縁部は完全又は殆ど完全に破壊して15平方インチの多くの破片となり、これは今だ無傷であり、殆ど損なわれていなかった。
ボックス2を、ボックス1の試験と同一方法で8オンスの装入材料を使用して試験した。高速ビデオは、最初に装入材料を格納し、その後湾曲し、２つの対向する縁部でバンド３が破壊したことを示した(破壊したバンド３は、２つの同一半分からなる)。大量のガスの排出が発生した。バンド１及び２は、本質的に無傷のままであった。
ボックス3を、ボックス1の試験と同一方法で2オンスの装入材料を使用して試験した。高速ビデオは、爆轟時に少量のガスを排出し、側部が突出したことを示した。しかしながら、ボックスは無傷のままであった。全ての３つのバンドは損なわれていなかった。
ボックス4を4オンス装入材料を使用して試験した。高速ビデオは、大量の排出と、ボックス3と比較してバンド１の湾曲を示した。３つ全てのバンドは、顕著な破壊なく無傷のままであった。
実施例３
以下の点で異なっていたが、上述の実施例２のボックス2と同一方法で、ボックスを構築した。縁部が半径5/8インチを有する弧状(round)となるように、マンドレルを変形した。バンドの面密度は、ボックス2の半分であった。バンド1、内部バンドのフラップ幅は、6インチに増加した。バンドを強化して、変形及び爆発からガスの放出速度を制御した。この強化は、15インチ幅S-2ガラス布(Style 6781,面密度0.309kg/m2、Clark Schwebel製)をマンドレルに最初に巻き付けて完全に２巻することからなる。このガラス布を、室温硬化剤として、Milliken Chemical Co.,より市販の、8pph Millamine、脂環式ジアミンを使用して、Shell Co.,から市販のEPON 828エポキシ樹脂で含浸させた。ガラス/樹脂の重量比は、48/52であった。バンド1用のSPECTRA SHIELD複合材料ストリップを次いでガラス織物の上部に巻き付け、これがバンド1の不可欠部分となった。
追加の強化材を提供するために、Scotch Ply Type 1002として3M Corporationより市販の、ガラス/エポキシ複合材料のパネルを、ガラス織物バンド(バンド1)の４つの内部表面の各々に取り付けた。各パネルは、約13.5×14.5インチであり、重量340gで、56ミル厚さであったパネルを、Coutaulds Aerospace Company製の、ポリスルフィド接着剤PROSEAL 890-B1/2の全部で200gで取り付けた。8つのフラップの内部表面を、3M  Corporationより市販の、Scotch 410 Flat Stock線状ダブルコートペーパーテープを使用してガラス/エポキシパネルの各3.75×13.75インチ片に取り付けることによっても強化した。パネルのこれらの８片の総重量は、707gであった。組み立てたボックスの重量は6.17kg(13.6lb)であり、3.04kg(6.7lb)のSPECTRA SHIELD複合材料及び3.13kg(6.9lb)ガラス繊維複合材料と接着剤からなっていた。
実施例２のボックスの試験と同一方法で、TRENCHRITE 5の6オンス装入材料を使用して、このボックスを試験した。装入材料を含んでいたコンテナは、最小の湾曲であり、放出は急速ではなく、構造体には肉眼で見える永続的な損傷は本質的になかった。
実施例４
以下の変形はあるが、実施例２のボックス2と同様にボックスを組み立てた。バンド1において、複合材料ストリップ長さの最初の半分は21インチ幅であり、第２の半分は15インチ幅であった。これにより、バンドの側部当たり４枚、８枚のフラップを製造した。各々3インチ×15インチであり、面密度4.75kg/m2であった。バンド1は、70 SPECTRA SHIELD複合材料ラップからなり、面密度9.5kg/m2であった。0.125インチ幅のアルミニウム板をバンド1の周りに設置した。バンド2は、スペーサーの周りに17インチ幅のストリップを巻き付けることにより製造した。0.125インチ幅の第２のスペーサーをバンド2の周りに設置し、バンド3は、18インチ幅のストリップを巻き付けることにより製造した。３つのバンドをマンドレルから外し、次いでスペーサーから外した。各バンドにおいて、繊維の約50重量%は連続性であり、フープ方向に配向していた。
Scotch Ply Type 1002として3M Corporationより市販の、2.7kg/m2の面密度を有する14平方インチのガラス繊維板４枚を、Courtaulds Aerospace Company製の、ポリスルフィド接着剤PROSEAL 890-B1/2の全部で約128g(32g/面)使用して、バンド1の内部表面に糊付けした。
３つのバンドを、側部毎に２つのバンド面を有する、バンド3の内部に入れ子状に収められた、バンド2の内部に入れ子状に収められたバンド1で組み立てた。バンド1のフラップは、バンド2及び3により適所に保持した。完成したコンテナは、約18インチの側部幅を有し、重量24.06kg(53lb)であった。
電気的に爆轟できるように、M67分裂手榴弾(fragmentation hand grenade)を変造した。M67手榴弾は14オンス重量であり、化合物B爆発物6.5オンスを包含していた。この標準的な手榴弾に関する詳細に関しては、本明細書中、参照として含まれる、Guide Book for Marines,15th Revised Edition,Quantico,Virginia,p.352,09/01/86を参照されたい。手榴弾をコンテナの幾何学的中心に設置し、爆轟させた。コンテナはその形態及び個々のバンドの強度を維持していた。コンテナを分解し調査した。バンド1の４つの内部ガラス繊維パネル中の多くの穿孔は、手榴弾の爆発により1200個以上のスチールの投射物が生成したことを示していた。コンテナの外部面を調査してみると、21個の貫通の発生を示していた。
この試験結果は、本発明の基本的な格納概念が理論的に正しく、且つ投射物及び爆風の組み合わせに対して保護し得ることを示した。
実施例５
27インチ長さで両末端部が開口の、一連の４つの同一チューブを、実施例３に記載の丸い縁部を有するマンドレルの周りにSPECTRA SHIELD PCR複合材料を巻き付けることにより製造した。これらのチューブは実質的に断面が正方形であり、側部長は15インチであった。ストリップは27インチ幅であり、充分な数の巻き付けを製造して壁の面密度2.86kg/m2(0.585lb/ft2)のチューブを作成した。個々のチューブの面密度は、実施例２のボックス1〜4の個々のバンドの面密度と同一であった。この構造体に関しては、繊維の約50重量%がフープ又はバンド方向の連続長にある、即ち、チューブを取り囲んでいた。他の点においては、チューブの構造は、実施例２のボックス1の第１のバンドの巻き付けと同一であった。
これらのチューブを以下のようにして評価した。４つのチューブ、A、B、C及びDの各々の幾何学的中心に装入材料を設置し、電気的に爆轟させた。装入材料の重量は、結果を説明する表１に報告されているように変動させた。チューブ設計に関するC50の予測値を表２に示す。
実施例６
連続する一方向テープの２層を、フープ又はバンド方向の連続繊維長を示す0°配置の0°/0°/90°/0°繊維配置を有する複合材料ストリップを作成するために、慣用の0°/90°SPECTRA SHIELD PCR複合材料ストリップの各側部に張り付けた以外には、４つの同一チューブの第２のシリーズを実施例５と同様に製造した。連続する一方向テープは、実施例２で詳細が記載されているように、慣用のSPECTRA SHIELD PCRを組み立てるためにクロスプライしたテープと同一であった。この配置に関しては、繊維の約75重量%は、フープ又はバンド方向で連続長さの繊維である、即ちチューブを取り囲んでいた。他の全てのパラメーターは、実施例５と同一であった。
これらのチューブを実施例５と同様にして試験した。データを表１に示し、C50の予測値を表２に示した。
実施例７
複合材料ストリップを直径16.375インチの丸いマンドレルの周りに巻き付けたため、チューブの断面が円形であった点を除いては、４つの同一チューブの第３のシリーズを実施例５と同様にして製造した。これらのチューブの断面積は、実施例５及び６のチューブの断面積と同一であった。繊維の約50重量%がフープ又はバンド方向の連続長さ繊維である、即ちチューブを取り囲んでいた。
これらのチューブは、実施例５と同様に試験した。データを表１に示し、C50の予測値を表２に示した。
実施例８
４つの同一チューブのさらに４つのシリーズをテスト用に製造した。全てのシリーズにおいて、チューブは断面が実質的に円形で、7.5インチの側部長さで、両末端が開口であった。
第１及び第２のシリーズにおいて、チューブは全体のチューブ長さが各々15及び22.5インチであり、以下の方法により製造した。特定の幅(15又は22.5インチ)のSPECTRA SHIELD PCR複合材料ストリップを、実施例３で記載した丸い縁部を有するマンドレルの周りに巻き付けた。充分な数の巻き付けを製造して、2.86kg/m2の壁面密度を有するチューブを製造した。他の全ての点に関して、チューブの構造は、実施例２のボックス1のバンドの巻き付けと同一であり、即ち、KRATON接着剤溶液を使用し、連続する層を固定した。
第３及び第４のシリーズにおいて、チューブは、全チューブ長さが各々15及び22.5インチであり、以下の方法により製造した。特定の幅(15又は22.5インチ)のSPECTRA SHIELD PCR複合材料ストリップを、実施例３で記載した丸い縁部を有するマンドレルの周りに巻き付けた。充分な数の巻き付けを製造して、2.86kg/m2の壁面密度を有するチューブを製造した。慣用のローリングピンを使用して連続する層を固定したが、接着剤は使用しなかった。巻き付けたバンド/チューブを、低い圧力下、水圧プレスの圧盤の間に設置し、120℃で15分間成型した。マンドレルの縁部が円形であったので、SPECTRA SHIELD層は、縁部に沿って充分に固定しなかった。
これらのチューブを以下のようにして評価した。装入材料を各チューブの幾何学的中心に設置し、電気的に爆轟させた。評価した最初の爆発物装入材料は1.5オンスであり、４つの異なるチューブ形の全てが耐えた。しかしながら、爆発物装入材料2オンスの場合には、４つの異なるチューブ型全てが破壊した。４つの異なるチューブ構造体の理論的C50は、従って、1.75オンスであった。データを表３に示す。
実施例９
実施例６で記載したものと同一チューブを組み立てた。さらに、一方向性SPECTRAプレプリグ(実施例６の0°/90°SPECTRA SHIELD PCRに加えた一方向性プレプリグと同一)の５つの１インチ幅バンドを、各チューブ上４インチ間隔でフープ方向に巻き付けた。接着剤又は熱のいずれか、好ましくは後者と、圧力とを使用して、一方向性バンドを固定した。約120℃の温度、約5psiの圧力で約30分が好適であった。これらのバンドの面密度は、チューブの面密度の50%であった。これらはチューブ面積の20%を覆っているため、これらのバンドは、チューブ重量に10%を加えるだろう。これらのチューブを実施例５及び６のチューブと匹敵する方法で評価する場合、バンドが裂け目の長さを4インチに制限し、かかる裂け目を通るガスの損失速度を制御するものと予想される。
実施例１０
この実施例では、２つの同一の立方体ボックスA及びBを、以下の如く、テストするために構築した。
面密度0.135kg/m2のSPECTRA SHIELD(登録商標)PCR複合材料の27インチ幅シートを、15インチ側長を有する断面が正方形のマンドレルの周りに18連続層に巻き付けた。連続する巻き付けの間に接着剤材料を提供するために生じた巻き付けとしてシート外部にペイントローラーで5重量%KRATON D1107接着剤溶液を適用した。第２の、SPECTRA SHIELD PCR複合材料の17インチ幅シートを巻き付けた第１のシート上の中心におき、18連続層を同様に巻き付けた。得られたバンドをマンドレル上で一晩、周囲温度(約70°F)で乾燥させ、次いで外した。バンドの27インチ幅部分を、充分に離れた角部で切断し、17インチ幅バンドと８枚の5インチ幅フラップ(１面当たり２枚、17インチ幅バンドの各側部に４枚)を製造した。フラップは、バンド幅の線に沿ってシートの切断部分を折り畳むことにより製造した。各フラップの平面は、それが取り付けられているバンドの側部の平面に垂直であった。
15インチ×14インチ方形ガラス繊維板をこのバンドの４枚の側部/面の内側に、１面毎に１枚、ポリスルフィド接着剤(PROSEAL 890 B-1/2,Courtaulds Aerospaceの製品)を使用して糊付けした。同様に、８枚の3.5インチ×15インチ方形ガラス繊維板を、１フラップ毎に１枚、フラップの内側に糊付けした。使用したガラス繊維で強化したエポキシ板は、3M Corporationの市販品のScotsply Reinforced Composites,1002タイプ、クロスプライ0.060で、面密度2.69kg/m2であった。バンドは折り畳み可能であった。
17インチ幅の第２のバンドを、やや大きいマンドレルの周りに35回、同様に巻き付けた。また、17インチ幅の第３のバンドを、第２のバンドで使用したマンドレルよりもやや大きいもう一つのマンドレルの周りに同様に35回巻き付けた。これらのバンドのいずれも、フラップ又はガラス繊維板を有していなかった。いずれのバンドも折り畳み可能であった。ガラス繊維板を含む３つのバンドは、総重量12.5kg(27.5lb)であった。バンドは、単独で面密度4.73kg/m2を有していた。繊維の約50重量%は、フープ又はバンド方向の連続長さ繊維であった。
耐爆風試験を以下の如く実施した。ボックスAの第１のバンドをテーブルにその側部を設置、即ち、その開口側部を上下にして設置した。薄い低密度ポリエチレンプラスチックバッグを、該バンドの底部開口側を完全に横切って設置した。C4爆発物装入材料8オンスを幾何学的中心に設置した。内部キャビティの残余をPfizer Inc.より市販の、BARBASOL(登録商標)銘柄のシェービングクリーム(フォーム密度約0.053g/c3,発泡剤イソブタン)で充填した。次いで、やや大きい第２のバンドを、第１のバンドの元の開口側部を覆うその対向面の２つで第１のバンドの上にスライドして載せた。次いで、やや大きい第３のバンドをこのアセンブリの上にスライドさせた。装入材料の爆発時、コンテナは少し湾曲し、数秒間、コンテナからの放出があった。コンテナを空にして、乾燥させて、C4の12オンスで再テストし、(前と同様に)シェービングクリームでキャビティを再充填した。装入材料は、コンテナをバラバラにした。
実施例８
４つの各々が同一なチューブからなる、さらなる４シリーズのチューブを、試験のために調製した。全てのシリーズにおいて、かかるチューブは実質上正方形の断面を有し、その側長は、１９．０５ｃｍ(７．５インチ)であり、及びその両端は開いていた。
第１及び第２シリーズにおいて、チューブの総長は，それぞれ３８．１ｃｍ(１５インチ)及び５７．２ｃｍ(２２．５インチ)であり、並びに下記に記載の方法によってその調製を行った。規定された幅(３８．１ｃｍ又は６．４ｃｍ)のＳＰＥＣＴＲＡ  ＳＨＩＥＬＤ  ＰＣＲ複合材ストリップを、実施例３に記載の、丸みを帯びたエッジを有する心棒の周りに巻き付けた。壁面密度が２．８６ｋｇ／ｍ2であるチューブを作製するために、十分な回数の巻き付けを行った。その他の全ての点において、チューブの構造は、実施例２に記載の、Ｂｏｘ１に対するバンドの巻き付けと同様であり、すなわち、ＫＲＡＴＯＮ接着剤溶液を用い、連続的な巻き付けたものを強化した。
第３及び第４シリーズにおいて、チューブの総長はそれぞれ３８．１ｃｍ(１５インチ)及び５７．２ｃｍ(２２．５インチ)であり、並びに下記に記載の方法によってその調製を行った。規定された幅(３８．１ｃｍ又は６．４ｃｍ)のＳＰＥＣＴＲＡ  ＳＨＩＥＬＤ  ＰＣＲ複合材ストリップを、実施例３に記載の、丸みを帯びたエッジを有する心棒の周りに巻き付けた。壁面密度が２．８６ｋｇ／ｍ2であるチューブを作製するために、十分な回数の巻き付けを行った。接着剤を用いなかったが、一般的なローリングピンを用いて巻き付けに成功した。巻き付けられたバンド／チューブを、低圧下で油圧圧縮機のプラテンの間に置き、１２０℃にて１５分間成型した。心棒のエッジが丸みを帯びているため、ＳＰＥＣＴＲＡ  ＳＨＩＥＬＤ層は、エッジに沿っては完全には強化されなかった。
前記のチューブを、下記の方法によって評価した。爆薬を各々のチューブの幾何学的中心に置き、電気的に爆轟させた。評価に用いた最初の爆薬は、４３ｇ(１．５オンス)であり、４つの異なるタイプのチューブ全てが破壊されなかった。爆薬を５７ｇ(２オンス)にすると、しかしながら、４つの異なるタイプのチューブ全てが破壊された。４つの異なるチューブ構造に対する計算されたＣ50値は、それゆえに、４８ｇ(１．７５オンス)である。データを表３に示す。
実施例９
実施例６に記載のチューブと同様のチューブを構築する。加えて、５つの２．５４ｃｍ(１インチ)の幅を有する一方向性ＳＰＥＣＴＲＡプレプレッグのバンド(実施例６において０°／９０°ＳＰＥＣＴＲＡ  ＳＨＩＥＬＤ  ＰＣＲに対して加えた一方向性プレプレッグと同様のもの)を、各々のチューブにおいて１０．２ｃｍ(４インチ)の間隔をとってフープ方向に巻く。接着剤、又は熱及び圧力のいずれかを、一方向性のバンドを強化するために用いることができるが、後者が好ましい。約１２０℃の温度及び０．３５１ｋｇ／ｃｍ2(５ｐｓｉ)の圧力で３０分間という条件が適切である。かかるバンドの面積密度は、チューブの面積密度の５０％である。かかるバンドがチューブ面積の２０％を占めていることから、かかるバンドはチューブに対して１０％の重量を加えることになるであろう。かかるチューブを、実施例５及び実施例６に記載のチューブと比較できる方法で評価する場合、バンドは裂け目の長さを４インチまでに制限し、及びにかかる裂け目を通してのガス損失速度を制御するであろうということが予想される。
実施例１０
本実施例においては、下記の方法によって、二つの同様な立方体の箱Ａ及びＢを、試験のために組み立てた。
面積密度が０．１３５ｋｇ／ｍ2であるＳＰＥＣＴＲＡ  ＳＨＩＥＬＤ▲Ｒ▼  ＰＣＲ複合材物質からなる４３．２ｃｍ(２７インチ)幅のシートを、３８．１ｃｍ(１５インチ)の側長を有し断面が正方形である心棒の周りに、１８連続層となるように巻き付けた。５重量％のＫＲＡＴＯＮ  Ｄ１１０７接着剤溶液を、巻き付けが進行する際に、塗装ローラを用いてシートの外側に塗布することによって、連続的な巻き付け層の間に接着剤を提供した。第２に、ＳＰＥＣＴＲＡ  ＳＨＩＥＬＤ  ＰＣＲ複合材物質からなる１７インチ幅のシートを、巻き付けられた最初のシートの中心上に置き、同様な方法で１８回連続して巻き付けを行った。生じたバンドを常温(約７０・)にて心棒上で一晩乾燥し、次に取り除いた。バンドの４３．２ｃｍ(２７インチ)幅部分を、４３．２ｃｍ(１７インチ)幅のバンド及び８つの１２．７ｃｍ(５インチ)幅のフラップ(１７インチ幅のバンドの両端において４つずつ、一つの表面あたり２つずつ)ができるように、コーナーにおいて十分な長さにわたって切断した。かかるフラップを、シートの切断された部分をバンド幅の線に沿って折り返すことにより作製した。各々のフラップの平面は、かかるフラップが付いているバンドの端面に対して、垂直であった。
４つの１５インチ×１４インチ方形の繊維ガラス板を、かかるバンドの４つの側面／表面の内側に、一つの面あたり一枚、ポリスルフィド接着剤(ＰＲＯＳＥＡＬ  ８９０―Ｂ―１／２、コートールド  エアロスペース社製)を用いて接着した。同様に、８つの８．８９ｃｍ(３．５インチ)×３８．１ｃｍ(１５インチ)方形の繊維ガラス板を、フラップあたり一つ、フラップの内側に接着した。用いた繊維ガラス強化エポキシ板は、Ｓｃｏｔｓｐｌｙ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ、１００２型、クロスプライ０．０６０、であり、３Ｍ社から製品として入手可能であり、面積密度は２．６９ｋｇ／ｍ2であった。かかるバンドは折り畳むことができた。
４３．２ｃｍ(１７インチ)幅の第２のバンドが、幾分大きい心棒の周りに、同様に３５回巻き付けられた。同様に１７インチ幅である第３のバンドが、第２のバンド巻き付けの際に用いた心棒より幾分大きい、もう１つの心棒の周りに、同様に３５回巻き付けられた。どちらのバンドも、フラップ又は繊維ガラス板を有さなかった。どちらのバンドも折り畳むことができた。かかる３つのバンドは、繊維ガラス板を含めて、総重量が１２．５ｋｇ(２７．５ｌｂ)であった。かかるバンドのみの面積密度は４．７３ｋｇ／ｍ2であった。約５０重量パーセントの繊維は、フープ又はバンド方向において連続長繊維であった。
爆発抵抗試験を下記のように行った。箱Ａの第１バンドを端がテーブル上にくるように置いた、すなわち、バンドの開放面が上部と底部になるようにした。薄い低密度ポリエチレンプラスチック容器を、バンドの開放底面を完全に横切る形で置いた。８オンスのＣ４爆薬を幾何学中心に置いた。内部空間の残りを、プヒッツァー社から商業的に入手可能な、ＢＡＲＢＡＳＯＬ▲Ｒ▼銘柄のシェービングクリーム(泡の密度が約０．０５３ｇ／ｃ3、発泡剤はイソブタン)で満たした。幾分より大きい第２のバンドを次に、もともと第１バンドの開放面であったところを向かい合う２つの面が覆うように、滑り込ませた。幾分より大きい第３のバンドを、かかる集合体に対して滑り込ませた。爆薬を起爆させたとき、コンテナに小さなひずみが生じ、数秒間にわたってコンテナからの排出があった。かかるコンテナを空にし、乾燥し、１２オンスのＣ４を用いて再試験を行ったが、この際も空間をシェービングクリームで満たした(前記と同様)。かかる爆薬によって、コンテナはばらばらになった。
箱Ｂにおいても、２８３．５ｇ(１０オンス)のＣ４に対して、空間をシェービングクリームで満たして、同様に試験を行った。小さなコンテナのひずみが生じ、数秒間にわたって排出が起こった。かかるコンテナを空にし、乾燥し、シェービングクリームを空間に入れずに、１７０ｇ(６オンス)のＣ４に対して再試験した。Ｃ４を起爆させると、コンテナのエッジから炎が発出した。コンテナはそのままであったが、燃えだし、続いて炎によって破壊された。かかるコンテナ集合体(水性の泡を含む)のＣ50値は３１２ｇ(１１オンス)であった。
実施例１１
内部側長３８．１ｃｍ(１５インチ)の方形のコンテナを、２１５デニール、２．５４ｃｍ(１インチ)あたり５５端×５５端、平織物、面積密度が０．１１２ｋｇ／ｍ2(３．３０ｏｚ／ｙｄ2)であるＳＰＥＣＴＲＡ  １０００からなる３つのバンドから組み立てた。内部バンドにおいては、構造的な支持を提供するために、各々の表面及びフラップに対して、アルミニウムのピクチャーフレームを組み込んだ；かかるフレームは、面積密度が４．１６ｋｇ／ｍ2である、１／１６インチの厚さのアルミニウム板から切り出した。かかるバンドは容易に折り畳むことができ、並びに外部のバンドは筒状に丸めることもできた。
内部バンドにおいて、フラップが形成できるように、最初の４つの層を余分のある幅で切断した。６８．６ｃｍ(２７インチ)幅の織物２巻き分を心棒に巻いた。外側が１４．７５インチで内側が２９．８ｃｍ(１１．７５インチ)である(フレームの幅は１．５インチ)正方形のアルミニウムのピクチャーフレームを、両面テープを用いて、バンドの４つの側面各々に取り付けた。かかるフレームは、箱の４つの側面に対して支持として振る舞うことができた。フラップに対していくらかの堅固性を与えるために、アルミニウムシートの固体断片を、各々のピクチャーフレームの右と左に、フレームから約１／２インチの隙間を空けて取り付けた。かかる８つの断片の大きさは、１４．７５インチ×３．０インチであった。４つの断片のセットを、バンドの各々の側面に置いた。各々のセットにおいて、心棒をはさんで反対側にある２つのプレートを、角度が４５度で短い辺がピクチャーフレームから遠い向きにある台形に切断することによって修飾した。このことにより、フラップの間のエッジに沿って織物を切断することなしに、立方体の側部を形成するためにフラップを内側に９０度折り畳むことができるようになった(一旦、心棒から取り外す)。図９Ａ―９Ｅ及び付随の議論を参照のこと(上記)。内部バンドを完成させるために、２７インチ幅の織物を更に２巻き分ピクチャーフレームの周りに巻いた。２７インチ幅部分の中央に位置させた２１巻き分の１５インチ幅の織物を、心棒に巻き、合わせて２５層とした。全ての織物を、必要に応じて両面テープで一時的に張り合わせ、心棒から取り外し、縫い糸(３端の２１５デニールＳＰＡＣＴＲＡ１０００紡ぎ糸から作製した；Ａｄ ｖａｎｃｅｄ  Ｆｉｂｅｒｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓによって製造された；これより後“縫い糸”は他に言及が無い場合このものである)で手縫いして織物層とアルミニウムパネルを一体化した(図９Ａ)。２つ１組であるＶＥＬＣＲＯ銘柄の結合ホックと環状結合帯(１インチ×６インチ)をフラップの外部エッジに沿って縫いつけることによって、中央パネルの２つの側面において、内側に対して９０度折り畳んだとき、４つのフラップからなる各々のセット中のフラップを互いにつなぎ合わせることができた(図９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ)。上記を行ったとき、自立構造で立っている立方体構造が形成された(図９Ｅ)。ＶＥＲＣＲＯファスナーを開放することにより、内部バンドをたやすく平らに折り畳むことができた。
中間バンドを、上記に記載の立方体に形成された内部バンドの周りに、３８．１ｃｍ(１５インチ)幅の織物ストリップを手で巻くことによって作製した。２５巻き分の織物を巻いた。巻き付けの方向は、内部バンドの二つの閉じた側面上及び二つの開いた側面上(フラップが位置する)であった。再び、バンドを一時的にテープで張り合わせた後、縫い糸を用いて、一つの側面をその幅の分量だけ一度手縫いした。中間バンドは、巻き付けられた方向において、容易に巻き取ることができた。
外部バンドを、中間バンドの様に、２５巻き分の織物から作製したが、下になっているバンドを完全に覆うために、織物ストリップの幅は１６インチであった。かかる外部バンドを、集合させた内部及び中間バンドの上に織物を巻き付けることによって作製した。巻き付け方向は、内部バンドの閉じた二つの側面及び開いた２つの側面上であったが、中間バンドに対して垂直であった。テープでの張り合わせ及び縫う作業を中間バンドの場合と同様に行った。かかる外部バンドは巻き付けられた方向において、容易に巻き取ることができた。
集合させられた立方体コンテナは、フラップからの寄与による面積密度を除いて、個々のバンドの２倍の織物面積密度を有していた。かかるバンドの最終重量は：内部バンド−３．７５ｋｇ；中間バンド−１．７７ｋｇ；及び外部バンド−１．８７ｋｇ；総重量−７．３９ｋｇであった。内部バンドのフレーム及びフラップ中に導入されたアルミニウムシートは、かかる総重量のうち約１．３３ｋｇを占めた。約５０重量パーセントの繊維は、フープ又はバンド方向において連続長繊維であった。
１１３．５グラム(４オンス)のＣ４をバンドの幾何学的中心に置いた後、かかる内部バンドを、実施例１０の記載と同様に、水性の泡(ＢＡＲＢＡＳＯＬ商標のシェービングクリーム)で満たした。第２及び第３バンドを、実施例１０の記載と同様に、内部バンド上に集合させ、Ａｎｄｅｒｓｏｎ  Ｂｌａｓｔｇｕａｇｅを、コンテナ集合体の中心から０．７６ｍ(２．５フィート)及び１．５２ｍ(５フィート)の位置に、過圧を測定するために２つの表面に対して平行に置いた。{Ａｎｄｅｒｓｏｎ  Ｂｌａｓｔｇｕａｇｅ計器は、１０個の異なる直径の円孔を空けられた２つの平らなアルミニウム板からなり、４つのねじ及びウィングナットを備えている。標準的なゼロックス(＃２０ｌｂ)複写用紙が２つの板の間に挿入され、ねじ及びウィングナットによってきつく保持されることにより、１０個の異なる直径を有する紙の隔膜が形成される。種々の隔膜における紙の損傷によって、過圧が評価される。}
爆轟において、立方体は膨張し及び幾らかの泡が立方体の角から漏れ、その際にシーッという音が爆轟後約１秒間続いた。Ａｎｄｅｒｓｏｎ計器の穴にはなんの損傷も見られず，このことはコンテナから２．５ｆｔ及び５ｆｔの距離において、過圧が０．９ｐｓｉ未満であったことを示している。対照的に、コンテナに入っていない爆薬による過圧は、５ｆｔにおいて６．５ｐｓｉ、７．５ｆｔにおいて３．２ｐｓｉ乃至５．６ｐｓｉの間、及び１０ｆｔにおいて２．０ｐｓｉ乃至３．７ｐｓｉの間であった。泡は内部バンドの織物表面を貫通しなかった。
コンテナを空にし、乾燥し、６オンスのＣ４を用いて、空間を再びシェービングクリームで満たして、再試験した。かかるコンテナ集合体は起爆によって変化しなかった。かかるコンテナを再度空にし、乾燥し、１０オンスのＣ４を用いて、空間をもう一度シェービングクリームで満たして、再試験した。爆轟において、かかるコンテナはばらばらになった。
かかるコンテナ集合体(水性の泡も含む)のＣ50値は８オンスであった(爆薬の増加が、本実施例中のものと比べて、典型的により小さいことに注意されたい。)。
実施例１２―１６
実施例１２―１６において、コンテナ及びコンテナ集合体に対して、コンテナの構築に異なる物質を用いて、しかしながら同様の３バンドデザインで、爆発軽減物質(水性の泡)を用いて及び用いないで、対照実験を行った。かかる実施例の全てにおいて、各々の３つのバンドの面積密度は２．８ｋｇ／ｍ2であり、コンテナの総重量は７．４ｋｇ(１６．３ｌｂ)であり、及び内部空間(体積)は側長が３８．１ｃｍ(１５インチ)である立方体であった。
試験をＨ．Ｐ．Ｗｈｉｔｅ実験室で行った。水性の泡を用いた場合、堅固性を提供するためにフラップを折り畳み、及び所定量の爆薬を適切に爆轟線に接続して、バンド１をテーブル上に置いた(爆轟線は、コンテナの幾何学中心に置かれた爆薬を支持するためにも用いられた)。バンド１の一つの空いた側面をテーブルに接地させ、低密度ポリエチレン(ＬＤＰＥ)プラスチック容器をバンド１の中に置いて底の空いた面を覆った。実施例１０の記載と同様に、ＢＡＲＢＡＳＯＬ商標のシェービングクリームを空間に注いだ。バンド２及びバンド３を、前記の実施例の記載と同様の場所に位置させた。かかる立方体のコンテナを木挽き台の上に置き、爆薬を爆轟させた。ビデオ画像を録画し、いくつかの場合においては、コンテナから２．５ｆｔ及び５．０ｆｔの距離における過圧を、実施例１１の記載と同様に測定した。水性の泡を用いなかった場合、ＬＤＰＥ容器及びシェービングクリームを用いないで集合を行った。
試験は、各々のシリーズの同様のコンテナにおいて爆薬量を変化させながら、Ｃ50値を確立することを目的として行った。爆発データ及びＣ50値の概要を表４及び表５にそれぞれ示す。
実施例１２
本実施例において用いた繊維は、細いＳＰＥＣＴＲＡ１０００であり、かかる繊維は、２１５デニール、１インチあたり５５端×５５端、平織物、面積密度が０．１１２ｋｇ／ｍ2(３．３０ｏｚ／ｙｄ2)であった。一連の同様の細い繊維からなるコンテナを下記の方法により構築した。
ａ．バンド１の内部シェルを、２７インチ幅の繊維層を３０インチの長い板の周りに巻き付けることにより構築した。２回巻き付けた後、アルミニウムのピクチャーフレーム及びフラップを両面テープで、実施例１１の記載と同様に、貼り付けた。さらに２回巻き付け、フラップ及びピクチャーフレームを、実施例１１の記載と同様に、所定の位置に縫い込んだ。２つ１組のＶＥＲＣＲＯ銘柄の結合ホック及び環状ファスナーをフラップの外部に取り付けた。フラップを折り畳みファスナーを閉めたとき、内部シェルはそれ自体の自立構造で立っている立方体となった(構築の間のさらなる堅固さを求めて、バンドを巻くために、立方体型の心棒を立方体の空間の中に挿入した。)。かかるアルミニウムのピクチャーフレームの外側の側長は１４インチであり、内側の側長は１１インチであった。２つのフラップは方形であり、１４インチ×３インチの側長を有した。他の二つのフラップは、方形を４５°で切断した台形であり、最も長い側長が１４インチであった。ピクチャーフレーム及びフラップの重量は１．６５ｋｇ(３．６３ｌｂ)であった。１５インチ幅の織物を内部シェルに巻くことにより、表面において２．８ｋｇ／ｍ2の面積密度を達成した(アルミニウムの重量は除く。)。かかる織物を一つの側面から別の側面へと縫い合わせることによりバンド１を形成する。
ｂ．バンド２を、実施例１１の記載と同様に、１５インチ幅の織物ストリップを用いて、バンド１の周りに巻いた。かかるバンドを、実施例１１の記載と同様な縫い糸を用いて、一つの側面から別の側面へと縫い合わせることにより、密着したバンドが作られる。
ｃ．バンド３を、実施例１１の記載と同様に、バンド１及びバンド２の周りに巻き、バンド２と同様の方法によって縫い合わせた。
結果及びＣ50値を表４及び表５にそれぞれ示す。
実施例１３
実施例１２を下記の変更と共に繰り返した。バンドを形成するのに使用した物質は粗いＳＰＥＣＴＲＡ９００であり、かかる物質は、１２００デニール、１インチあたり２１端×２１端、面積密度が０．２８８ｋｇ／ｍ2、平織物であった。本実施例の内部シェルを作製するために、ピクチャーフレーム及びフラップを装着する前に、２７インチ幅の帯を一回だけ巻き付けた。２７インチ幅の織物をもう一回巻き付け、ピクチャーフレーム及びフラップを二層の間に縫い込んだ。試験結果及びＣ50値を表４及び表５にそれぞれ示す。
実施例１４
下記の変更と共に実施例１２を繰り返した。バンドを形成するために用いた物質は、実施例２において前記した、面積密度が０．１３４ｋｇ／ｍ2である、ＳＰＥＣＴＲＡ  ＳＨＩＥＬＤ複合材であった。約５０重量パーセントの繊維は、フープ又はバンド方向において連続長繊維であった。コンテナを下記の方法に従って構築した。
ａ．内部シェルを、実施例１２の記載と同様に、細い織物、ピクチャーフレーム及びフラップから構築した。
ｂ．バンド１を、１５インチ幅のＳＰＥＣＴＲＡ  ＳＨＩＥＬＤ複合材を０．１２５インチの厚さを有する３０インチの長いアルミニウムの板の周りに巻き付けることによって、構築した。１４インチ×１８インチのアルミニウムの板を用いて、かかる板の１８インチ方向が１５インチ幅の複合材ストリップに対応して及び部分的に重なるように、バンドを作製した。かかる板をストリップの上に置くことにより、長径の両端において０．５インチの間隙ができ、長径の中央には１インチの間隙ができた。かかる板を複合材ストラップを巻き付けた物の両面に、成形するために、向かい合わせに置いた。
ｃ．かかるバンドを、水圧圧縮機中で、１０トンの圧力で、約１２５℃の温度にて、約３０分間にわたって成形し、１５インチ幅×１４インチ長(フープ又はバンド方向において)であり、４つの強化されていないエッジ(１５インチ幅×１インチ長)によって分割された、４つの強化された面を作製した。かかる４つの強化されていないエッジは、４つの板の間隙に相当する。
ｄ．バンド１をアルミニウムの板から取り除き、立方体の形にした。内部シェルを、同じ軸を有するようにバンド１に挿入した。
ｅ．バンド２を３０．７５インチの長い板に巻き付け、間隙が相当して大きいことを除いては、バンド１と同様の方法で成型した。
ｆ．バンド３を３１．２５インチの長い板に巻き付け、間隙が相当して大きいことを除いては、バンド１と同様の方法で成型した。
試験結果及びＣ50値を表４及び表５にそれぞれ示す。
実施例１５
下記の変更と共に実施例１４を繰り返した。バンドを形成するために用いた物質は、ＳＰＥＣＴＲＡプロプレッグシートであった。(一方向性のシートであり、アライドシグナル社から商業的に入手可能。面積密度は０．０６７ｋｇ／ｍ2。)各々のバンドの最初と最後に２巻き分のＳＰＥＣＴＲＡ  ＳＨＩＥＬＤ複合材ストリップを用いたことを除いて、コンテナを同様の方法で構築した。バンド１は、７８重量パーセントの一方向性テープ及び２２重量パーセントのＳＰＥＣＴＲＡ  ＳＨＩＥＬＤを含有していた。バンド２及びバンド３は、８１重量パーセントの一方向性テープ及び１９重量パーセントのＳＰＥＣＴＲＡ  ＳＨＩＥＬＤを含有していた。約９０重量パーセントの繊維が、フープ又はバンド方向において連続長繊維であった。試験結果及びＣ50値を表４及び表５にそれぞれ示す。
実施例１６
下記の変更と共に実施例１２を繰り返した。内部シェル及びバンドを形成するために用いた物質は、粗い(３０００)ＫＥＶＬＡＲ▲Ｒ▼１２９アラミド織物であり、かかる織物は、面積密度が０．４４６ｋｇ／ｍ2、７４５型、１インチあたり１７端×１７端であった。試験結果及びＣ50値を表４及び表５にそれぞれ示す。
実施例１７
本実施例において、一連の４つの箱を、下記に従って、対照実験のために作製した。４．５ｋｇ(９．９ｌｂ)の重量を有し、１７インチの側長を有する、回転成形された線形低密度ポリエチレンの立方体を、Ｅｎｔｅｃフィラメント巻き取り機上の２つの板の間に置いた。ＳＰＥＣＴＲＡ  ＳＨＩＥＬＤ  ＰＣＲ(面積密度が０．０６７５ｋｇ／ｍ2で、８０重量％のＳＰＥＣＴＡ１０００繊維及び２０重量％のＫＲＡＴＯＮ  Ｄ１１０７結合剤からなる)の前駆体である一方向性テープからなる１７インチ幅のストリップを、立方体をｘ軸の周りで回転させながら、立方体の４つの側面の周りに９回巻いた。一方向性テープを巻く際に、接着剤層(トルエン中で、５重量パーセントのＫＲＡＴＯＮ  Ｄ１１０７)を塗装ローラによって塗布した。かかる立方体を、一分間に２回乃至３回の速度で回転させ、接着剤を塗布する必要のために断続的に停止させた。かかる工程を、最初に立方体をそのｙ軸の周りで回転させることにより、及び最後には立方体をそのｚ軸の周りで回転させることによって繰り返した。９回の巻き付けによる３つのバンドからなる第２のセットを、同様の巻き付け方向の順序(ｘの次にｙ、その次にｚ)で繰り返した。２．５インチの正方形を、一つの角の近くにおいて、一つの表面から切り取った。かかる正方形の孔の側面は、表面の側面と並行であり、近接する２つのエッジから２インチの場所にあった。巻き付けられたコンテナの重量は７．６ｋｇ(１６．７ｌｂ)であり、巻き付けられた物質の面積密度は２．４３ｋｇ／ｍ2であった。爆発の際に孔をふさぐことができるように、３インチ×５インチ×０．２５インチの大きさのアルミニウムの板を、孔を通して箱の中に斜めに挿入した。調節のために、２．４インチ×２．４インチ×０．２５インチの大きさの正方形の合板を、両面テープを用いてアルミニウム板の中央に付着させた。合板及びアルミニウム板に空けられた０．０６２５インチの直径の２つの孔に、紙クリップの輪を通した。０．２５インチの直径を有するナイロンチューブを、板を所定の位置に固定するためにかかる輪に挿入した。爆轟線を設置するために、近接した側面の中心に、小さい孔(０．０６２５インチ)を空けた。２つのＳＰＥＣＴＲＡ  ＳＨＩＥＬＤ(３インチの幅で、９回分の巻き付け長さに相当する)の帯を、正方形の孔中で重なって保持されたアルミニウム板の上を通るように、各々の立方体に巻き付けた。かかる二つの帯は、立方体のエッジに対して平行であり、その長径方向は正方形の孔上で直角をなしていた。生じたバンドを固定するために、最初の、中間の及び最後の各々のストリップにおいて、ダクトテープを使用した。従って、コンテナの周りに位置した２つの互いに直交したバンドがあり、かかるバンドの両方が入り口の孔を覆っていた。
爆発緩和物質を内部に含まない３つのコンテナを、２８ｇ(１ｏｚ)、４３ｇ(１．５ｏｚ)、及び５７ｇ(２ｏｚ)のＣ４爆薬に対してそれぞれ試験した。各々がより低い爆発重量で試験した二つのコンテナは爆薬を抑え(合格)、一方５７ｇ(２７ｏｚ)の爆薬重量にて試験したコンテナは、立方体の異なるエッジにおいて３．５インチ及び５インチの裂け目を伴い破裂した。
第４のコンテナに、凝縮性気体(１，１，２，２−テトラフルオロエタン)でありアライドシグナル社から商業的に入手可能なＧＥＮＥＴＲＯＮ  １３４Ａを充填し、５７ｇ(２ｏｚ)のＣ４爆薬に対して試験した。かかるコンテナは破壊されなかった。
実施例１８
２シリーズの織物チューブを調製したが、１つはＳＰＥＣＴＲＡ  １０００繊維(９５２型、クラーク  シュエベル社製、１インチあたり３４端×３４端、平織物、面積密度は０．２０４ｋｇ／ｍ2)を利用し、もう一つはＫＥ ＶＬＡＲ  ２９紡ぎ糸(７２８型、クラーク  シュエベル社製、一インチあたり１７端×１７端、平織物、１５００デニール、面積密度は０．２２６ｋｇ／ｍ2)を利用した。各々のチューブを下記に従って調製した。
ａ．３６インチ×１５インチのワイヤメッシュ(メッシュ穴が０．５インチ)を、側長が７．５インチである正方形の木製の心棒に巻き付けた。ワイヤーメッシュの末端は部分的に重なっており、一緒にテープで留められた。
ｂ．１５インチ幅の織物をワイヤーメッシュフレームの周りに巻き付け、十分な回数巻き付けることにより３．１ｋｇ／ｍ2の織物面積密度を達成した。
ｃ．かかる集合体を、心棒から外した。
ｄ．巻き付けられた織物を、全ての層を通して一つの面からもう一つの面へと縫うことにより、縫い合わせた。ＫＥ ＶＬＡＲ  ２９縫い糸を、連続的な縫い目を手縫いするために用いた。
ＳＰＥＣＴＲＡ繊維から作製された４つの同様なチューブを、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３及びＳ４と称することにした。ＫＥＶＬＡＲ  ２９繊維から作製された四つの同様なチューブを、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３及びＫ４と称することにした。
チューブの幾何学的中心に置かれたＴＲＥＮＣＨＲＩＴＥ―５の球形の爆薬に対する試験を、実施例５の記載と同様に行った。チューブＳ４及びＫ４の両方に、比重が０．０５３ｇ／ｃｍ3である水性の泡、ＢＡＲＢＡＳＯＬ商標のシェービングクリームを充填した。結果を表６に示す。
ＳＰＥＣＴＲＡ繊維チューブに対するＣ50値は２．６３オンスと計算された。３オンスのＴＲＥＮＣＨＲＩＴＥ  ５をチューブＳ２及びＳ４に対して使用した。チューブＳ４は、水性の泡を充填してあったため、Ｓ２と比較してかなり良い爆発抵抗を提供した。チューブＳ２及びＳ４に対するビデオを用いた精密な調査からは、Ｓ２で観測された火球がＳ４においては完全に抑制されていること、及びＳ４の端から泡が噴出していることが示された。試験の後の調査は、Ｓ４の半分である１．５オンスの爆薬を有していたＳ１を含めた他の全てのチューブと比較して、Ｓ４が一番損傷をうけていないことを示している。
ＫＥ ＶＬＡＲ繊維チューブに対するＣ50値は２．５オンスと計算された。４オンスのＴＲＥＮＣＨＲＩＴＥ  ５をチューブＫ２及びＫ４に対して使用した。チューブＫ４は、水性の泡を充填してあったため、ほとんど損傷を示さなかった。
実施例１―９の議論
本実施例は、相互に保持し合い四つの側面を有する三つのバンドから構築される立方体のコンテナが、顕著な爆発抵抗を提供することを例証したものである。実施例２に記載の側長が１５インチであるＢｏ ｘ２は、実施例１に記載の側長が３１インチでありほとんど同様の面積密度を有する対照標準の立方体コンテナ(ＳＰＥＣＴＲＡ  ＳＨＩＥＬＤ複合材パネルを用いて作製された)と、ほとんど同じくらいの量の爆薬を含有することができた。このように、対照標準よりかなり軽く小さい箱、すなわち対照標準の１／４の重量で１／８の体積を含有する、を用いて同様の性能が得られている。加えて、本発明に従って設計された箱は、開閉が非常に簡単であり、起爆の際に長いロッドペネトレータとして振る舞うことができる鋼のヒンジピンを含有しない。興味深いことに、対照実験におけるＳＰＥＣＴＲＡ  ＳＨＩＥＬＤ複合材パネルを用いた箱は、ＫＥ ＶＬＡＲ複合材パネルを用いた箱より性能が高かった。
爆発試験後における実施例２に記載の箱の調査は、高速写真術の結果と合わせて、コンテナの破壊は“衝撃保持”(コンテナ壁に対する衝撃波の衝撃によって生じる破壊)によって起こるものではないということを例証している。衝撃保持は、立方体表面の中心におけるコンテナの破壊を生じさせたであろう。かかる破壊はいかなる場合においても観測されなかった；破損は箱のエッジに沿って生じた。爆発の際に、かかる箱のバンドは歪み、気体を排出することができた。フラップのある箱のフラップは、熱い気体の排出を削除することはしなかったが、その制御を補助することができた。かかる排出をさらに減少させるために、実施例３において、堅固なエポキシ内部シェルを組み込むことによって、内部バンドをより堅固に作製した。かかるコンテナは、最小の歪みで、急速な排出無しで、及び本質的には構造に対して目に見える恒久的な損傷無しで、６オンスの爆薬を容易に含有できた。
実施例５―７並びに表１及び２を参照すると、正方形の断面を有するチューブの破損は、エッジ長に沿った繊維の破壊によって引き起こされるということを明らかにできる。かかる裂け目はチューブ長に並行に配向しており、かかる配向は本質的にチューブのフープ方向と直行している。チューブのフープ方向において、実質上連続した繊維の断片を増加させることにより(実施例５対実施例６)、チューブの衝撃性能は増大した。繊維断片を５０％増加させることにより、Ｃ50値が５０％増加した。
表１及び表２に示した結果もまた、正方形の断面を有するチューブは円形の断面を有するチューブと比較して、より爆発耐性があったということを明らかに示している。正方形の断面を有するチューブは、歪むことによってより円形の断面に近くなって断面積が増大し、従ってチューブの内部体積が３０％くらい増大する。かかる増大は繊維が受ける歪み速度を効果的に低下させ、並びにかかる応答は高張力の作用速度を減少させ及びその大きさを減少させる、と信じられる。
表３及び正方形の断面積を有するチューブに関して示されているデータを参照すると、総チューブ長がより短く、並びにＳＰＥＣＴＲＡ  ＳＨＩＥＬＤ繊維質層が接着剤溶液を用いて固められた場合よりむしろ熱及び圧力によって固められた場合の方が、より少ない損傷しか生じないということが見受けられる。
全てのチューブにおいて、裂け目の方向はチューブ長に対して平行であった。結果として、実施例９において、補強一方向ストリップ(小バンド)を用いて、チューブをフープ方向に巻くことによって、裂け目長が制限された。裂け目長を制限することにより、かかる形態は気体の漏れ速度を制限すると期待され、それゆえに、本発明に従って構築されるチューブ及びコンテナを破滅的な破損に対して、より耐えうるものとする。
実施例１０―１６、１７及び１８の議論
全てのケースにおいて、爆発緩和物質(水性の泡)が、爆発耐性コンテナの有効性を十分に向上させた。圧迫された泡の温度は、約２５℃である周囲の温度よりかなり上昇した。典型的には、１７０ｇ(６オンス)のＣ４による爆発によって破壊されなかったコンテナ集合体中で計測した場合、泡の温度は７０℃であった。
実施例１１は、水性の泡は爆発を緩和するだけではなく、炎を妨げるということも示している。コンテナ及び泡からなる集合体におけるＣ50値のおよそ半分の量の爆薬によって、コンテナは十分な損傷を受け、さらに炎によって破壊される。
実施例１２―１６は、水性の泡が爆発防護の提供において極めて重要な役割を担っているということを示しており、泡が無い場合に含有することができる爆薬重量の２倍乃至４倍の爆薬重量に対して防御を提供している。かかる実施例はさらに、より高デニールのＳＰＥＣＴＲＡ９００紡ぎ糸から構築した粗い繊維が、より低デニールのＳＰＥＣＴＲＡ１０００紡ぎ糸を用いた、より相当高価である緻密な繊維と同様な爆発防護を与えるということも示している。全ての実施例は、空のときに、すなわち爆発緩和物質がそこに入っていないとき、折り畳むことのできるコンテナを含有していた。かかるコンテナは、空間が圧迫された環境において特に有用である。
実施例１７は、低い音波速度であり圧縮可能な気体と空気を置き換えて、閉包するためにバンド及びドアを有する折り畳めないコンテナと組み合わせると、爆発抵抗が改善されることを例証している。爆発からの衝撃波の緩和に加えて、かかる気体は酸化過程を阻害し炎を防ぐこともできる。
実施例１８は、閉鎖されたコンテナにおいて水性の泡により達成された有利な点はまた、爆発指向性チューブの中でも実現させることができるであろうことを例証している。
前記の本明細書から、当業者は本発明の本質的な特性を容易に確かめることが可能であり、並びに、本発明の主旨及び範囲から離れることなしに、種々の用途及び条件に適合させるために、種々の本発明の変形及び改良形を作製することができる。
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
0004502409.tif 000009
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
0004502409.tif 000011
【図１Ｅ】
0004502409.tif 000012
【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図２Ａ】
0004502409.tif 000015
【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
0004502409.tif 000017
【図３Ａ】
0004502409.tif 000018
【図３Ｂ】
0004502409.tif 000019
【図３Ｃ】
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【図４】
0004502409.tif 000021
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
0004502409.tif 000023
【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
0004502409.tif 000025
【図６Ｂ】
0004502409.tif 000026
【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
0004502409.tif 000031
【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１０Ｇ】
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【図１０Ｈ】
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【図１０Ｉ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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