CN1110687C - 抗爆和爆炸定向的集装箱组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于装爆炸物品和爆炸时防止或降低损害的抗爆和爆炸定向集装箱组件。该集装箱组件包括抗爆材料组成的集装箱和在集装箱中有爆炸缓冲材料。该集装箱在空载时是可折叠的，以便储存。该集装箱组件可用在重量是一个重要因素的飞机上，如在客舱作为货架或保护设备。它们作为危险物品，例如像炸弹与手榴弹之类的火药和炸药的运输设备也是有用的。

Description

抗爆和爆炸定向的集装箱组件

                       相关申请

本申请是于1995年9月25日待决申请08/533,589的后续部分申请。

                       发明背景技术

1、发明领域

本发明涉及集装箱组件。更具体地，本发明涉及用于接收爆炸品及爆炸时可防止伤害或使伤害减到最小的各种防爆和爆炸定向集装箱组件。这些集装箱组件具有作为危险品例如像炸弹和手榴弹之类的火药和炸药的放置和运输设备的功用，特别在重量是一个重要考虑因素的飞机中，更特别在飞机的货舱和客舱中尤其如此。它们对反恐怖份子和其他威胁的防爆小队人员也特别有用。

2、现有技术

作为对1988年泛美航空公司班机在苏格兰洛克比上空被恐怖份子爆炸事件的反应，在爆炸和飞机-救生技术方面的专家已研究出使商业班机对恐怖份子使用炸弹更有反抗能力的方法。这些研究的一个结果是研制与推广应用新一代爆炸探测设备。但是，作为现实问题，依然存在着一个炸弹大小的阈值，探测超过该阀值的炸弹相对容易，但低于该阀值越多，炸弹就越不易被探测到。未探测到的炸弹可能会放到行李中，或被乘客带到机舱(客舱中)或放在飞机货箱中。形状呈立方体有钝边的飞机货箱，通常由铝制成，它重量轻但并不防爆。因此，近几年来已集中致力于重新设计既能抗低于这一阀值的炸弹、重量又轻的集装箱。

在Ashley，S.所著的 空中安全：抗爆行李集装箱设计，机械工程(Mechanical Engineering)第114卷第6期第81-86页(1992)中(它作为参考文献列于本文)，对重新设计的飞机货箱做了全面概述。在该文章中，公开的一种类型的集装箱被设计成可抑制冲击波并容纳爆炸碎片，同时安全地除去或排出高压气体，而另一种类型的集装箱被设计成通过将爆炸力排出飞机机体或离开飞机机体，而引导爆炸产物到飞机外。几种新设计都利用了既坚固重量又轻的复合材料。在这样一种设计中，硬性行李箱使用由例如从AlliedSignal Inc.购买到的SPECTRA^纤维之类的低密度材料织成的毡包裹，并用硬聚氨酯泡沫材料和多孔铝合金薄板作衬里。这种材料的夹层板把集装箱的四面包成了无缝的外套。在这点上，还可参见U.S.P.5 267 665，它作为参考文献列于本文。

为了装载或卸载，必须有通往集装箱内部的入口，该入口通常是门。由于来自集装箱内部的冲击波通常迫使门向外，因而门成为爆炸时集装箱的一个很大的弱点。如果门通过铰链和金属闩连接，闩成为很危险的飞射物。如果门是滑进凹槽或槽中，那么凹槽或槽会弯曲或扭曲，从而使集装箱打不开。因而，人们要求设计能消除上述通向集装箱内部的门的问题的集装箱。

U.S.P.5 312 182公开了硬性货箱集装箱，其中门通过滑进凹槽/轨道与联锁装置配合，以对这样一种爆炸冲击波作出表面反应，使扣得更紧，以抗设备的断裂。在欧洲专利申请0572965A1和U.S.P.5376 426、5 249 534和5 170 690中还描述了其他抗爆和/或爆炸定向的集装箱。它们作为参考文献列于本文。

储存和/或运输如炸弹之类的炸药或疑为炸药的集装箱，是人们已知的。例如参见U.S.P.5 225 622、4 889 258、4 432 285、4 055247、4 027 601和3 786 956，它们都作为参考文献列于本文。这些集装箱通常由具有固定形状并包括一种使炸药不接触外壳的结构的高强度外壳制成。用于构成外壳的高强度材料包括如不锈钢或钢板之类的金属和冲击玻璃纤维。所述的支撑构造包括在粘结剂中的蛭石、泡沫塑料(如聚苯乙烯泡沫)、泡沫橡胶和卡纸板。集装箱通常是重的，并具有庞大的固定形状或构造。

使用集装箱的环境可能有重量或空间限制，例如飞机所拥有的客舱或货舱。这些限制要求可折合的集装箱，在不用时折叠成紧凑的形状，便于储存。

本发明为克服现有技术缺陷而提供了抗爆和爆炸定向的集装箱组件，其中某些集装箱是可折合的。

                    本发明的简要说明

本发明是可用于装炸药的抗爆集装箱组件。集装箱组件包括抗爆材料集装箱，无载时可折叠。爆炸缓冲材料位于集装箱内。

在另一个实施方案中，抗爆集装箱组件包括至少三条带，其中一条带优选地有抗爆材料和爆炸缓冲材料。第一内带嵌套在第二带内，第二带嵌套在第三带内，所以这三条带都相对于彼此取向，以基本上包成一定容积，构成有一定厚度的集装箱壁，其壁厚度基本上等于至少两条带厚度的总和。爆炸缓冲材料位于内带内。

在一个特别优选的实施方案中，抗爆集装箱组件有至少三条可折叠的、抗爆材料无缝带和一层含水泡沫材料。抗爆材料有高强度纤维，其韧性至少约10克/旦和拉伸模量至少约200克/旦。当一条无缝带与另一条无缝带以其纵轴成直角装配起来时，无缝带一个嵌套在另一个中，基本形成一定容量，并形成厚度基本等于至少两条无缝带厚度之和的集装箱壁。无缝带拆开时，可折叠起来储存。内带优选地包括在其各边上形成边缘的可折叠的折板，使其坚固以防扭曲。如果内带由复合材料组成，则可通过固结使其坚固，或者如果不易固结，则通过向其添加硬板或其他支撑结构，使其坚固。位于内带内的含水泡沫材料优选地具有密度约0.01-0.10克/立方厘米，更优选地约0.03-0.08克/立方厘米。本实施方案对于飞机舱内紧急集装箱系统是特别有用的。

在另一个实施方案中，本发明是用于装炸药的抗爆集装箱组件，其中集装箱组件包括有一个入口的集装箱；位于集装箱内的爆炸缓冲材料；和至少一条抗爆材料的带。该带在集装箱上以第一个方向滑动，以环绕集装箱并至少部分地盖住入口，并且以第二个方向滑动环以至少部分地露出入口。如果入口没有任何门，那么一条或多条带优选地一起盖住至少约50％，更优选地至少约80％，最优选是全部入口表面区域，非常优选地盖住全部入口表面区域。如果入口有门，那么当门关在入口上时，带至少部分地盖住门的表面区域。可取的是，一条或多条带一起盖住至少约20％，更优选地至少约40％，非常优选地约60％的门的表面区域。本实施方案对于像在机场控制或除去采用探测或鉴别装置检查所发现的炸药是特别有用的。

在另一方面，本发明是用于装炸药的爆炸定向的集装箱组件，其中集装箱组件有至少一条抗爆材料密闭带和位于该带内的爆炸缓冲材料。该带有两个开口边，抗爆材料包括高强度纤维网，其中至少约50％(重量)，更优选地约75％(重量)的纤维在带的方向上具有连续长度。

本发明优选的集装箱组件三带盒的设计比现有技术的集装箱具有几个优点。因通过最深处带的一个或几个开口边，可以实现入口，从而不需要入口的门。这就消除了现有技术集装箱的一个弱点：不再需要带有钢棒的门和嵌板铰链，也不需要门-槽联锁系统。尽管有限的外部空间约束，其他改动使得更易进出集装箱内部装货或卸货。该盒子不受炸药气体的影响，并使气体通过有助于设计功能的角控制释放。生产这种盒子的技术不昂贵，也很很简单。盒子的带能按照要求制成硬的或柔性的。如果盒的带制成柔性的边和硬的面，那么它们可折叠起来以便更有效地储存，并以一套三件或三件以上基本平的部件(带)的方式运输，用于以后组装并与爆炸缓冲材料一起使用。

爆炸缓冲材料可以通过增加温度、相变，例如水的蒸发，从冲击波中吸收热能。它们可以通过压碎或粘-弹作用消失或吸收能量。可冷凝的气体(在泡沫材料中)可在升压下冷凝，由此向水相释放冷凝热。可冷凝的气体将引起冲击波速度的降低，并通过冷凝作用传递热能。动能能够传导给所有这些材料。

含水泡沫材料与作为起泡剂的可冷凝气体的使用明显延长了排出时间，并减少了危险。由此看出，它是优选的爆炸缓冲材料。

                      附图的简要说明

在参看以下附图和所附的优选实施方案的说明时，将会更全面地理解本发明，本发明的其他优点也变得显而易见，其中：

图1A是构成部分图1F集装箱组件10的带11的三维视图；

图1B是构成部分图1F集装箱组件10的带12的三维视图；

图1C是带13的三维视图，当带13填满爆炸缓冲材料14并与带11和12装配在一起时，带13构成了图1F集装箱组件10；

图1D是三维部分装配视图，它与图1E一起说明了集装箱10的装配顺序；

图1E是三维部分装配视图，它与图1D一起说明了集装箱10的装配顺序；

图1F是集装箱组件10的三维装配视图；

图1G是集装箱组件10中使用的一个任选的支撑结构17的三维视图；

图2A是带折板X和Y的另一种带12′的三维视图；

图2B是说明集装箱组件10′的装配顺序的三维部分装配视图；

图2C是集装箱组件10′的三维装配视图；

图3A是在角16切割，形成折叠时产生边18的部分的另一种带11″的三维视图；

图3B是带有边18的另一种带11″的三维视图；

图3C是说明集装箱组件10″装配顺序的三维部分装配视图；

图4是集装箱组件10的三维装配视图；

图5A是横截面呈六角形的另一种带11″″的三维视图；

图5B是另两条带11″″和12″″的三维部分装配视图；

图5C是集装箱组件10″″的三维装配视图；

图6A是说明与本发明集装箱组件10″″一起使用的与带12等效的两部件(M和N)的三维部分装配视图；

图6B是与图6A相似的三维部分装配视图，但加上了第三条带13″；

图6C是集装箱组件10″的三维装配视图；

图7A是关闭/有负载状态的抗爆集装箱组件20的三维装配视图；

图7B是打开/有负载状态的集装箱组件20的三维装配视图；

图8A是在有限空间内有装载/卸载能力的抗爆集装箱的内壳31的三维视图；

图8B是集装箱组件30的三维部分装配视图；

图8C是集装箱组件30的三维部分装配视图；

图8D是用于组件30的带40和41的三维视图；

图8E描述了处于关闭(装载)状态时的集装箱组件30；

图8F描述了处于打开(装载/卸载)状态时的集装箱组件30；

图9A是折叠产生边18′以前带有坚硬衬垫的带50的三维视图；

图9B是折叠产生边18′以前带有坚硬衬垫的带50的三维部分视图；

图9C是折叠过程中带50的三维部分视图；

图9D是折叠带50的三维部分视图；

图9E是折叠带50的三维部分视图；

图10A是拆开的货舱集装箱成套部件60的三维视图；

图10B是部分打开的带63的三维视图；

图10C是全部打开的带63的三维视图；

图10D是内装有行李61的打开的内带62的三维视图；

图10E是放在有负载内带62上的带63的三维视图；

图10F是放在已嵌套的带62和63上的带64的三维视图；

图10G是装配在货舱集装箱中的组件70的三维视图；

图10H是带62与附着其上的网69的三维视图；

图10I是带有任选的运载装置的集装箱组件70的三维视图；

图11A是含有爆炸缓冲材料14的本发明的爆炸定向管90的三维视图；和

图11B是其中有爆炸缓冲材料14的另一种本发明爆炸定向管95的三维视图。

                     本发明的详细说明

本技术领域的技术人员通过参看上述附图，将能更好地理解优选的发明。图中所说明的本发明优选实施方案不是无遗漏的，或不是将本发明限定在已公开的确切形式。有选择地描述或详细解释了本发明原理、其应用和实际使用，因此能使本技术领域的其他技术人员能最好地使用本发明。具体地，在附图中用平行线描述了抗爆材料的带，这些线大体上表示了带的环带方向的连续纤维/细线，即呈单向纤维带状。这种表示使人容易理解本发明——而它构成了本发明使用的一种结构，但不是唯一结构。

开始讨论附图集中于设计考虑，接着讨论适合的材料和这些材料如何影响结构的抗爆和/或爆炸定向能力。

参看图1F，数字10表示抗爆集装箱组件。集装箱组件10的构造对本发明的优点是关键性的。集装箱包括一套至少三个嵌套的并互相加强的四面连续的材料11、12和13的带，这些带组装成一个立方体。参见图1A、1B和1C。“带”表示薄的、平的、包围了一定容积的条。正如描述的那样，包围的一定容积的横截面可以变化，尽管包围成多边形是优于圆的，矩形更优选，正方形是最优选的。参看图1D和1E，第一条内带11装有爆炸缓冲材料14(以含水泡沫材料说明)，然后嵌套在稍大点的第二条带12内，带12嵌套在稍大点的第三带13中，所有带的各自纵轴彼此垂直。换句话说，构成立方体集装箱面六个板的每个板厚度大致等于带11、12与13重叠时至少两条带的厚度之和，而该集装箱每个棱边15被材料带11、12或13的至少一条带覆盖。另外指出，在第一条带11中装完货(炸药或行李)后，爆炸缓冲材料14置于或分散在第一条带11中的货物周围。第二条尺寸稍大点的结构相似的带12放在第一条带上，以使其纵轴与第一条带11的纵轴垂直(参见图1D)。第三条相似的尺寸更大的带13在第二条带12上滑动，以使其纵轴与带11和带12的纵轴垂直(参见图1E)。第三条带13完成了优选的抗爆集装箱组件10。带11、12与13之间的贴合不是气密密封的，而是紧配合的，使气体在爆炸过程中从立方集装箱的角16中逐渐排出。优选的是一些带互相滑动，因此其表面的磨擦特性需要改善，这个问题以后将更详细地说明。集装箱组件10没有单独的入口门，从而避免了现有技术的组件所表现出的所有缺陷。图1G描述了承受重量/负载的框架17，当集装箱组件10不够硬到承受它装载的物品时，框架还可被嵌套在组件10中。内带11开始可在框架上滑动，然后如以前所述地进行装配。框架17可由金属棒或结构复合棒制成，这些棒设计得使该结构的载荷容量最优化，并使集装箱重量最小。

在基本设计的一种方案中，由带12’代替第二条带12，带12’是一种五面的、不连续的长条(参见图2A)，即带12’有如所述的五个大体上呈矩形的，优选为正方形连续表面，它比形成矩形横截面的四面多一面。带11和13和爆炸缓冲材料14与基本设计的相同。参看图2B，带12’缠绕着装有物品的内带11，其第一个面和第五个面在第一条带11的一个开口面上重叠，形成了折板X和Y。第三条带13完成了抗爆集装箱组件10’。通过除去带13和打开折板X和Y，可进入立方集装箱组件10’的一面。在该实施方案中，带12’优选地是一种可防止折板X和Y在爆炸过程中被吹开的嵌套带。集装箱组件10’没有独立的入口门，从而避免了现有技术集装箱组件所表现出的所有缺陷。

参看描述基本设计另一种方案的图3A、3B和3C，在装进爆炸缓冲材料14并接下与其他带12和13装配之前，内带11由内带11”代替，内带11”在每个面都有唇边18。带11”可比需要的宽，在每个角16处切开并折叠，在每个面上形成唇边18(参见图3A和3B)。唇边18是个伸出的边或小的折板，使用中大体上与带11”的平面垂直--与带11”相关的次外层带(在该实例中是带12)包住折板18。在爆炸过程中集装箱唇边18的存在起到了限制爆炸后的热气体从集装箱中逸出速度；这防止了对附近人员和财产的损害，以及降低了集装箱起火的危险性。任何内部的带都能形成唇边；但是，在最内层带11”上有唇边18可得到最好的结果。

本发明设想了许多不同集装箱形状。例如，图4集装箱组件10公开了由于改变组件三条带的矩形横截面而得到的非-正六面体的矩形棱柱。在图5C中，显示了由第一条内带11″″构成的集装箱组件10””(参见图5A)，内带11””的横截面大体上呈六角形，装有爆炸缓冲材料14并嵌套在四面带12””(参见图5B)中，四面带12””嵌套在四面带13””中，13””嵌套在四面带14””中。在爆炸时集装箱变形以增加内部容积的趋势导致优选有多角形横截面的带。

现在应该理解，在本发明中可以很容易地使用基本上三条以上的带，即使采用基本立方体(或矩形棱柱)的集装箱设计方案。参看描述立方集装箱组件10”的图6A、6B和6C，第二条带12”设计分成两个相同的平行并共轴的部分M和N，在该带中嵌套了内带11”(或者它放在内带11”上)。带11”的装配与嵌套在外带13”中的较小部分(带)M和N一起装配。这样一种集装箱组件10”比具有标准飞机尺寸(即6×6×6英尺)的对比集装箱组件10更易装货和卸货。作为实例，当用通常的叉式抓取器将第一条带11”放在横梁上时，可以装货。接下来第一条带11”向上动，使带M包围住它。然后稳定带11”，使物品19装在第一条带11”上。装完后，然后用爆炸缓冲材料14装满带11”，然后向另一方向动，使带N包围住它。之后，如图6B和6C所示，稳定组件并在装配带上放置带13”。集装箱10”卸货时反向执行以上程序。卸货时，中间部分(带)M和N不必完全移走，能够在任何优选的方向滑动，即如图所示彼此相反的方向或相同的方向。它们还能设计成可在相同方向上套叠滑动。外带13”可根据要求做成两个或多个部分。

从理论上讲，可以平行使用不限数量的同轴带，优选地彼此邻接，代替本发明基本三条带集装箱概念中的任何一条带。在内带等同物上，所有同轴带都有唇边(例如参见图3B)或重叠的折板(例如参见图2B)。在中间带等同物上，所有的同轴带都能够有折板，但只有与棱边相邻的带才能在与棱边相邻的面上有唇边。优选的是最外面的带有单个的连续带。此外，还能同轴嵌套大量的同轴带，将一个同轴带同轴嵌套在另一同轴带中，代替本发明基本三条带集装箱概念中的任何一条带；作为等同物使用的带的数量可能取决于所要求等同物的刚度。具有几条在同轴嵌套时可变硬的柔性带是可能的。

图7A和7B描述了有关有效关闭问题的抗爆集装箱组件20。集装箱组件20可以是在其一个面或多个面上有入口的现有技术集装箱，或者可以是具有已经讨论的三带概念的两条带并在其一个面或多个面上有入口的集装箱。图7B描述了呈装货或卸货开口位置的集装箱组件20。折板门21提供了从一个面到内部的入口；在其他的一个或多个侧面上可以有类似的入口。在图7B中，炸药(未显示)和爆炸缓冲材料14已装入。优选的是门和集装箱都由硬质材料构成，这点以后再加以详述。优选地横截面呈正方形的带22滑到集装箱20上，环绕着它的侧面，因此保证了集装箱20的关闭(参见图7A)。当关闭时，带22可以盖住折板门21的全部或仅少部分。带22应该盖住至少约20％，优选地至少约40％，更优选地至少约60％的门21的表面。如图7B所示，带22滑到折板门21的一边，或完全从集装箱取下，使货物通过门21进入集装箱。带22内横截面的形状应符合它围绕的集装箱部分。多角形横截面是优选的，而矩形的是更优选的，但正方形(如图所示)是最优选的。不需铰链(和可能是致命的闩的附带工具)或槽就可通过这种设计达到关闭的效果。在爆炸中，带22使门21处于原位。如果没有门21盖住入口，那么至少约50％，优选地至少约80％，更优选地几乎全部入口表面区域要被带22盖住。

图8A-8F说明了在有限空间具有装货或卸货能力的其他抗爆集装箱组件30。这一设计与前述的三带概念非常相似，它对抑制爆炸非常有效。为在飞机货舱的空间范围方便进入集装箱内部，修改三带概念是必要的。图8A描述了蜂窝芯嵌板31，它可在结构上使完全装配好的集装箱组件30具有刚性。嵌板31本来是一个带有斜截边32和在一面上有开口33的立方体，开口将为进入装配好的集装箱内部提供基础。第一条内带34置于嵌板31周围，因此盖住开口33。如以后所详述的，构成34的材料是柔性的，并能切割得到在开口33处带34中上入口折板35和下入口折板36。中间带37是连续的条/带，在它下面附上底部嵌板39(参见图8C)。外带是由部件40和41构成的两片垂直滑动的带，40和41能够滑动，部件40能够套叠进另一个部件41，从而打开集装箱。尽管在集装箱关闭时，部件40和41一起完全盖住折板35和36是优选的，但它们还是可以不完全盖住这一区域，并且还是有效的。部件41内部尺寸稍大于部件40的外部尺寸(参见图8D)，因此如图8F所示，它能在40上向上滑，完全打开入口33。在集装箱的侧面上装有止动销38。止动销38底部上的边保证部件41下滑到底部，而止动销38的顶部保证部件40在部件41之内下滑。图8E描述了完全关闭的装配好的集装箱组件。这一设计的套叠特点使标准立方体集装箱装货或卸货所要求的额外空间减少到二分之一。如果使用三个套叠部件的设计，使所要求的额外空间应减少到三分之一等。尽管在理论上能够使用三个以上部件的设计，但这一设计或许是不现实的。这一设计的套叠特点还能应用于采用了现有技术的集装箱的图7A和7B所述的关闭实施方案中。

参看描述了在基本设计上做了另一种改动的图9A-9E，由内带50代替内带11，内带50在装配前已在其两面上有制成的唇边18’。带52可比需要的做得更宽些，在其边15折叠，以在每个面上制成唇边18’。唇边18’是突出的边或是小折板，大体与使用中的带52的平面垂直一下一条与带52相关的最外面的带包住唇边/折板18’。图9A显示了内带使用增强性衬垫，即该带四面的每个面都使用硬性方形框形衬垫51，带的各个面上折板都使用增强性衬垫，即两个硬性矩形衬垫52和两个梯形衬垫53。这些衬垫51、52和53彼此留出空间，使折板折叠而形成唇边18’。折板与梯形衬垫53彼此相对，向内折叠90度而形成立方体的面，而不必沿着折板之间的边切割纤维。也是彼此相对的折板与矩形衬垫52，然后向内折叠90度，并例如通过配上VELCRO*牌钩和环状紧固零件54使其附着于其他折板。使折板/唇边18’不切开并连接的优点是阻止它们由于集装箱组件中的爆炸力而向外滑动。

图10A-10I描述了飞机货舱紧急集装箱组件，以其未装配的成套配件形式60(图10A)，通过装配(图B-F)装配成紧急集装箱组件70(图10G)。参看图10A，成套配件60包括折叠的带62、63和64；装有爆炸缓冲材料，优选地含水泡沫材料的金属罐66；还可有伸缩杆67；储存时把成套配件捆在一起的束带68。图10B显示了内带63在其棱边15打开，直到如图10C所示完全安装时的情况。图10D显示了可疑行李61放在有可关闭折板65的内带62中。参看图10E，以含水泡沫材料说明的爆炸缓冲材料14，通过金属罐66分散在可疑行李61周围的内带62中。关闭折板65形成唇边，内带62嵌套在带63中，其纵轴彼此垂直。第三条相似的但更大的带64滑到第二条带63上(参见图10F)，因此其纵轴垂直于带62和63的轴。图10G显示了货舱集装箱组件70。图10H显示了还可使用的网69，使可疑行李61’不与带62和63接触。图10I显示了任选的把手71，伸缩杆67通过其把手可运送集装箱70。集装箱组件70装配后，将把手71粘贴在适当的位置(72)。

本发明还涉及爆炸定向集装箱和管。图11A描述了管90，它是坚硬的、无缝的、圆柱形的由抗爆材料形成的带，装有爆炸缓冲材料14。放置在管90中心的炸药爆炸将通过管90的开口端以箭头方向射出。管的优选横截面应是矩形，更优选地是正方形。参见图11B的管95及以后的实施例讨论。几个相似大小和构型的管/带96可相邻地同轴排列(参见图11C)，以引导炸药爆炸。优选的构型是与图3B的带11”相似，其任一开口面上有唇边18。还可有单条更大的带可以放在所有管/带的周围，例如单条像图11B的管/带可以放在与图11C类似的带周围。如果需要，更大的带可设计成环绕着全部排列的开口端和面。作为任选的单条更大带的供替代的选择，可用一条或多条绳(未显示)围绕着所有的管。在这两种可选的设计中，如以下所详述的抗爆材料的性质是极端重要的。

在所述的各个实施方案中，用下述的一种或多种技术和/或材料能够制造坚硬的内衬或带。可用聚乙烯、可交联的聚乙烯、尼龙6或尼龙6，6粉末滚塑内衬或带。还能够使用塑料世界(PlasticsWorld)1995年7月第60页(作为参考文献列于本文)所描述的技术。可以使用优选地由热塑性或热固性树脂，还可用纤维增强，或由像铝之类的低密度金属制成的管、棒和连通管。内衬/带可采用连续的四面金属带。可使用由蜂窝结构、西印度轻木或带有硬面的泡沫芯构成的夹层构造。蜂窝结构可用铝、纤维素产品或脂肪族醇酰胺聚合物制成。采用航天工业所熟知的建造技术可使重量减到最小。(可使用碳纤维增强的环氧复合材料。)可使用木工业所熟知的技术把木头制成坚硬的内衬/带。(可使用阻燃油漆。)坚硬的内衬/带可用作心轴，在心轴上缠绕着带并能形成最终的抗爆集装箱的一部分。或者内衬可在带建成之后插入内带中。

关于带，如这里所用的，“坚硬的”表示横切其一个面或多个面时带是不弯曲的。如果带包括多个面或棱边，那么横切其面时基本上是不弯曲的，但其棱边保持其柔软性，这也被认为是“坚硬的”。由于其可弯曲的边起到了与实际上不变形的面相连的无闩铰链的作用，并且可通过折叠至少其中两个边而使带变平，因此这样的带也被认为是“可折叠的”。至于面，可用如下方法决定柔软性。在长度为“L”的具有无支撑悬垂部份的平支撑面上，沿着一边水平夹紧一段材料。测量未夹紧的悬垂部分的边降落到支撑面以下的垂直距离“D”。D/L比给出悬垂性的测量值。当比接近1时，结构/面是高度可弯曲的，当比接近零时，它是非常坚硬或不能弯曲的。当D/L小于约0.2时，更优选地小于约0.1时，认为结构是坚硬的。

本发明的结构设计，特别是三带立方体设计，提高了集装箱的爆炸抑制能力。集装箱面密度的增加也提高了爆炸抑制能力。“面密度”是以千克/平方米为单位的每单位结构面积的结构重量，下面将结合实施例进行更详细的说明。构成本发明集装箱和带的所用优选抗爆材料是定向膜、纤维层或这二者的组合。树脂基体还可与纤维层一起使用，薄膜(定向或不定向)可含有树脂基体。

可作为抗爆材料使用的可接受的单轴取向或双轴取向的薄膜可以是选自以下化合物的均聚物或共聚物的单层、双层或多层薄膜：热塑性聚烯烃、热塑弹性体、交联热塑性塑料、交联弹性体、聚酯、聚酰胺、碳氟化合物、聚氨酯、环氧化物、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯及其掺合物。选择的薄膜是高密度聚乙烯、聚丙烯和聚乙烯/弹性体掺合物。薄膜厚度优选地是约0.2-40密耳，更优选地约0.5-20密耳，最优选地约1-15密耳。

为了本发明，纤维层包括至少一个单独的或带基体的纤维网。纤维表示伸长体，其长度尺寸远远大于宽度和厚度的横向尺寸。因此，术语纤维包括具有规则或不规则横截面的单丝、复丝、带状物、条、钩环和其他形状的割断、切开或不连续的纤维等。术语纤维包括多种上述任何的一种或组合。

本发明使用的长丝横截面变化很大。它们横截面可以是圆形、扁平或长椭圆形。它们还可以具有不规则的或规则的多叶截面，它有由纤维的直线轴或纵轴凸起的一个或多个不规则或规则凸齿。特别优选的是基本上为圆形、扁平或长椭圆形横截面的长丝，最优选的是前者。

网状结构表示多根纤维排列成预定的构型，或多根纤维聚在一起形成捻过或未捻过的纱线，这些纱线排列成预定的构型。例如，纤维或纱线可形成毡或其他非织物、编织物、或纺织(平纹、篮形、缎纹、五经缎纹织纹等)成网状结构，或通过任何传统的技术使其形成网。根据特别优选的网状构型，纤维单向排列，因此他们基本上沿着共同的纤维方向彼此平行。连续长度的纤维是非常优选的，尽管定向并具有约3-12英寸(约7.6-30.4厘米)长度的纤维也是可以接受的，并对本发明来说也认为是“基本上连续”。

优选的是，在纤维层中，至少约10％(重量)的纤维，更优选地至少约50％(重量)，最优选地至少约75％(重量)是基本上连续长度的纤维，该纤维环绕着由集装箱构成的体积。环绕该体积表示沿着带或环的方向，即基本上平行于带或沿着带的方向，如前面所定义和所指出的带那样。基本上平行于带的方向或沿着带的方向表示在±10°内。优选本发明的带是基本上无缝的。基本上无缝表示对于多于至少一个完整的纤维层包裹物来说，带在通过连接相邻面的每条棱边是无缝的，还表示带上任何一定的点有至少一个无缝的包裹物/层。根据这种定义，图2A的带12’可被认为是基本无缝的，虽然它的折板X和Y彼此并不相连。因而，带的每一面都优选地在至少一个共同的棱边上与另一面相连，它们之间有起铰链作用的纤维材料；优选的纤维材料主要包括与棱边垂直的连续的、平行长度的纤维。

能够用很多方法制造连续的带。在一种优选的实施方案中，通过将织物绕着心轴缠绕，并用合适的固定方法使其形状固定，例如用加热和/或加压粘合、热收缩、粘合剂、U形钉、缝纫或本技术领域的技术人员所知道的其他固定方法制成带，特别是制成没有树脂基体的带。缝纫可以是点缝纫、线缝纫或多组平行线交叉缝纫。在缝纫中通常利用针脚，但没有用任何特定的针脚和方法构成本发明使用的优选固定方法。用来形成针脚的纤维也能有很多。可用的纤维可以具有相对低的模量或相对高的模量，可以具有相对低的韧性或相对高的韧性。针脚中使用的纤维韧性优选地等于或大于约2克/旦，模量等于或大于约20克/旦。采用英斯特朗张力试验仪，以10英寸/分钟(25.4厘米/分钟)拉伸夹在卷桶夹之间的长度10英寸(25.4厘米)的纤维，来评价所有的张力。如果要求带更坚硬点，可以在织物中缝口袋，在口袋中插入硬板，或在材料包裹物之间的带内缝上板。这是硬带的另一“可折叠的”实施方案，即由于有硬板而使面坚硬，但由于制成带的织物是柔韧的，而使棱边也是柔韧的，或者由于例如硬面部分的重量而可以使棱边弯曲。本发明可折叠实施方案的一个优点是设备可水平运输，使用前可立刻安装。使织物包裹物在带内有选择地坚硬的另一方法是采用针脚图案，例如穿过带的面部分可用平行行针法使其坚硬，同时不缝连接处/棱边，从而形成另一个“可折叠的”硬带。

抗爆材料中使用的纤维类型多种多样，可以是无机纤维或有机纤维。实施本发明所采用的优选纤维，特别是为了基本上连续的长度，这些纤维的韧性等于或大于约10克/旦尼尔(g/d)，拉伸模量等于或大于约200克/旦(用英斯特朗张力试验仪测定)。特别优选的纤维是具有韧性等于或大于约20克/旦，并且拉伸模量等于或大于约500克/旦的纤维。非常优选的是在实施方案中，纤维韧性等于或大于约25克/旦，拉伸模量等于或大于约1000克/旦的纤维。在实施本发明时，选择的纤维具有韧性等于或大于约30克/旦并且拉伸模量等于或大约1200克/旦。

可在带中加入高性能纤维，它们与其他可以是无机、有机或金属的纤维一起加入和/或配合加入。优选地，高性能纤维是连续的(卷绕)纤维，其他纤维是填充纤维。其他纤维还能够加入到卷绕和填充物中。这样的织物称作混合织物。混合织物可用于生产一种或多种集装箱的带。优选地，混合织物可用于生产部分或全部外带。还能使用一种或多种由高性能纤维制成的织物同时或连续地缠绕一种或多种由传统纤维制成的织物生产带。

纤维的旦尼尔可在宽范围内变化。通常，纤维旦尼尔等于或小于约8,000。在本发明的优选实施方案中，纤维旦尼尔是约10-4000，在本发明更优选的实施方案中，纤维旦尼尔是约10-2000。在本发明最优选的实施方案中，纤维旦尼尔是约10-1500。用更粗的(更高)旦尼尔纤维制成的织物能排出更多的气体，这在某些情况下是需要的。

有用的无机纤维包括S型玻璃纤维、E型玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、氧化铝纤维、氧化锆-二氧化硅纤维、氧化铝-二氧化硅纤维等。

用于本发明的可使用的无机单纤维例子是玻璃纤维，如由石英、硅铝酸镁、非碱性的硼铝硅酸盐、硼硅酸钠、硅酸钠、铝硅酸钠钙、硅酸铅、非碱性硼氧化铝铅、非碱性的硼氧化铝钡、非碱性的硼氧化铝锌、非碱性铝硅酸铁、硼酸镉、包括呈η、δ和θ相形式的“saffil”纤维的氧化铝纤维、石棉、硼、有机硅碳化物、石墨和由以下物质经碳化作用得到的碳：赛纶、聚芳酰胺(芳纶1313)、尼龙、聚苯并咪唑、聚恶二唑、聚苯、PPR、石油沥青和煤沥青(各向同性的)、中间相沥青、纤维素和聚丙烯腈、陶瓷纤维、如钢、铝金属合金之类的金属纤维等。

有用的有机单纤维的例子是由下列化合物组成的单纤维：聚酯、聚烯烃、聚醚酰胺、氟聚合物、聚醚、纤维素、酚醛塑料、聚酯酰胺、聚氨酯、环氧化物、氨基塑料、硅氧烷、聚砜、聚醚酮、聚醚醚酮、聚酯酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚丙烯醛基酮、聚(酰胺酰亚胺)和聚酰亚胺。其他有用的有机单纤维的例子是由以下化合物组成的单纤维：芳族聚酰胺，如聚(己二酰间苯二甲胺)、聚(对苯二亚甲基癸二酰胺)、聚(2，2，2-三甲基-环己甲基对苯二酰胺)、聚(哌嗪癸二酰胺)、聚(间亚苯基间苯二酰胺)和聚(对亚苯基间苯二酰胺)；脂族和环脂族聚酰胺，如30％亚己基间苯二酸二铵盐与70％亚己基己二酸二铵盐的共聚酰胺、至多30％双-(酰氨基环己基)亚甲基、对苯二甲酸和己内酰胺的共聚物、聚己二酰己二胺(尼龙66)、聚(丁内酰胺)(尼龙4)、聚(9-氨基壬酸)(尼龙9)、聚(庚内酰胺)(尼龙7)、聚(辛内酰胺)(尼龙8)、聚(己内酰胺)(尼龙6)、聚(对苯二甲酰对苯二胺)、聚亚己基癸二酰胺(尼龙6，10)、聚氨基十一酰胺(尼龙11)、聚十二内酰胺(尼龙12)、聚间苯二甲酰己二胺、聚对苯二甲酸己二胺、聚己酰胺、聚(壬二酰壬二胺)(尼龙9，9)、聚(壬二酰癸二胺)(尼龙10，9)、聚(癸二酰癸二胺)(尼龙10，10)、聚[双-(4-氨基环己基)甲烷-1，10-癸烷二羧酰胺](奎安那纤维)(反式)，或这些物质的组合，和脂族、环脂族和芳族聚酯，如聚(1，4-亚环己基二亚甲基对苯二酸酯)顺式和反式、聚(亚乙基-1，5-萘二甲酸酯)、聚(亚乙基-2，6-萘二甲酸酯)、聚(1，4-环己烷二亚甲基对苯二甲酸酯)(反式)、聚(对苯二甲酸癸二酯)、聚(对苯二甲酸乙二酯)、聚(间苯二甲酸乙二酯)、聚(苯甲酸乙氧酯)、聚(对羟基苯甲酸酯)、聚(二甲基丙内酯)、聚(己二酸癸二酯)、聚(丁二酸乙二酯)、聚(壬二酸乙二酯)、聚(癸二酸亚癸基酯)、聚(α，α-二甲基丙内酯)等。

有用的有机单纤维的例子还有液晶聚合物，如感胶液晶聚合物，它包括多肽，如聚L-谷氨酸-α-苄基酯等；芳族聚酰胺，如聚(1，4-苯酰胺)、聚(氯-1，4-对苯二甲酰苯二胺)、聚(1，4-亚苯基富马酰胺)、聚(氯-1，4-亚苯基富马酰胺)、聚(4，4’-苯甲酰基苯胺反式，反式-粘康酰胺)、聚(1，4-亚苯基中康酰胺)、聚(1，4-亚苯基)(反式-1，4-亚环己基酰胺)、聚(氯-1，4-亚苯基)(反式-1，4-亚环己基酰胺)、聚(1，4-亚苯基1，4-二甲基-反式-1，4-亚环己基酰胺)、聚(1，4-亚苯基2，5-吡啶酰胺)、聚(氯-1，4-亚苯基2，5-吡啶酰胺)、聚(3，3’-二甲基-4，4’-亚联苯基2，5-吡啶酰胺)、聚(1，4-亚苯基4，4’-二苯乙烯酰胺)、聚(氯-1，4-亚苯基4，4’-二苯乙烯酰胺)、聚(1，4-亚苯基4，4’-偶氮苯酰胺)、聚(4，4’-偶氮苯4，4’-偶氮苯酰胺)、聚(1，4-亚苯基4，4’-偶氮苯酰胺)、聚(4，4’-偶氮苯4，4’-氧化偶氮苯酰胺)、聚(1，4-亚环己基4，4’-氧化偶氮苯酰胺)、聚(4，4’-偶氮苯对苯二甲酰胺)、聚(3，8-菲啶酮对苯二甲酰胺)、聚(4，4’-亚联苯基对苯二甲酰胺)、聚(4，4’-亚联苯基4，4’-联苯并酰胺)、聚(1，4-亚苯基4，4，-联苯并酰胺)、聚(1，4-亚苯基4，4’-对亚苯基酰胺)、聚(1，4-亚苯基2，6-萘亚甲基酰胺)、聚(1，5-萘对苯二甲酰胺)、聚(3，3’-二甲基-4，4-亚联苯基对苯二甲酰胺)、聚(3，3’-二甲氧基-4，4-亚联苯基对苯二甲酰胺)、聚(3，3’-二甲氧基-4，4-亚联苯基4，4’-联苯并酰胺)等；聚乙二酰胺，如由2，2’-二甲基-4，4’-二氨基联苯和氯-1，4-亚苯基二胺衍生得到的化合物；聚酰肼，如聚氯对苯二酰肼、2，5-吡啶二羧酸酰肼、聚(对苯二酰肼)、聚(对苯二-氯对苯二酰肼)等；聚(酰胺-酰肼)，如聚(对苯二酰1，4氨基-苯酰胼)和由4-氨基苯酰肼制备的、草二酰肼、对苯二-二酰胼和对芳族二酰基氯；聚酯，如以下组合物中的聚酯：在二氯甲烷-o-甲酚醛树脂中，聚(氧-反式-1，4-亚环己氧基羰基-反式-1，4-亚环己基羰基-β-氧-1，4-亚苯氧基对苯二酰基)和聚(氧-顺式-1，4-亚环己氧基羰基-反式-1，4-亚环己基羰基-β-氧-1，4-亚苯氧基对苯二酰基)，在1，1，2，2-四氯甲烷-o-氯酚-苯酚中(60∶25∶15，体积/体积/体积)中，聚(氧-反式-1，4-亚环己氧基羰基-反式-1，4-亚环己基羰基-b-氧-(2-甲基-1，4-亚苯基)氧-对苯二酰基)，在o-氯代苯中，聚[氧-反式-1，4-亚环己氧基羰基-反式-1，4-亚环己基羰基-b-氧(2-甲基-1，3-亚苯基)氧-对苯二酰基]等；聚甲亚胺，如由以下化合物制备得到的化合物：4，4’-二氨基-苯甲酰苯胺和对苯二醛、甲基-1，4-苯二胺和对苯二醛等；聚异腈，如聚(-苯基乙基异腈)、聚(正辛基异腈等)；聚异氰酸酯，如聚(异氰酸正烷基酯)，例如聚(异氰酸正丁酯)、聚(异氰酸正己酯)等；带有杂环单元的感胶液晶高分子，如聚(1，4-亚苯基-2，6-苯并双噻唑)(PBT)、聚(1，4-亚苯基-2，6-苯并双恶唑)(PEO)、聚(1，4-亚苯基-1，3，4-恶二唑)、聚(1，4-亚苯基-2，6-苯并双咪唑)、聚[2，5(6)-苯并咪唑](AB-PBI)、聚[2，6-(1，4-亚苯基-4-苯基喹啉)]、聚[1，1’-(4，4’-亚联苯基)-6，6’-双(4-苯基喹啉)]等；聚有机膦嗪，如聚膦嗪、聚双苯氧基膦嗪、聚[双(2，2，2’三氟代亚乙基)膦嗪]等；金属聚合物，如由以下化合物缩合得到的金属聚合物：反式-双(三正丁基膦)二氯化铂与双乙炔或反式-双(三正丁基膦)双(1，4-丁间二烯基)铂，或者在碘化亚铜和酰胺存在下，由类似化合得到的金属聚合物；纤维素和纤维素衍生物，如纤维素的酯，例如三乙酸纤维素、乙酸纤维素、乙酸-丁酸纤维素、硝酸纤维素和硫酸纤维素，纤维素醚，例如乙醚纤维素、羟甲基醚纤维素、羟丙基醚纤维素、羧甲基醚纤维素、乙基羟乙基醚纤维素、氰乙基乙基纤维素，纤维素醚酯，例如乙酸基乙醚纤维素和苯甲酸基丙基醚纤维素，和尿烷纤维素，例如苯氨基甲酸乙酯纤维素；热致液晶高分子，如纤维素及其衍生物，例如羟丙基纤维素、乙基纤维素丙酸基丙基纤维素，热致共聚酯，例如6-羟基-2-萘甲酸和对羟基苯甲酸的共聚物、6-羟基-2-萘甲酸、对苯二甲酸和对氨基苯酚的共聚物、6-羟基-2-萘甲酸、对苯二甲酸和氢醌的共聚物、6-羟基-2-萘甲酸、对羟基苯甲酸、氢醌和对苯二甲酸的共聚物、2，6-萘二羧酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸和氢醌的共聚物、2，6-萘二羧酸和对苯二甲酸的共聚物、对羟基苯甲酸、对苯二甲酸和4，4’-二羟基联苯的共聚物、对羟基苯甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸和4，4’-二羟基联苯、对羟基苯甲酸、间苯二酸、氢醌和4，4’-二羟基二苯酮的共聚物、苯基对苯二甲酸和氢醌的共聚物、氯代氢醌、对苯二甲酸和对乙酸基肉桂酸的共聚物、氯代氢醌、对苯二甲酸和亚乙基二氧-r，r’-二苯甲酸的共聚物、氢醌、甲基氢醌、对羟基苯甲酸和间苯二甲酸的共聚物、(1-苯基乙基)氢醌、对苯二甲酸和氢醌的共聚物和聚(对苯二甲酸乙二酯)和对羟基苯甲酸的共聚物；和热致性聚酰胺和热致性共聚(酰胺-酯)。

有用的有机单纤维的例子是由下述化学式的α，β-不饱和单体的经聚合生成的伸长链聚合物组成的单纤维：

R₁R₂-C＝CH₂

其中：R₁和R₂相同或不同，它们是氢、羟基、卤素、烷基羰基、羧基、烷氧基羰基、杂环或烷基或芳基，它们未取代或由选自如下的一个或多个取代基取代：烷氧基、氰基、羟基和芳基。这样的α，β-不饱和单体聚合物的例子是包括如下的聚合物：聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚(1-十八碳烯)、聚异丁烯、聚(1-戊烯)、聚(2-甲基苯乙烯)、聚(4-甲基苯乙烯)、聚(1-己烯)、聚(4-甲氧基苯乙烯)、聚(5-甲基-1-己烯)、聚(4-甲基戊烯)、聚(1-丁烯)、聚氯乙烯、聚丁烯、聚丙烯腈、聚(甲基戊烯-1)、聚(乙烯醇)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇缩丁醛)、聚(氯乙烯)、聚(偏二氯乙烯)、氯乙烯-乙酸乙烯酯氯化物共聚物、聚(偏二氟乙烯)、聚(丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯腈)、聚(丙烯酰胺)、聚(氟乙烯)、聚(聚乙烯醇缩甲醛)、聚(3-甲基-1-丁烯)、聚(4-甲基-1-丁烯)、聚(4-甲基-1-戊烯)、聚(1-己烷)、聚(5-甲基-1-己烯)、聚(1-十八碳烯)、聚(乙烯环戊烷)、聚(乙烯环己烷)、聚(a-乙烯基萘)、聚(乙烯基·甲基醚)、聚(乙烯基乙醚)、聚(乙烯基丙醚)、聚(乙烯基咔唑)、聚(乙烯吡咯烷酮)、聚(2-氯代苯乙烯)、聚(4-氯代苯乙烯)、聚(甲酸乙烯酯)、聚(乙烯基丁醚)、聚(乙烯辛醚)、聚(乙烯酸甲基酮)、聚(甲基异丙烯基酮)、聚(4-苯基苯乙烯)等。

最有用的高强度纤维包括伸长链聚烯烃纤维，具体地伸长链聚乙烯(ECPE)纤维、聚芳香胺类纤维、聚乙烯醇纤维、聚丙烯腈纤维、液晶共聚多酯纤维、聚酰胺纤维、玻璃纤维、碳纤维和/或其混合物。特别优选的是聚烯烃和聚芳香胺类纤维。如果使用纤维混合物，优选的是纤维是聚乙烯纤维、聚芳香胺类纤维、聚酰胺纤维、碳纤维和玻璃纤维中至少其中两种纤维的混合物。

U.S.P.4457985一般地讨论了这样的伸长链聚乙烯和聚丙烯纤维，该专利公开的内容作为参考文献列于本文，不会因此参考这一专利而发生不一致的问题。如果是聚乙烯，合适的纤维是重均分子量为至少150,000，优选地至少1百万，更优选地2百万-5百万的纤维。这样的伸长链聚乙烯纤维可在如U.S.P.4 137 394或U.S.P.4 356 138所述的溶液中生产，或者如German Off.3 004 699和GB 2051667，特别地如U.S.P.4 413 110、4 551 296(所有这些专利都以参考文献列入本文)所述，可以由溶液纺成凝胶结构。正如这里所使用的，术语聚乙烯将表示主要是直链聚乙烯材料，它可含有少量支链或每100个主链碳原子不超5个改性单元的共聚用单体，它还可含有与其混合的不多于约50％(重量)一种或多种聚合添加剂，如烯-1-聚合物，具体地低密度聚乙烯、聚丙烯或聚丁烯、作为原单体的含有一个烯烃的共聚物、氧化的聚烯烃、接枝聚烯烃共聚物和聚甲醛，或低分子量添加剂，如抗氧化剂、润滑剂、紫外线防晒剂、着色剂等通常用的添加剂(作为参考文献列于本文)。取决于制备技术、拉伸比和温度以及其他条件，可将许多不同的性质赋予这些单纤维。单纤维的韧性是至少约15克/旦，优选地至少20克/旦，更优选地至少25克/旦，最优选地至少30克/旦。相似地，用英斯特朗张力试验仪测定的单纤维拉伸模量是至少约200克/旦，优选地至少500克/旦，更优选地至少1,000克/旦，最优选地至少1,200克/旦。这些拉伸模量和韧性的最高数值通常只有通过采用溶液生长或凝胶单纤维方法才能得到。许多单纤维的熔点高于制成它们的聚合物熔点。因此，例如，聚乙烯分子量高达150,000、1百万和2百万，其熔点通常是138℃左右。由这些材料制成的高度定向的聚乙烯单纤维的熔点要高出约7-13℃。因此，熔点的轻微增加反映了结晶完善，与本体聚合物相比，单纤维具有更高的结晶取向。

相似地，可使用高定向伸长链聚丙烯纤维，其重均分子量为至少200,000，优选地至少1百万，更优选地至少2百万。采用上述各个参考文献所述的技术，具体地采用U.S.P.4 413 110、4 551 296、4 663101和4 784 820(以参考文献列于本文)所述的技术，可将这样的伸长链聚丙烯制成相当好取向的单纤维。由于聚丙烯是一种结晶比聚乙烯差得多的物质，并含侧甲基，用聚丙烯得到的韧性值通常基本上低于由聚乙烯得到的相应值。因此，合适的韧性是至少约8克/旦，优选的韧性是至少约11克/旦。聚丙烯的拉伸模量是至少约160克/旦，优选地至少优选地至少约200克/旦。采用取向处理，聚丙烯的熔点一般可提高几度，以致聚丙烯单纤维优选地具有主熔点为至少168℃，更优选地至少170℃。上述参数的特别优选范围能够有利地改进最终产品的性能。采用具有重均分子量至少约200,000并具有优选范围的上述参数(模量和韧性)的纤维，能有利地改进最终产品的性能。

在U.S.P.4 440 711中描述了具有高拉伸模量的高分子量聚乙烯醇，该专利作为参考文献列于本文，该专利申请不会产生不一致的问题。高分子量PV-OH纤维应该具有重均分子量至少约200,000。特别有用的PV-OH纤维应该具有模量至少约300克/旦，韧性至少约7克/旦(优选地至少约10克/旦，更优选地约14克/旦，最优选地至少约17克/旦)，断裂能是至少约8焦耳克。具有重均分子量至少约200,000、韧性至少约10克/旦、模量至少约300克/旦、断裂能约8焦耳/克的PV-OH纤维，在生产本发明的产品中可能更为有用。例如，采用U.S.P.4 599267(作为参考文献列于本文)所公开的方法可生产具有这样的性质的PV-OH纤维。

在聚丙烯腈(PAN)的情况下，用于本发明的PAN纤维的分子量至少约400,000。特别有用的PAN纤维应该具有韧性至少约10克/旦，断裂能至少约8焦耳/克。具有分子量至少约400,000、韧性至少约15-20克/旦和断裂能至少约8焦耳/克的PAN纤维是非常有用的；例如在U.S.P.4 535 027(作为参考文献列于本文)中公开了这样的纤维。

在芳族聚酰胺纤维的情况下，在U.S.P.3 671 542(作为参考文献列于本文)中描述了主要由芳族聚酰胺制成合适的芳族聚酰胺纤维。优选的芳族聚酰胺纤维应具有韧性至少约20克/旦、拉伸模量至少约400克/旦和断裂能至少约8焦耳/克，特别优选的芳族聚酰胺纤维应具有韧性至少约20克/旦、模量至少约480克/旦和断裂能至少约20焦耳/克。最优选的芳族聚酰胺纤维应具有韧性至少约20克/旦、模量至少约900克/旦和断裂能至少约30焦耳/克。例如，由杜邦公司生产的商品名为KEVLAR29、49、129和149的、具有适当高模量和韧性值的聚(对苯二甲酰苯二胺)对于制成本发明的产品是特别有用的。KEVLAR 29和KEVLAR 49分别具有500克/旦和22克/旦与1000克/旦和22克/旦的模量值和韧性值。实施本发明还可使用由杜邦公司生产的商品名为NOMEX的聚(间苯二甲酰甲基苯二胺)纤维。

在液晶共聚多酯的情况下，例如在U.S.P.3 975 487、4 118 372和4 161 470(作为参考文献列于本文)中公开了合适的纤维。韧性约15-30克/旦，优选地约20-25克/旦，拉伸模量约500-1500克/旦，优选地约1000-1200克/旦是特别要求的。

如果在实施本发明时使用了基体材料，那么基体材料可含有一种或多种热固性树脂，或一种或多种热塑性树脂，或这样的树脂的掺合物。基体材料的选择取决于带是如何制成和使用的。所要求的带和/或最终集装箱硬度将极大地影响基体材料的选择。正如这里使用的“热塑性树脂”是不会产生基本变性的能够多次加热与变软、冷却与变硬的树脂，“热固性树脂”是模压、挤出和浇铸后不能再变软和再加工的树脂，对每种树脂来说，一旦在其临界的温度下固化时，就获得了新的、不可逆转的性质。

取决于带如何使用，一种或多种带中的基体材料的拉伸模量可以很低(可变形)或很高(坚硬)。基体材料的关键要求是在引入它到制带方法的任何阶段，该基体材料都柔韧得足以进行加工。在这方面，未完全固化或已到B-阶段，但未完全固化的热固性树脂可能可进行合格加工，正如能用适合的粘合剂合叠在一起的完全固化的热固性树脂一样。加工中加热能使高模量热塑性材料进行加工，如不加热这种材料会太硬而不能加工；材料“遇到”的温度和接触的持续时间必须使材料柔韧得适于加工，又不会对浸渍纤维产生不良影响，如果有也很小。

如前所述，在实施本发明时可使用的热固性树脂可包括，举例来说，双马来酰亚胺、醇酸树脂、丙烯酸树脂、氨基树脂、尿烷、不饱和聚酯、硅氧烷、环氧树脂、乙烯基酯及其混合物。可在U.S.P.5 330820(作为参考文献列于本文)中找到关于有用的热固性树脂的更详细的资料。特别优选的热固性树脂是环氧树脂、聚酯和乙烯基脂，环氧树脂是可选择的热固性树脂。

可用于实施本发明的热塑性树脂的范围很广。有用的热塑性树脂的例子是聚内酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚砜、聚醚醚酮、聚酰胺、聚酯、聚(氧化亚芳基)、聚(亚芳基硫醚)、乙烯基聚合物、聚丙烯、聚丙烯酸酯、聚烯烃、离子交联聚合物、聚环氧氯丙烷、聚醚酰亚胺、液晶树脂和它们的弹性体、共聚物和混合物。可在U.S.P.5 330820(作为参考文献列于本文)中找到关于有用的热塑性树脂的更详细资料。在U.S.P.4 820 568(作为参考文献列于本文)第6栏和第7栏描述了特别优选的低模量热塑性(弹性体)树脂，具体地由壳牌(Shell)化学公司生产的树脂，在公告“KRATON热塑性橡胶(KRATONThermoplastic Rubber)”SC-68-81中描述了这些树脂。特别优选的热塑性树脂是如U.S.P.4 820 568所描述的单一或掺混的高密度、低密度、与线性低密度聚乙烯。可使用的弹性体非常广泛，其中包括天然橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚异戊二烯、聚氯代戊二烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、ER橡胶、EPDM橡胶和聚丁烯。

在本发明的优选实施方案中，基体包括低模量的共聚物基体，它们选自于低密度聚乙烯；聚氨酯；柔性环氧；填充弹性体硫化橡胶；热塑性弹性体和改性的尼龙-6。

基体与单纤维之比是不关键的，其变化范围很宽。通常，基体材料是纤维的约10-90％(体积)，优选地约10-80％(体积)，最优选地约10-30％(体积)。

如果使用基体树脂，可采用许多方法将其涂敷到纤维上，例如灌封、浸渍、层压、挤出涂敷、溶液涂敷、溶剂涂敷。在U.S.P.4 820568和4 916 000中详细描述了一些有效的技术，制备适合在本发明中使用的涂层纤维层。

能够根据以下方法步骤制备抗爆带：

A.在足以除去逐层之间的空隙的张力下，将至少一种有高强度纤维材料的柔性片材绕着芯模缠绕成多层；

B.把多层材料固定在一起，形成基本上无缝并且至少部分坚硬的第一条带；和

C.从芯模上取下带。

缠绕张力通常是每直线英寸约0.1-50磅，更优选地每直线英寸约2-50磅，最优选地每直线英寸约2-20磅。如上所述，可用多种方法固定纤维层，例如采用加热和/或加压粘合、加热收缩、粘合剂、压印和缝制。最优选的是固定步骤包括，纤维材料与树脂基体接触，在芯模上或离芯模固结多层高强度纤维材料和树脂基体。可在缠绕步骤之前、之中或之后使纤维材料与树脂基体接触。下面再详述可以这么做的一些方法。“固结”表示把基体材料与纤维网结合成单一的整体层。取决于基体材料的种类和如何将其涂敷到纤维上，可通过干燥、冷却、压力或这些方法的组合进行固结，还可结合使用粘合剂。“固结”还表示包括点固结，其中带的面被固结，但棱边不被固结。这样，面可制成很坚硬，而边保持可弯曲或能被弯曲，使带能够折合或折叠。对本发明，“片材”表示包括单纤维或粗纱。

另一种把带装配成抗爆集装箱的方法的步骤包括：

A.在足以除去逐层之间空隙的张力下，将第一种柔性高强度纤维材料的片材绕着芯模缠绕成多层，形成第一条带；

B.让第一片柔性片材的高强度纤维材料与树脂基体接触；

C.把间隔工具放在第一条带的外部；

D.在足以除去逐层之间空隙的张力下，将第二片高强度纤维材料的柔性片材绕着芯模缠绕成多层，形成第二条带；

E.让第二个柔性片材的高强度纤维材料与树脂基体接触；

F.把第二个间隔工具放在第二条带的外部；

G.在足以除去逐层之间空隙的张力下，将第三片高强度纤维材料的柔性片材绕着芯模缠绕成多层，形成第三条带；

H.让第三个柔性片材的高强度纤维材料与树脂基体接触；

I.重复放置、缠绕和接触步骤，得到所要求的带数；

J.将每条带的至少一部分固结在芯模上；和

K.从芯模上取下带和间隔工具。

该办法可一次形成组装成单一集装箱所需的所有的带。

在一个优选的实施方案中，以如下方法制成柔性片材。由粗纱架提供约30-2000根小于约12旦尼尔单丝的纱束，更优选地约100根小于约7旦尼尔单丝的纱束，并刚好在涂敷前将其引导通过导向装置和平压机进入准直梳。准直梳使单丝校直在同一平面上并基本平行，还呈单向形式。然后把单纤维夹在脱模纸之间，其中一层脱模纸涂上湿的基体树脂。然后让该系统通过一组压辊，完成单纤维的浸渍。去掉上部的脱模纸，卷在收带盘上，同时浸渍的单纤维网穿过加热管道炉，以除去溶剂，然后吸收其溶剂。另一方法是，可以使用单层涂有湿的基体树脂的脱模纸，产生浸渍的单纤维网。一种这样的浸渍网被称为单向预浸料坯、带或片材状，并且是生产下述实施例某些带的优选原料之一。

在本发明的另一个实施方案中，优选地把其中一层网切成可连续横过另一个以0°/9°取向网的宽度的长度，使两个如此浸渍的网连续交叉合叠。这样形成了连续的高强度纤维材料的柔性片材。参见U.S.P.5 173 138，作为参考文献列于本文。然后这一柔性片材(纤维层)，还可与下面讨论的薄膜一起，能用来制成根据本发明方法的一种或多种带。该纤维层足够柔韧，以按照本发明的方法缠绕；然后，如果需要，或者通过极大量缠绕，或者通过固定它的方法，可以使其变得基本上很坚硬(按照悬垂性试验)。通过改变网的数量和取向，能够改变带在环方向上的纤维重量百分数。一种改变在环方向上的纤维重量百分数的方法是由交叉合叠的材料和一层或多层单向带/材料制造复合片材(参见以下实施例)。例如，两个单向片材与一个交叉合叠的片材构成了具有约75％(重量)在环方向上纤维的不平衡织物。

在另一个实热固性树脂施方案中，一个或多个浸渍未固化热固性树脂的高强度单纤维网同样地制成了柔性片材，根据本发明，该片材绕着芯模缠绕成一条或多条带，接着进行树脂固化(或点固化)。

薄膜还可用作带的一层或多层，优选地用作外层。根据具体情况，一层薄膜或多层薄膜可与基体材料一起作为基体材料(层压)加入，或在基体材料之后加入。当薄膜作为基体材料加入时，优选地与纤维或织物(网)一起在芯模上缠绕，接着固结；芯模可还可成为结构的一部分。薄膜厚度最小是约0.1密耳，只要薄膜长度仍足够柔韧到可形成带，其厚度就可以是如需要的厚度。优选的薄膜厚度是0.1-50密耳，最优选地是0.35-10密耳。由于各种原因，在带的表面上使用薄膜，例如为了改变磨擦性质，为了增加阻燃性，为了提高耐化学性，为了增加耐辐射降解，和/或为了防止材料扩散到基体中。取决于选择的薄膜、树脂和单纤维，薄膜可以或不可粘附到带上。加热和/或压力可产生所要求的粘合，或者在薄膜和带之间使用热敏或压敏粘合剂产生所要求的粘合可能是必要的。可接受的粘合剂的例子包括聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物、热塑性弹性体、热塑性和热固性聚氨酯、热塑性和热固性多硫化物，和通常的热熔性粘合剂。

可在本发明中用作基体材料的的薄膜包括热塑性聚烯烃薄膜、热塑性弹性体薄膜、交联的热塑性薄膜、交联的弹性体薄膜、聚酯薄膜、聚酰胺薄膜、氟碳薄膜、聚氨酯薄膜、聚偏二氯乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜和多层薄膜。能够使用这些薄膜的均聚物或共聚物，这些薄膜可以是无取向的、单轴取向的或双轴取向的。薄膜可以含有颜料或增塑剂。

有用的热塑性聚烯烃薄膜包括低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丁烯，和结晶的乙烯与丙烯的共聚物的薄膜。可使用的聚酯薄膜包括聚对苯二甲酸乙二酯和聚对苯二甲酸丁二酯的薄膜。

可以通过由塑料薄膜包裹物制成的内衬材料在带被加热时收缩而施加压力；对于这种应用，可接受的材料例如是聚乙烯、聚氯乙烯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。

为了固化热塑性树脂或使网彼此粘合，还可以为了使网与至少一层薄膜粘合，本发明带所承受的温度和/或压力随所使用的特殊系统而改变。例如，对于伸长链聚乙烯单纤维来说，取决于选择的基体材料种类，温度范围是约20-150℃，优选地约50-145℃，更优选地约80-120℃。压力范围可以是约10磅/英寸²(69千帕)-10,000磅/英寸²(69,000千帕)。当与温度低于约100℃配合时，时间少于约1.0分钟，仅使用压力约10磅/英寸²(69千帕)-500磅/英寸²(3450千帕)，就可使相邻的单纤维粘在一起。当与温度约100-155℃配合时，时间约1-5分钟，压力约100磅/英寸²(690千帕)-10,000磅/英寸²(69,000千帕)可使单纤维变形并压在一起(通常呈类似薄膜的形状)。当与温度约150-155℃配合时，时间1-5分钟，压力约100磅/英寸²(690千帕)-10,000磅/英寸²(69,000千帕)可使薄膜变得半透明或透明。聚丙烯单纤维的温度范围上限比ECPE单纤维应高约10-20℃。对于芳族聚酰胺单纤维，特别是Kevlar单纤维，温度范围应是约149-205℃(约300-400°F)。

可采用多种方法向芯模上的带施加压力。上文已提到有塑料薄膜的收缩包裹。热压处理是施加压力的另一种方法，在这种情况下还同时加热。每条带的外部可用可收缩的包装材料包裹，然后进行使材料收缩包裹的温度处理，因此给带施加压力。该带可以以环方向上在芯模上收缩包裹，这会固结整条带，或者使用与带的环方向垂直的放在缠绕芯模带周围的材料横过带表面，带能被收缩包裹；在后一种情况下，带的棱边能够保持未固结状态，而面是固结的。

利用弹性体树脂系统、热固性树脂系统或树脂系统，其中热塑性树脂与弹性体树脂或热固性树脂配合使用，以纤维层构成的许多带可只用压力处理，以固结其带。这是固结带的优选方法。但是，利用热塑性树脂系统，以连续的长度/厚度形成的许多带可以只用热处理使带固结，或热与压力配合处理使带固结。

在最优选的实施方案中，各纤维层的面密度约0.1-0.15千克/平方米。每带的面密度是约1-40千克/平方米，优选地约2-20千克/平方米，更优选地约4-10千克/平方米。在SPECTRA SHIELD复合无纺织物构成纤维层的实施方案中，这些面密度与每带纤维层数相对应，每带纤维层数是约10-400，优选地约20-200，更优选地约40-100。在本发明最优选实施方案的三带立方体设计中，该立方体的每个面有两条抗爆材料带，这样有效地使前述立方体每个面的纤维层数加倍。当使用的纤维不是高强度伸长链聚乙烯，而如SPECTRA聚乙烯纤维时，层数可能需要增加以达到高强度和由优选实施方案提供的模量特征。

爆炸缓冲材料意指能改进集装箱抗爆性能的任何材料。在制成本发明集装箱组件时使用的优选爆炸缓冲材料是聚合物泡沫体；颗粒物资，如蛭石；可冷凝的气体，优选不可燃烧的可冷凝气体；散热材料；发泡玻璃；微气球；气球；囊；中空球，优选地如篮球和网球之类的弹性体；灯芯纤维；以及这些材料的组合。这些材料用在抗爆集装箱中炸药或装有炸药的行李周围，并缓冲由爆炸发出的冲击波。

化学爆炸的特征在于迅速的自传播分解，这种分解放出大量的热，由于热对所产生气体或周围气体的作用而出现突然的压力效应。以重量为基础，水的蒸发热与由爆炸产生的热相似。假如能够实现快速热传递，水就具有大大降低爆炸过压的能力。达到这种所期望作用的一种技术是在炸药周围放置热收缩材料。有效的热收缩材料包括含水泡沫材料；其中含有如甘油、乙二醇之类的防冻剂的水溶液；水合无机盐；含水凝胶，优选地是增强的含水凝胶；含水喷雾剂；湿海绵，优选地弹性湿海绵；湿的异形纤维；湿的织物；湿的毡；和这些材料的组合。含水泡沫材料是最优选的，具体地具有密度约0.01-0.10克/立方厘米，更优选地约0.03-0.08克/立方厘米的含水泡沫。

通常，含水泡沫材料通过许多机制在水相内将爆炸能量转化成热能。在爆炸之后，大多数集装箱都排出气体，当压力降低到某一临界值之下时，凹陷的泡沫材料再一次膨胀，从而导致再次缓慢释放气体。这些泡沫材料的存在降低了能量由集装箱转移到周围环境的速度，因此降低了危险。优选地用气体(起泡剂)制备本发明所使用的含水泡沫材料，该气体不支持燃烧并且是可冷凝的。可冷凝意指在压力下，气体将由气相变为液相，同时放出其冷凝热，这加热了与该气体紧密接触的水溶液。为特别应用选择的气体应取决于室温和集装箱(里面放置气体)能够承受的压力。优选的气体包括烃，如丙烷、丁烷(两种异构体)和戊烷(所有的异构体)；二氧化碳；无机气体，如氨、二氧化硫；碳氟化合物，具体地氢氯氟碳和氢氟碳，例如像从AlliedSignal Inc.购买的GENETRON系列冷冻剂，如出版于1995年1月的AlliedSignal GENETRONProducts Brochure(AlliedSignalGENETRON产品小册子)所述，作为参考文献列于本文；以及这些化合物的组合。优选的气体是异丁烷，它可于适当的压力下冷凝，压力在室温时约30磅/英寸²。可以使用可冷凝气体与不可冷凝气体的混合物。例如，异丁烷与四氟甲烷的混合物能在室温下应用。爆炸过压会导致异丁烷冷凝，但四氟甲烷还保持气态。优选的气体具有低声速。

为了迅速分散含水泡沫材料，要求使用不会在压力筒中冷凝的气体与冷凝气体的组合。二氧化碳、氮、一氧化氮或四氟化碳能用作这样的气体。蒸发以提供推进剂作用的气体在分散期间冷却了压力筒，并减慢了排出气体的速度。

选择含水泡沫材料的起泡剂所作的考虑还能够用于选择用作可折叠集装箱(没有含水泡沫)中的爆炸缓冲材料的气体。这样的气体可方便地封闭在集装箱中的囊内。

以下实施例便于更全面地理解本发明，但并不对本发明有所限制。在实施例中使用了以下技术术语：

(a)“面密度”是以千克/平方米计的每单位面积结构的结构重量。嵌板的面密度是嵌板的重量除以嵌板的面积。对于具有多角形横截面积的带，每个面的面密度是该面的重量除以该面的表面积。在大多数情况下，所有面的面密度是相同的，可称作结构的面密度。但是在某些情况下，不同的面的面密度是不同的。对于具有圆形横截面积的带，面密度是带的重量除以带的外部表面积。对于立方体集装箱，面密度是构成箱子面的六个嵌板的每一嵌板面密度，并不包括铰链或栓的面密度。

(b)“复合材料的纤维面密度”等于每单位面积复合材料的纤维增强物的重量。

(c)“C₅₀”，一种抗爆的量度标准，其C₅₀是以50％时机使集装箱/管断裂的炸药量(以盎司计)(其中C₀代表没有失效/断裂，C₁₀₀代表100％时机失效)测定的。如果一个量下发生失效，而在下一个较低的量没有发生失效，将两个量平均就可计算出C₅₀。

在实施例1-9和18中，除非另外指出，使用的炸药是TRENCHRITE5，它是Explosives Technologies International的产品，是具有冲击波速度5,900米/秒(6,700英尺/秒)的A级炸药。在实施例10-17中，除非另外指出，使用的炸药是C4，它是90％RDX(环-1，3，5-三亚甲基-2，4，6-三硝基胺)和10％增塑剂(聚异丁烯)，它是Hitech Inc.的产品，是具有冲击波速度8200米/秒(26,900英尺/秒)的A级炸药。同样地，为了记录箱中和管中的高速影像结果，用来记录爆炸进程的视频摄影机是vhs视频，Sylvania型VCC159 AV01。遥控操作摄影机，并如此放置摄影机，以致目标箱或管占约30％视野。

提出说明本发明原理的特定技术、条件、材料、比例和记录的数据是示范性的，不应构成对本发明范围的限制。

                   实施例1(对比)

建造三个立方体箱子用于试验，两个箱子的面使用SPECTRASHIELD复合板，一个箱子的面使用KEVLAR复合板。

由SPECTRA SHIELD复合材料制成的箱子用六个平的SPECTRASHIELD复合板作面建造，各27平方英寸，每边用两套铰链和两个栓(总共24个栓和铰链)。以下述方法制造具有总面密度1.14磅/平方英尺的板。

在铝框架周边棒四周部分地缠绕纤维模制塑胶。沿着总长27.25”的虚线进行缠绕(弯曲)。在四个周边棒的每一个棒上缠绕三个纤维层(模制塑胶)。这些纤维模制塑胶由SPECTRA 1000fabric，Style904(平纹织法，每英寸34×34经纱，每平方码重6盎司的650旦尼尔SPECTRA 1000)组成。用足够量的Dow XU71943.00L实验乙烯基酯树脂(邻苯二甲酸二丙烯酯-6％(重量)，甲乙酮-31％(重量)，和乙烯基酯树脂-63％(重量))浸渍该织物，得到含有80％(重量)SPECTRA 1000和20％(重量)树脂的浸渍织物。在所有情况下，都含有1.0％(重量)Lupersol 256的树脂，它是Ato Chem Corporation的Lucidol分公司的产品[2，5-二甲基-2，5-双(2-乙基己酰基过氧)己烷]。

还使用铝框架包正方形复合板。两辊单向预浸带定位在与框架相邻的面，  以便交替地包在框架周围，达到0°/90°/0°/90°等预浸带敷设。重复该过程直到达到所要求的面密度。如上所述，每个预浸带在Dow Resin XU71943.00L实验乙烯基树脂中每直线英寸1500旦尼尔SPECTRA 1000纱含有7.6经纱。甲乙酮在复合材料固化前挥发掉。预浸带是76％(重量)SPECTRA 1000纤维和24％(重量)树脂。

完成缠绕后，移走铝框架的对角线杆，其中，心区域(2727英寸)在150吨力的作用下在120℃模制30分钟。然后移走周边的铝棒126，这样剩下了周围的环。然后以间隔3英寸切周围的环。

立方集装箱用直径一英寸的冷轧钢栓连结。将一半周围环折叠成在集装箱外面，将一半周围环折叠在集装箱内部。每边有9个环，它们交替地在内和在外。在内环和外环上都放栓，每边两个栓。

以类似的方法用KEVLAR复合材料生产箱子，除了使用KEVLAR 29织物(423型-2×2篮形织法的1500旦尼尔纱，14英两/平方码)，仅用一层织物缠绕着每个周围的棒。板的总面密度与SPECTRA SHIELD板相同，即1.14磅/平方英尺。

分别用8和16盎司炸药试验了由SPECTRA SHIELD复合板制成的前两个箱子，炸药放置在其各自的几何中心上。发现箱子经受住了8盎司炸弹的爆炸，但是，从箱子的边和角上相当迅速地排出了气体。16盎司炸药吹开了箱子，钢制的铰链栓很危险地抛射出来。

将8盎司炸药放在其几何中心上，试验了由KEVLAR复合板制成的第三个箱子。爆炸造成集装箱整块破裂，钢制的铰链栓很危险地抛射出来。

                         实施例2

一个从AlliedSignal，Inc.购买到的SPECTRA SHIELDPCR复合辊切成四个15英寸宽、各长约330英寸的条。在20％(重量)从Shell Co.以商品名KRATOND1107购买到的聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物的树脂基体中，SPECTRA SHIELDPCR复合材料含有80％(重量)SPECTRA1000伸长链聚乙烯纤维(名义韧性约35克/旦，拉伸模量约1150克/旦，断裂伸长率约3.4％，也从AlliedSignal，Inc.购买)。在该复合材料中以0°/90°构型排列SPECTRA纤维。将每条逐层地缠绕在边长15英寸的正方形横截面芯模周围，制成有22层SPECTRASHIELD包裹物的带。从前一条结束的地点开始缠绕各接下来的条，以相同的纤维构型并在足够的张力下(每一直线英寸约1磅)缠绕，使逐层包裹物中的空隙降到最小。在缠绕过程中，将由每95克甲苯为5克KRATON D 1107构成的粘合剂溶液涂在条的外部，缠绕期间使相继的包裹层之间有粘合剂物质。在制作带的过程中使用通常的辊栓固定连续的包裹物，使连续包裹物中的空隙最小。

第一条带制成后，使用四块15英寸×20英寸铝板，各厚0.125英寸，并用TEFLON涂敷的玻璃纤维织物缠绕，被固定在该带外部，每个带面固定一块板，15英寸的边与芯模15英寸边长相对应。掩模带缠绕着四块铝板，使其保持在适当位置，中心区域没有掩模带，以便缠绕第二条带。以与制造第一条带所使用的相同方法，通过缠绕SPECTRASHIELD PCR复合材料条制成第二条带。将第二套四块铝板固定在第二条带面上，接着以与制造第一条和第二条带相同方法制第三条带。从芯模移走三条带，蒸去带上的甲苯。在各条带中，50％(重量)的纤维是连续的并以带的环方向取向。

如图1F所示将三条带嵌套在一起，得到用于评估抗炸药能力的箱子1。由于有两条带的面覆盖着该箱子的每个面，而每条带的面有22层包裹层，因此箱子每个面对应着44个0°/90°SPECTRA SHIELD PCR包裹层。箱子1的面密度＝0.13×44＝5.72千克/平方米，或1.17磅/平方英尺。箱子1的重量是5.8千克(12.6磅)。

以与制造箱子1相同的方法制造箱子2，但作如下修改。在制造第一条带时使用的SPECTRA SHIELD复合材料的前两条带宽为24英寸。在移走带和蒸去甲苯后，第一条带的距每个角任一边切开4.5英寸，从而得到宽4.5英寸的八个折板(15英寸宽的带每边4个，每个面2个)。通过沿着带宽线将条的切割部分折叠制成折板。各折板的平面与它所附着带的边的平面垂直。用第二条和第三条带使这些折板固定在适当位置。箱子2的重量是6.08千克(13.4磅)。面的面密度与箱子1的相等，重量的增加是由于折板造成的。

以与制造箱子2相同的方法制造箱子3和4，其重量和面密度基本相同。

用放置于其几何中心的16盎司炸药试验箱子1。在爆炸过程中，所有三条带的边都完全或几乎完全地损坏了，产生了许多15平方英寸的碎片，而这些碎片还是完整的，表明损害很小。

用8盎司炸药采用与试验箱子1相同的方法试验箱子2。高速影像表示最初炸药受到抑制，接着带3的两个相对边扭曲并断裂(断裂的带3由两个相同的一半组成)。排出了大量气体。带1和带2保持基本完整。

用2盎司炸药以与试验箱子1相同的方法试验箱子3。高速影像表明在爆炸期间少量气体排出，边发生膨胀。但是，箱子仍保持完整。所有这三条带都未受到损坏。

用4盎司炸药试验箱子4。高速影像表明，与箱子3相比，排出更多的气体，带1发生扭曲。所有这三条带都保持完整，没有明显的断裂。

                       实施例3

用与制造上述实施例2箱子2的相同方法制造箱子，但有以下改变。改变芯模使其边呈圆形，其半径5/8英寸。带的面密度是箱子2的二分之一。带1即内带的折板宽度增加到6英寸。使带增强，以控制变形和爆炸气体的逸出速度。这种增强包括首先用两块完整的15英寸宽S-2玻璃布(6781型，面密度0.309千克/平方米，由Clark Schweble生产)缠绕芯模。这种玻璃布用从Shell公司购买的EPON 828环氧树脂浸渍，使用从Milliken Chemical Co.购买的8 pph Millamine，即一种环脂族二胺作为室温固化剂。玻璃布/树脂的比率是48/52(重量)。然后在玻璃纤维织物上缠绕带1所用的SPECTRA SHIELD复合材料条，该玻璃纤维织物成为带1整体部分。

为了提供额外增强物，将从3M公司以Ply Type 1002牌号买到的玻璃布/环氧树脂复合材料板，固定到玻璃纤维织物带(带1)的四个内表面的每个表面上。各板尺寸约13.5×14.5英寸，重340克，56密耳厚。使用由Courtaulds Aerospace Company生产的共200克多硫化物粘合剂PROSEAL 890-B1/2固定这些板。使用从3M公司购买的Scotch410 Flat Stock线性双涂层纸带，在每个折板固定3.75×13.75英寸的玻璃布/环氧树脂板，使8个折板的内表面增强。这8片板的总重量是707克。装配好的箱子重6.17千克(13.6磅)，由3.04千克(6.7磅)SPECTRA SHIELD复合材料和3.13千克(6.9磅)纤维玻璃复合物和粘合剂构成。

用6盎司TRENCHRITE 5炸药以试验实施例2箱子的相同方法试验该箱子。该集装箱控制了该炸药量，使扭曲最小，没有迅速排出气体，基本没有对结构造成任何明显的永久性的损害。

                         实施例4

像制造实施例2的箱子一样制造箱子，但有以下修改。在带1中，头半节复合材料条是宽21英寸，第二半节宽15英寸。这样产生了8个折板，带的每边有4个，每个为3英寸×15英寸，面密度4.75千克/平方米。带1由70个SPECTRA SHIELD复合包裹物构成，具有面密度9.5千克/平方米。围着带1放置一块宽0.125英寸的铝板。在隔板周围缠绕宽17英寸的条形成带2。围着带2放置第二个宽0.125英寸的隔板，通过缠绕宽18英寸的条形成带3。从芯模和隔板上移走这三条带。在每条带中，约50％(重量)的纤维是连续的并以环方向定位。

四块从3M公司以Scotch Ply Type1002购买的，具有面密度2.7千克/平方米的14平方英寸玻璃纤维板，用总共约128克(32克/面)由Coutaulds Aerospace Company生产的多硫化物粘合剂PROSEAL890-B1/2粘在带1内表面上。

这三条带与带1组合在一起，而带1嵌套在带2内，带2嵌套在带3内，每边为两个带面。带2和3把带1的折板固定在适当的位置。完成的集装箱具有边长约18英寸，重24.06千克(53磅)。

修改M67杀伤手榴弹，使其能够用电子法引爆。M67手榴弹重14盎司，采用6.5盎司化合物B炸药。有关这种标准手榴弹的更多细节，可参看海军指南(Guide Book for Marines)，第15修订版，09/01/86，第352页，Quantico，弗吉尼亚，第352页，09/01/86(作为参考文献列于本文)。手榴弹放在集装箱的几何中心并爆炸。集装箱保持了各个带的形状及其完整性。拆开集装箱并进行了检查。在带1的四个内玻璃纤维板中孔眼数表明，手榴弹爆炸产生了1200多个钢弹丸。检查集装箱外部表面表明有21个穿透的洞。

这个试验结果证明基本控制的概念是合理的，可以防止弹丸和冲击波的联合作用。

                       实施例5

在如实施例3所述的在有圆边的芯模周围缠绕SPECTRA SHIELDPCR复合材料，制备一组4个相同的管子，它们长27英寸，两端开口。这些管子的横截面基本呈正方形，边长15英寸。条宽27英寸，给以足数量的包裹物，以得到壁面密度是2.86千克/平方米(0.585磅)的管子。各个管子的面密度与实施例2箱子1-4各个带的面密度相等。使用这种构造，约50％(重量)纤维在环方向和带方向，即环绕管的方向上是连续的。在所有其他方面，管子的制造与实施例2箱子1的第一条带的缠绕方法相同。

按如下方法评定这些管子。四根管子A、B、C和D，在每一根管子几何中心放上炸药，然后用电子法引爆。炸药的重量如表1所示改变，表1还列出了结果。表2列出设计这种管子的C₅₀估算值。

                         实施例6

如实施例5的方法制备第二组四个相同的管子，除了两层连续的单向带固定在通常的0°/90°SPECTRA SHIELD PCR复合材料条的任一边上，从而产生具有0°/0°/90°/0°纤维结构的复合材料条，0°表明在环方向或带方向上连续的纤维段。连续的单向带与构成通常的SPECTRASHIELD PCR的交叉帘布带相同，如实施例2中更详细描述的那样。以此构型，约75％(重量)的纤维在环方向或带方向即围绕管的方向上是连续长度纤维。所有其他参数都与实施例5相同。

用与实施例5相同的方法试验了这些管子。数据列在表1中，C₅₀估计值列在表2中。

                         实施例7

如实施例5的方法制备第三组四个相同的管子，除了由于在直径16.375英寸圆芯模周围缠绕复合材料条，因此这些管子的横截面是圆的。这些管子的横截面积与实施例5和6的管子的横截面积相等。约50％(重量)纤维在环方向或带方向上，即环绕管子的方向是连续长纤维。

用与实施例5相同的方法试验这些管子。数据列在表1中，C₅₀估计值列在表2中。

                       实施例8

再制备四组每组四个相同的管子用于试验。在所有这些组中，管子的横截面基本上是正方形的，边长7.5英寸，两端开口。

在第一组和第二组中，管子的总管长度分别是15和22.5英寸，并以下述方法制备。在如实施例3所述的具有圆棱的芯模周围缠绕特定宽度(15或22.5英寸)的SPECTRA SHIELD PCR复合材料条。形成足够量的包裹物，以得到壁的面密度2.86千克/平方米的管子。在所有其他方面中，管子的生产方法与实施例2中用于箱子1的带的缠绕方法相同，即使用KRATON粘性溶液，固结连续的包裹物。

在第三组和第四组中，管子的总管子长度分别是15和22.5英寸，并以下述方法制备。在如实施例3所述的具有圆棱的芯模周围缠绕特定宽度(15或22.5英寸)的SPECTRA SHIELD PCR复合材料条。形成足够量的包裹物，以得到壁的面密度2.86千克/平方米的管子。用通常的辊针成功地固定了包裹物，未使用任何粘合剂。在低压下的液压机的压盘之间放置缠绕的带/管子，在120℃模制15分钟。由于芯模的棱是圆的，SPECTRA SHIELD层并不沿着边完全固定。

按如下方法评价这些管子。在每一根管子的几何中心放置炸药，然后用电子法引爆。最初的装药量是1.5盎司，所有这四种不同的管子都能承受。但是，当炸药量是2盎司时，所有这四种不同的管子都破裂了。因此，所计算的四种不同构造的管子C₅₀是1.75盎司。数据列在表3中。

                        实施例9

制造了与实施例6所述管子相同的管子。另外，五个宽1英寸的单向SPECTRA预浸料(与实施例6中加到0°/90°SPECTRA SHIELD PCR的单向预浸料坯相同)的带，以环方向，以4英寸间隔缠绕在每个管子上。可用任一种粘合剂或加热或压力固结单向带，优选地是后者。温度约120℃、压力约5磅/平方英寸、时间约30分钟是合适的。这些带的面密度是管子面密度的50％。因为它们覆盖了20％管的面积，这些带将增加管子重量10％。当以可与实施例5和6的管子相比较的方式评价这些管子时，可预期带将撕裂长度限制到4英寸，还将通过这样的裂缝控制气体损失的速度。

                        实施例10

在该实施例中，以如下方法建造两个相同的立方体箱子A和B用于试验。

一块宽27英寸的SPECTRA SHIELDPCR复合材料的片材，其面密度0.135千克/平方米，在边长15英寸的正方形横截面的芯模周围缠绕连续的18层。进行缠绕时，用涂漆辊将5％(重量)KRATON D1107粘性溶液涂到片材外部，使连续的包裹层之间涂有粘性物质。第二块宽17英寸的SPECTRA SHIELDPCR复合材料片材在缠绕的第一个片材的中心，以相同的方法缠绕连续的18层。在室温(大约70°F)下在芯模上过夜使得到的带干燥，然后取下。带宽27英寸的部分在角上切成足够的距离，得到宽17英寸的带和八个宽5英寸的折板(宽17英寸的带各边上有4个，每面2个)。通过沿着带宽度线折叠片材的切割部分，得到折板。各个折板的平面与它所在带的边的平面垂直。

四个15英寸×14英寸的矩形玻璃纤维板粘在该带的四个边/面的内部，在每个面上粘一个，使用多硫化物粘合剂(PROSEAL 890 B-1/2，它是Courtaulds Aerospace的产品)。相似地，八个3.5英寸×15英寸的矩形玻璃纤维板粘在折板的内部，在每个折板上粘一个。使用的玻璃纤维增强的环氧板是从3M公司购买的Scotsply ReinforcedComposite，1002型，交叉合叠0.060的商品，具有面密度2.69千克/平方米。该带可折叠。

第二条带，17英寸宽，类似地绕着稍大的芯模缠绕35次。第三条带，也是17英寸宽，类似地仍然绕着另一个比第二条带所用的稍大的芯模缠绕35次。这些带都没有折板或玻璃纤维板。这两条带都是可折叠的。这三条带，包括玻璃纤维板，总重12.5千克(27.5磅)。这三条带单独具有面密度4.73千克/平方米。约50％(重量)的纤维在环向或带的方向上是连续长度的纤维。

以如下方法进行抗爆试验。箱子A的第一条带侧着放在桌子上，即它的开口边对着顶部和底部。一个薄的低密度聚乙烯塑料袋完全横过带的底部开口边。八盎司C4炸药放在几何中心。内部空处用从PfizerInc.购买的BARBASOL牌剃须膏(泡沫密度约0.053克/c³，发泡剂异丁烷)填满平衡。然后将稍大的第二条带滑动到第一条带上，其两个相对的面盖住第一条带原开口边。然后将稍大的第三条带滑动到该组件上。当炸药爆炸时，集装箱发生微小的扭曲，在几秒钟的时间内集装箱排出气体。倒空、干燥集装箱，再用12盎司C4进行试验，空处再用剃须膏(如前所述)装满。其炸药使集装箱裂开。

箱子B用10盎司C4进行了类似的试验，其空处装满剃须膏。集装箱有微小扭曲，在几秒钟内排出气体。倒空、干燥集装箱，再用6盎司C4进行了试验，在内部空处没有任何剃须膏。当C4爆炸时，火从集装箱的边冒出。集装箱仍保持完整，但开始燃烧并接着被火烧毁。

该集装箱组件(包括含水泡沫材料)的C₅₀值是11盎司。

                         实施例11

由三条215旦尼尔、每英寸55×55经纱、平纹织法、面密度0.112千克/平方米(3.30英两/平方码)的SPECTRA 1000带制成内部边长为15英寸的立方体集装箱。在内带中，为了得到结构支撑，在每个面和折板中加入铝框架；它们由厚1/16英寸的具有面密度4.16千克/平方米的铝板切割而成。这些带容易折叠，外带也能卷成圆筒。

内带头四层切得特别宽，以便可以形成折板。在芯模上缠绕两个27英寸宽织物的包裹物。将外边14.75英寸、内边11.75英寸正方形铝框架(制成1.5英寸宽的框架)用双面胶带固定到四个带边的每一边上。这些架起到箱子四边支撑件的作用。为了使折板有些硬度，将硬铝片固定到每个铝框架左和右，距框架约1/2英寸。这八片尺寸是14.75×3.0英寸。一组四片放在带的每边上。在各组中，芯模相对两边的两个板进行改动，将其切割成有45度角的梯形，短边不对着架。这样可将折板向里折叠90度(一旦从芯模上取下)，从而不必沿着折板之间的边切割织物而形成立方体的边。参见上述图9A-9E及其说明。为了完成内带，在框架周围缠绕两个另加的宽27英寸织物包裹物。以27英寸宽的部分为中心，将21个15英寸宽的织物包裹物绕在芯模上，总共25层。如需要用双面胶带将所有的织物暂时粘在一起，取下芯模，用缝纫线(用三股215旦尼尔SPECTRA 1000纱的经纱制成，由Advanced Fibers Technologies制造，以后除非另外说明，都称之“缝纫线”)手工缝合，使织物层和铝板保持在适当位置(图9A)。沿着折板的外棱缝上配套的VELCRO牌钩和环状紧固件(1英寸×6英寸)，以致在中心板的两个边上的每组四个折板在向内折叠90度能够互相连结(图9B、9C、9D)。当这一步骤完成时，形成了可独立立着的立方结构(图9E)。随VELCRO紧固件脱开，内带就能迅速折平。

通过绕着如上所述的制成呈立方体状的内带，手工缠绕15英寸宽的织物条，制造中间带。缠绕25个织物包裹带。缠绕方向是在两个内带封闭边和两个开口边(这里有折板)之上。再一次把带暂时地粘在一起，接着沿着一边并一次越过其宽度用缝纫线手工缝合。中间带能容易地在它被缠绕的方向卷起。

用25个像中间带的织物包裹物制造外带，但为了完全盖住下面的带，织物条宽是16英寸。通过在组合的内带和中间带上缠绕织物而制得外带。缠绕方向是在内带的两个封闭边和两个开口边之上，但垂直于中间带。如粘合和缝合中间带一样进行粘合和缝合。外带能容易地在它被缠绕的方向卷起。

不包括由折板贡献的面密度，装配好的立方体集装箱的纤维面密度是单个带的两倍。带的最终重量是：内带-3.75千克；中间带-1.77千克；外带-1.87千克；总重量7.39千克。加在内带框架和折板中的铝片在总重量中约占1.33千克。约50％(重量)纤维在环方向或带方向上是连续长纤维。

如实施例10所述，在将113.5克(4盎司)C4装在带的几何中心之后，用含水泡沫材料(BARBASOL牌剃须膏)装满内带。如实施例10所述，在内带之上装上带2和带3，在离集装箱组件中心2.5和5英尺处，与两个面平行地放置Anderson Blastguages，以测量超压。{AndersonBlastguages压力计包括两块钻有十个不同直径孔的平铝板组成，还带有四个螺钉和翼状螺帽。标准施乐(#20磅)复印纸插在板之间，并用螺钉和翼状螺帽紧固在一起，得到一组有十个不同直径的纸膜片。通过在不同纸膜片中纸受到的损害估算超压力。}

爆炸时，立方体隆起，并从立方体角放出一些泡沫材料，爆炸后还伴随有嘶嘶声，持续时间约1秒。在Anderson压力计中没有任何孔显示出损害，表明距集装箱2.5英尺与5英尺过压是低于0.9磅/平方英尺。相反地，松装炸药过压是比较高的，在5英尺为6.5磅/平方英尺，在7.5英尺是3.2-5.6磅/平方英尺，在10英尺是2.0-3.7磅/平方英尺。该泡沫材料没有穿透内带的织物面。

倒空、干燥集装箱，再用6盎司C4进行了试验，在内部空处装满剃须膏。集装箱组件控制了爆炸。再倒空、干燥集装箱，用10盎司C4又进行了试验，在内部空处又一次装满剃须膏。爆炸时，集装箱撕裂。

该集装箱组件(包括含水泡沫材料)的C50值是8盎司(注意炸药增量比该实施例中通常要少)。

                      实施例12-16

在实施例12-16中，对使用不同的集装箱建造材料、但采用相同的三带设计、使用或不使用爆炸缓冲材料(含水泡沫材料)制造的集装箱与集装箱组件，进行了对比研究。在所有这些实施例中，三个带中每个带的面密度是2.8千克/米²，集装箱总重量是7.4千克(16.3磅)，而内腔(体积)是边长15英寸的立方形。

在H.P.White实验室进行了试验。如使用含水泡沫，则将带1放在有可折叠折板的桌子上，以提供硬度，还有与引爆电线相连的处在适当位置上的指定炸药(引爆电线还用于支撑处在集装箱几何中心的炸药)。一个打开的带1边是与该桌子接触的，而低密度聚乙烯(LDPE)塑料包放在带1中，盖住底部开口。如实施例10那样，把BARBASOL牌剃须膏排放到空处。如前述实施例那样，将带2和3放在适当位置。在锯木架上放置立方体集装箱，并让炸药爆炸。获得了影像记录，并如实施例11一样，在某些情况下，测定了距集装箱2.5与5.0英尺处的过压。在不使用含水泡沫材料的情况下，集装箱组件不使用LDPE包和剃须膏进行该试验。

使用每组有不同重量炸药的相同集装箱进行了试验，目的是确定C₅₀值。爆炸数据与C₅₀值分别汇集于表4和5中。

                        实施例12

该实施例中使用的织物是细旦尼尔SPECTRA 1000，215旦尼尔、每英寸55×55经纱、平纹织法、面密度0.112千克/平方米(3.30英两/平方码)。以下述方式制造一组相同细旦尼尔纤维集装箱：

a.将宽27英寸织物缠绕在长30英寸板上，制出用于带1的内套。如同实施例11，在两层包裹物之后，使用双面胶固定铝框架和折板。如同实施例11，制造两个另外包裹物，并将折板和铝框架缝合到位。配合的VELCRO牌钩和环状紧固件固定到折板外边。折板折叠时，嵌入内套的紧固件变成可独立立着的立方体。(为了改进制造时的硬度，将立方芯模插入立方形空处以缠绕带。)铝框架外边长14英寸，而内边长11英寸。两个折板呈矩形，边长是14×3英寸。其他两个折板是在45°切了的矩形，得到最长边为14英寸的梯形。铝框架和折板重量是1.65千克(3.63磅)。15英寸宽的织物缠绕在内套周围，达到面上的面密度为2.8千克/平方米(不包括铝的重量)。用缝纫线将这块织物从一边缝到另一边，得到带1。

b.如实施例11一样，使用宽15英寸的织物条将带2缠绕在带1周围。如实施例11一样，用缝纫线将这种带从一边缝到另外一边，得到相连接的带。

c.如实施例11一样，将带3缠绕在带1和2周围，并且以类似的方式缝到带2上。

试验结果与C₅₀值分别汇集于表4和5中。

                         实施例13

重复实施例12，但有下述改变。用于构成带的材料是粗旦尼尔SPECTRA 900，1200旦尼尔、每英寸21×21经纱、面密度0.228千克/平方米、平纹织的织物。为了得到该实施例的内套，在固定铝框架和折板之前，仅制造一个27英寸宽的长条的包裹物。制造另一个27英寸宽的织物的包裹物，而铝框架和折板缝在两层之间。试验结果与C50值分别汇集于表4和5中。

                         实施例14

重复实施例12，但有下述改变。用于构成带的材料是在上述实施例2中描述的SPECTRA SHIELD复合材料，其面密度0.134千克/平方米。约50％(重量)纤维在环方向或带方向上是连续长的纤维。该集装箱采用下述方式制造：

a.如实施例12用细旦尼尔织物、框架和折板制成内套。

b.将15英寸宽的SPECTRA SHIELD复合材料条缠绕在厚度为0.125英寸、长30英寸铝板上制造带1。使用14×18英寸铝板，以便用这些板的18英寸大小得到该带，而这一大小相应于和覆盖复合材料条的15英寸宽。这些板放在该条上，以在该长度任一端留出0.5英寸的间隙，离该长度的中心距离1英寸。将该板放在复合材料条包裹物任一边，或相反，以便模制。

c.该带在液压机中在温度约125℃、在压力10吨下模制时间约30分钟，得到四个固结面，宽15英寸×长14英寸(在环方向或带方向上)，它们被四个未固结边(宽15英寸×长1英寸)分开。四个未固结边相应于四块板之间的间距。

d.从铝板取出带1，并将带1折成立方体。内套同轴插入带1中。

e.将带2缠绕在30.75英寸长板的周围，并以与带1相同的方式模制，只是间距相应地较宽。

f.将带3缠绕在31.25英寸长板周围，并以与带1相同的方式模制，只是间距相应地较宽。

试验结果与C₅₀值分别汇集于表4和5中。

                        实施例15

重复实施例14，但有下述改变。用于制带的材料是SPECTRA预浸处理板(由AlliedSignal公司购买到的单向板，面密度0.067千克/平方米)。以同样的方式制造集装箱，只是在每个带开始与结尾使用两个SPECTRA SHIELD复合材料条的包裹物。带1有78％(重量)单向带和22％(重量)SPECTRA SHIELD。带2和3有81％(重量)单向带和19％(重量)SPECTRA SHIELD。约90％纤维是在环方向或带方向上连续的长纤维。试验结果与C₅₀值分别汇集于表4和5中。

                        实施例16

重复实施例12，但有下述改变。用于制内套和带的材料是粗(3000)旦尼尔KEVLAR129芳族聚酰胺纺织织物，面密度0.446千克/平方米，745型，每英寸17×17纱线。试验结果与C₅₀值分别汇集于表4和5中。

                         实施例17

在该实施例中，按如下方法对一组四个箱子进行了对比研究。将其重量4.5千克(9.9磅)、边长17英寸的线性低密度旋转模制的聚乙烯立方体，放在Entec绕丝机上两块板之间。通过绕立方体x轴旋转该立方体，围绕该立方体四边，让17英寸宽的SPECTRA SHIELD PCR(面密度0.0675千克/平方米，80％(重量)SPECTRA 1000纤维和20％(重量)KRATON D1107基体)单向带前体缠绕9次。随着缠绕该单向带，用涂漆辊将粘性层(5％(重量)KRATON D1107甲苯溶液)涂在该表面上。该立方体以每分钟2-3转的速度旋转，并如必要间歇停止以涂粘合剂。首先绕立方体y轴旋转该立方体重复该过程，最后绕立方体z轴旋转该立方体重复该过程。以相同的缠绕方向的顺序(先x，再y，然后z)重复缠绕第二组9个包裹物的三个带。从靠近一个角的一个面切下2.5英寸方块。方形洞的边与面的边平行并距两个相邻缘2英寸。缠绕的集装箱重7.6千克(16.7磅)，缠绕材料的面密度是2.43千克/平方米。为了能在爆炸时关闭这个洞，将大小为3×5×0.25英寸的铝板通过洞对角插入箱子中。为了对准，使用双面胶条将2.4×2.4×0.25英寸正方层压板在中心固定到铝板上。纸环夹穿过通过层压板和铝板的两个通孔，其直径0.0625英寸。直径0.25英寸的尼龙管插入通过该环，以固定板在适当位置。在相邻边的中心打一个小孔(0.0625英寸)用于放置引爆电线。在对准方形洞的铝板上每个立方体周围缠绕两个SPECTRASHIELD条带(宽3英寸，在长度上相应于9个包裹物)。两个条带与立方体边缘平行，它们的长方向在方形洞上成直角。在每一缠绕条开始、中间与结尾使用管式带以保证制成的带。因此，有2个相互垂直的带置于两者都覆盖入口孔的集装箱周围。

分别试验了其中没有放任何爆炸缓冲材料的三个集装箱，炸药为28克(1盎司)、43克(1.5盎司)与57克(2盎司)的C4。以较低炸药重量试验的两个集装箱，每个集装箱都可控制炸药(通过)，而以57克(2盎司)炸药试验的集装箱在不同立方体边缘撕裂成3.5与6英寸裂缝。

第4个集装箱装满GENETRON 134A，一种从AlliedSignal公司购买到的可冷凝的气体(1，1，2，2-四氟乙烷)，试验了57克(2盎司)C4炸药爆炸情况。该集装箱仍完好无损。

                        实施例18

制造了两组织物管，一组使用SPECTRA 1000纤维(952型，ClarkSehwebel，每英寸34×34纱线，平纹织，面密度0.204千克/平方米)，而另一组使用KEVLAR 29纱(728型，Clark Schwebel，每英寸17×17纱线，平纹织，1500旦尼尔、面密度0.226千克/平方米)。每种管按如下方法制造：

a.将36×15英寸金属丝网(网孔0.5英寸)缠绕在立方形毛制心模上，心模边长7.5英寸。金属丝网端重叠，并被用带系在一起。

b.将宽15英寸织物缠绕在金属丝网框架周围，其次数足以达到织物面密度3.1千克/平方米。

c.将组件从芯模取出。

d.采用缝合将管的一端到另一端通过所有的层将织物包裹物缝在一起。使用KEVLAR 29缝纫线手工缝纫连续的缝。

四个用SPECTRA纤维制成的相同管子记为S1、S2、S3和S4。四个用KEVLAR 29纤维制成的相同管子记为K1、K2、K3和K4。

如实施例5的方法对放在管子几何中心的TRENCHRITE-5球形炸药进行了试验。管子S4和K4都装满含水泡沫材料，具有比重0.053克/立方米的BARBASOL牌剃须膏。试验结果表6中。

SPECTRA织物管的C50值计算是2.63盎司。管S2和S4用3盎司TRENCHRITE 5炸药进行试验。由于管S4装满了含水泡沫材料，所以它提供了比S2好得多的抗爆性。管S2和S4的影像封闭检查表明在S2中观察到的火球在S4中完全被扑灭，泡沫材料被吹出S4的两端。试验后对管检查表明，管S4显示了比所有其他管受到的损害更小，其中包括装有1.5盎司炸药的管S1，它装的炸药量仅是S4的二分之一。

KEVLAR织物管的C₅₀值计算是2.5盎司。管K2和K4用4盎司TRENCHRITE 5炸药进行了试验。由于管K4装满了含水泡沫材料，所以它显示出所受损害小得多。

                    实施例1-9的讨论

这些实施例证明了由三条相互支撑的四边带制成的立方形集装箱提供了优异的抗爆性。实施例2的箱2，边长15英寸，它装的炸药几乎与实施例1对比立方形集装箱一样多，实施例1对比集装箱边长31英寸，这两个集装箱具有几乎相同的面密度(使用SPECTRA SHIELD复合材料板制成)。因此，使用比对比箱轻得多和小得多的箱子，即对比箱的1/4重量和1/8容量，得到了相似的性能。另外，根据本发明设计的箱子更容易开和关，并且没有在爆炸中能够成为长棒穿透物的钢制铰链栓。值得指出的是，使用SPECTRA SHIELD复合材料板的对比实施例的箱子优于使用KEVLAR复合材料板的箱子。

与高速摄影评价结果相配合，检查爆炸试验后的实施例2的箱子，表明并未由于“震动穿孔”(由于震动波对集装箱壁的脉冲而造成破裂)而发生集装箱失效。震动穿孔可能造成集装箱在立方体的面的中心发生破裂。没有在任何情况中观察到这一现象；沿着箱子的边发生了失效。在爆炸过程中，这些箱子的带发生扭曲，使气体排出。带折板的箱子的折板有助于控制但未消除热气的排出。为了进一步减少这样的气体排出，在实施例3中，通过加入坚硬的环氧树脂内壳使内带制造得更坚硬。该集装箱容易地装载了6盎司炸药，但扭曲最小，气体没有迅速排出，对结构基本没有造成明显的永久损害。

参考实施例5-7和表1和2，可以看到，由于纤维沿着棱长断裂，方形横截面管失效。这些裂纹平行于管长，基本与管的环方向垂直。通过增加在管的环方向上基本连续的纤维的分数(实施例5与实施例6比较)，使管的冲击性能增加。增加50％纤维分数导致C₅₀值增加50％。

列在表1和表2中的结果还清楚地显示，方形横截面管比圆形横截面管具有更大的抗爆性。方形横截面管扭曲到更接近圆形横截面，这导致横截面积的增加，从而增加了多达30％的管的内体积。据信这样有效地降低了纤维所受的应变率，这种作用减少了高拉力的作用率并减少了其强度。

参看表3和所列的方形横截面管的数据，可以看到，使用较短的总管长，当用加热和压力而不是粘性溶液固结SPECTRA SHIELD纤维层时，发生更小的损害。

在所有管中，裂纹方向平行于管长。因此，在实施例9中，通过用增强单向条的带(小带)在环向上包裹管，使裂缝长度受到限制。预料限制形成的裂纹长度会限制气体逸出的速度，因此使根据这一原理制造的管和集装箱更能抗严重损坏。

                实施例10-16、17和18的讨论

在所有情况下，爆炸缓冲材料(含水泡沫材料)极大改进了抗爆集装箱的性能。受约束的泡沫材料的温度大大提高到约25℃的室温之上。通常，当测量已经受170克(6盎司)C4爆炸的集装箱组件内的温度时，泡沫材料的温度是70℃。

实施例11表明含水泡沫材料不仅减缓冲击波，而且还防火。在炸药用量约为集装箱加泡沫材料组合的C₅₀的一半时，集装箱有很严重损害，接着着火，烧坏集装箱。

实施例12-16表明含水泡沫材料在对防护冲击波，对炸药量为无泡沫材料时的2-4倍时的保护方面都起着非常关键的作用。这些实施例还进一步表明，由较高旦尼尔SPECTRA 900纱织成的粗织物与使用较低旦尼尔SPECTRA 1000纱织成的贵得多的细织物有类似的对爆炸的保护。所有这些实施例包括空时即其中没有爆炸缓冲材料时可折叠的集装箱。这些在有限空间环境方面是特别有用。

实施例17说明，用低声速可冷凝气体代替空气，并与非-可折叠的有带和闭合门的集装箱结合，可改善抗爆炸。除了减缓爆炸的冲击波外，这些气体中的某些气体也可以减弱氧化过程，因此可防火。

实施例18说明也可以在爆炸定向管中实现在密闭集装箱中采用含水泡沫材料达到的优点。

由以上描述，本技术领域的技术人员可以很容易确定本发明的基本特征，而在不脱离其精神和范围条件下可以对本发明作出各种改变与修改，使其适合各种应用与条件。

                            表1

                         管的爆炸数据

实施例5555	管ABCD	炸药(盎司)8466	结果 *失效一次，在边上撕裂6″未失效失效一次，在边上撕裂3″未失效
				6666	ABCD	9131110	未失效，失效两次，在边上撕裂11″与在边上撕裂12″失效两次，在边上撕裂6″与在边上撕裂4″失效一次，在边上撕裂6″
7777	ABCD	12842	失效六次，撕裂22″、20″、8″、8″、22″和5″失效六次，撕裂1″、3.5″、1.5″、1.5″、3″、5″失效一次，撕裂2.5″未失效

^*所有撕裂都以与管的长度平行取向

                           表2

                    不同管的抗爆炸比较

实施例	截面形状	环方向连续纤维分数	C50(OZ.)
				5	正方形	0.50	6.0
6	正方形	0.75	9.5
				7	圆形	0.50	3.0

                           表3

              实施例8：2盎司炸药的管爆炸数据

组1(粘合剂)2(粘合剂)3(加压)4(加压)

管长度(英寸)1522.51522.5

结果 *失效一次，在边上撕裂4″失效两次，在边上撕裂3.5″和在边上撕裂1.75″失效一次，在边上撕裂2.5″失效一次，在边上撕裂3.75″

*所有撕裂均取平行于管长的方向

                   表4

           实施例12-18爆炸数据

实施例121212	C2炸药重量(克/盎司)		结果 *失效有效失效
				空气85/3.0--	泡沫材料-170/6.0227/8.0
	13131313	43/1.571/2.5--				--142/5.0170/6.0	有效失效有效失效

14141414	43/1.571/2.5--	--199/7.0227/8.0	有效失效有效失效
				15151515	43/1.571/2.5--	--170/6.0227/8.0	有效失效有效失效
1616	43/1.5-	-170/6.0	失效有效

^*有效-集装箱/装炸药的集装箱组件。

失效-集装箱断裂。

                             表5

                     实施例12-16抗爆炸对比

实施例1212	空气/泡沫材料空气泡沫材料	环方向连续纤维分数0.500.50	C50(克/盎司) *＜85/＜3.0199/7.0
				1313	空气泡沫材料	0.500.50	57/2.0156/5.5
1414	空气泡沫材料	0.901.00	57/2.0213/7.5
				1515	空气泡沫材料	0.500.50	49.7/1.75199/7.0
1616	空气泡沫材料	0.500.50	＜43/＜1.5＞170/＞6.0

^*最高有效炸药重量与最低失效炸药重量的平均值

                       表6

                 实施例18爆炸数据

实施例S1S2S3S4*	炸药(盎司)1.53.02.253.0	结果有效-无穿透/裂缝/撕裂失效-在角接缝4″撕缝有效-无穿透/裂缝/撕裂有效-无穿透/裂缝/撕裂
			K1K2K3K4*	2.04.03.04.0	有效-无穿透/裂缝/撕裂失效-七条裂缝/撕裂失效-七条裂缝/撕裂5″和8″失效-七条裂缝/撕裂3.5″和10.5″

^*装满爆炸缓冲材料(含水泡沫材料)

Claims (16)

1、一种用于装炸药的抗爆集装箱组件，所述的集装箱组件包括：

a.用选自定向膜、纤维层或这二者的组合的抗爆材料制成的集装箱，所述集装箱在空载时是可折叠的，以便储存；和

b.在集装箱内放有的爆炸缓冲材料，所述爆炸缓冲材料选自聚合物泡沫体、颗粒物资、可冷凝的气体、散热材料、发泡玻璃、微气球、气球、囊、中空球、灯芯纤维以及这些材料的组合。

2、根据权利要求1的集装箱组件，其中该集装箱包括多个面，每个面通过纤维材料与另外面的至少一条公共棱相连，所述的纤维材料在所述面之间起铰链的功能。

3、根据权利要求1所述的集装箱组件，其中所述的爆炸缓冲材料包括含水泡沫材料。

4、根据权利要求1所述的集装箱组件，其中集装箱包括多条带，当组合以基本上封闭成一定体积并形成集装箱壁时，这些带是互相呈取向的，所述的带拆开时是可折叠的，以便储存，至少一条所述的带含有爆炸缓冲材料。

5、根据权利要求4所述的集装箱组件，其中所述的带在数量上是至少三条，包括第一条带，它嵌套在第二条带中，第二个带嵌套在第三条带中，所述的带形成壁厚基本上等于至少两条带厚度之和的集装箱壁。

6、根据权利要求5所述的集装箱组件，其中所述的每条带包括多个面，每个面通过至少一条纤维材料的公共边与另一面相连，所述的纤维材料在所述面之间起铰链的功能。

7、根据权利要求6所述的集装箱组件，其中至少一条带的面是硬的。

8、根据权利要求1所述的集装箱组件，其中爆炸缓冲材料包括至少一层纤维层，所述的纤维层包括至少一个纤维网，至少50重量％所述纤维是围绕封闭的体积的连续长纤维。

9、根据权利要求8所述的集装箱组件，其中纤维网是在树脂基体中。

10、一种用于装炸药的抗爆集装箱组件，所述的集装箱组件包括：

a.至少三条材料带，第一条内带嵌套在第二条带中，第二条带嵌套在第三条带中，所述的带是互相呈取向的，以基本上封闭成体积并形成壁厚基本上等于至少两条带厚度之和的集装箱壁，

b.在内带中的爆炸缓冲材料，选自聚合物泡沫体、颗粒物质、可冷凝的气体、散热材料、发泡玻璃、微气球、气球、囊、中空球、灯芯纤维以及这些材料的组合。

11、一种用于装炸药的抗爆集装箱组件，所述的集装箱组件包括：

a.有入口的集装箱；

b.在集装箱内的爆炸缓冲材料，选自聚合物泡沫体、颗粒物质、可冷凝的气体、散热材料、发泡玻璃、微气球、气球、囊、中空球、、灯芯纤维以及这些材料的组合；和

c.至少一条用选自定向膜、纤维层或这二者的组合的抗爆材料组成的带，所述的带以第一个方向在所述集装箱上滑动，以环绕该集装箱，并至少部分地覆盖所述的入口，以第二方向滑到至少部分露出所述的入口。

12、根据权利要求11所述的集装箱组件，其中基本上所述入口的所有表面积都被覆盖。

13、根据权利要求11所述的集装箱组件，其中带材料包括至少一种纤维层，所述的纤维层包括至少一个纤维网，该纤维包括韧性至少为约10克/旦和拉伸模量至少为约200克/旦的高强度纤维。

14、根据权利要求13所述的集装箱组件，其中纤维网在树脂基体中。

15、根据权利要求14所述的集装箱组件，其中所述的带在空载时是可折叠的，以便储存。

16、根据权利要求14所述的集装箱组件，其中所述的爆炸缓冲材料包括含水泡沫材料。

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