JP5816315B2 - 絶縁を提供するシステム及び方法 - Google Patents

Description

本開示は、主に、航空機又は宇宙船などのための熱及び音響絶縁に関する。

多層絶縁材（ＭＬＩ）は、宇宙船の熱制御又は設計に日常的に使用されており、通常は個々の層の間に真空の空間を有する、薄いシートの材料の複数の層から構成される。ＭＬＩは、熱放射による熱損失を減少させるために宇宙船において使用される。しかしながら従来のＭＬＩは、熱伝導又は対流など、その他の熱損失機構に対しては絶縁しない。したがって、ＭＬＩは、一般的に伝導及び対流よりも放射の方が著しい、衛星及びその他の真空における用途に用いられる。

加えて発泡絶縁材もまた、熱制御又は設計、並びに音響制御又は設計に使用されている。しかしながら、これらの発泡絶縁材は真空では機能せず、宇宙船の熱絶縁には採用されない。その上、発泡体は壊れやすく、粒子汚染を生じ、また保守状況（通常は取り外して交換される）の下では非常に取扱いが難しい。加えて、音響制御又は設計に関しては、音響エネルギーを反射する音響バッフル及び能動型雑音消去装置が使用されるが、これらはシステム全体の重量及び費用も増加させる。

一実施形態によれば、積層構造内に複数の封止金属化容積を含む多層絶縁材（ＭＬＩ）が提供され、複数の封止金属化容積はその中にガスを封入し、ガスは熱絶縁特性、音響絶縁特性、又はこれらを組み合わせた絶縁特性のうちの１つを有する。ＭＬＩはまた、複数の封止金属化容積のうちの隣り合う封止金属化容積の間の少なくとも１つのスペーサと、複数の封止金属化容積を包囲する保護カバーとを含む。

別の実施形態によれば、多層絶縁材（ＭＬＩ）を提供する方法が提供される。方法は、封止金属化容積の内部にガスを封止することを含み、ガスは熱絶縁特性、音響絶縁特性、又はこれらを組み合わせた絶縁特性のうちの１つを有する。方法はまた、複数の封止金属化容積のうちの隣り合う封止金属化容積の間にスペーサを備えて複数の封止金属化容積を積層することと、積層された複数の封止金属化容積を保護カバーの中に配置することと、を含む。方法は、複数の封止金属化容積をその中に固定するために、カバーを締結することをさらに含む。

さらに、本開示は、以下の項目による実施形態を含む。
項目１．多層絶縁材（ＭＬＩ）において、
積層構成にある複数の封止金属化容積であって、複数の封止金属化容積はその内部にガスを封止し、ガスは熱絶縁特性、音響絶縁特性、又はこれらを組み合わせた絶縁特性のうちの１つを有する、複数の封止金属化容積と、
複数の封止金属化容積のうちの隣り合う封止金属化容積の間の少なくとも１つのスペーサと、
複数の封止金属化容積を包囲する保護カバーと、
を含むＭＬＩ。
項目２．複数の封止金属化容積の各々の内部に少なくとも１つのスペーサをさらに含む、項目１に記載のＭＬＩ。
項目３．複数の封止金属化容積はまとめて封止された金属化プラスチックフィルム層を含み、金属化プラスチックフィルム層は金属化表面を有し、金属化表面は複数の封止金属化容積の外側に位置している、項目１に記載のＭＬＩ。
項目４．ガスは高粘度／密度ガスを含む、項目１に記載のＭＬＩ。
項目５．ガスは不活性ガス又は空気のうちの１つである、項目１に記載のＭＬＩ。
項目６．ガスはアルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）、又はこれらの組合せのうちの１つである、項目１に記載のＭＬＩ。
項目７．複数の封止金属化容積は、Ａｌ−ポリイミド、Ａｌ−ポリエステル、又はその片面にアルミニウムを備えるアルミニウム化プラスチックフィルムのうちの１つを含む、項目１に記載のＭＬＩ。
項目８．スペーサは、ポリアラミド材料、ポリエチレンテレフタレート材料、ポリイミド材料、又はこれらの組合せを含む、項目１に記載のＭＬＩ。
項目９．カバーは、ベータクロス又はポリアラミド積層材のうちの少なくとも１つを含む、項目１に記載のＭＬＩ。
項目１０．カバーはブランケット構造を形成する、項目１に記載のＭＬＩ。
項目１１．多層絶縁材（ＭＬＩ）を提供する方法において、
封止金属化容積の内部に、熱絶縁特性、音響絶縁特性、又はこれらを組み合わせた絶縁特性のうちの１つを有するガスを封止することと、
複数の封止金属化容積のうちの隣り合う封止金属化容積の間にスペーサを挟んで複数の封止金属化容積を積層することと、
積層された複数の封止金属化容積を保護カバーの中に配置することと、
複数の封止金属化容積をその中に固定するために、カバーを締結することと、
を含む方法。
項目１２．複数の封止金属化容積の各々の内部に少なくとも１つのスペーサを配置することをさらに含む、項目１１に記載の方法。
項目１３．複数の封止金属化容積として、まとめて封止された、金属化表面を有する複数の金属化プラスチックフィルム層を使用することをさらに含み、金属化表面は複数の封止金属化容積の外側に位置している、項目１１に記載の方法。
項目１４．ガスとして高粘度／密度ガスを使用するステップをさらに含む、項目１１に記載の方法。
項目１５．ガスとして不活性ガスを使用するステップをさらに含む、項目１１に記載の方法。
項目１６．ガスとしてアルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）、又はこれらの組合せのうちの１つを使用するステップをさらに含む、項目１１に記載の方法。
項目１７．アルミニウム−ポリイミド、アルミニウム−ポリエステル、又はその片面にアルミニウムを備えるアルミニウム化プラスチックフィルムのうちの１つから形成された封止金属化容積を使用することをさらに含む、項目１１に記載の方法。
項目１８．スペーサとして、ポリアラミド、ポリエチレンテレフタレート、又はポリイミド、のうちの１つを含む材料を使用することと、ベータクロス又はポリアラミド積層材のうちの１つから形成されるカバーを使用することとをさらに含む、項目１１に記載の方法。
項目１９．複数の封止金属化容積を内部に備えるカバーからブランケット構造を形成することをさらに含む、項目１１に記載の方法。
項目２０．絶縁ブランケットにおいて、
積層構成にある複数の封止金属化容積であって、複数の封止金属化容積はその中にガスを封入し、ガスは熱絶縁特性、音響絶縁特性、又はこれらを組み合わせた絶縁特性のうちの１つを有する、複数の封止金属化容積と、
複数の封止金属化容積のうちの隣り合う封止金属化容積の間の少なくとも１つのスペーサと、
その内部に複数の封止金属化容積から絶縁特性を有するブランケットを形成するための、複数の封止金属化容積を包囲する保護カバーと、
を含む絶縁ブランケット。

論じられる特徴及び機能は、様々な実施形態において独立して実現されることが可能であり、あるいはさらに別の実施形態に組み込まれてもよく、そのさらなる詳細は、以下の説明及び図面を参照して理解される。

様々な実施形態によって形成された多層絶縁材（ＭＬＩ）の概略ブロック図である。 一実施形態によって形成されたＭＬＩ構造の模式図である。 一実施形態によって形成されたＭＬＩブランケットの図である。 別の実施形態によって形成されたＭＬＩ構造の模式図である。 様々な実施形態によって絶縁されてもよい部品を有する航空機の図である。 ＭＬＩを提供するために様々な実施形態によって実行される作業の図である。

本明細書に提示される複数の図面は、本開示の実施形態の様々な異なる態様を図解する。したがって、各図の詳細な説明は、対応する図において特定される差異を記載することになる。

特定の実施形態の以下の詳細な説明は、添付図面と併せて読むとより良く理解されるだろう。様々な実施形態は、図面に示される構成及び手段に限定されるものではないことは、理解されるべきである。

本明細書において使用される際に、単数形で言及され、単語「ａ」又は「ａｎ」が先行する要素又はステップは、そのような除外が明確に述べられていない限り、前記要素又はステップの複数形を除外しないと理解されるべきである。さらに、「一実施形態」の参照は、言及された特徴も組み込む追加実施形態の存在を排除すると理解されるように意図されるものではない。また、別途明確に述べられていない限り、固有の特性を有する１つ又は複数の要素を「含む」又は「有する」実施形態は、当該特性を有していないような追加要素を含んでもよい。

本明細書に記載及び／又は図解される様々な実施形態は、熱絶縁及び／又は音響絶縁のためのシステム及び方法を提供する。具体的には、様々な実施形態は、複数の層のＭＬＩ構造の各々の間に封止ガス容積を含む、地上用途向けなどの、多層絶縁材（ＭＬＩ）を提供する。例えば、様々な実施形態において、低密度（例えば、０．３ｌｂｓ／ｆｔ^３未満）を有するＭＬＩブランケット設計が提供される。航空機用途など、特定の用途に関連付けられて様々な実施形態が記載されてもよいものの、様々な実施形態は、陸上、航空、海洋、及び加圧空間用途、並びに非運送又は非移動プラットフォーム用途などの、異なる用途に使用されてもよい。

より具体的には、様々な実施形態のＭＬＩ設計は、絶縁構造の中の通気路をなくし、代わりに地上用途向けなどで、ＭＬＩを形成するための１つ以上の層（例えば、プラスチックフィルム層）の間又は内部に、ガスを封入又は捕捉する。様々な実施形態を実践することによって、伝導、対流、及び放射による熱伝達を低減することで、ＭＬＩを通じての熱伝達が減少又は制限される。様々な実施形態を実践することによって、音響エネルギーが吸収され、及び／又は音響伝送が減少又は妨害されるだろう。

図１は、様々な実施形態によって形成されるＭＬＩ２０として示される、多層構造の概略ブロック図である。ＭＬＩ２０は一般的に、図１において矢印の大きさ及び数の変化によって表されるように、ＭＬＩ２０の片側からＭＬＩ２０の反対側への熱又は音の伝達又は伝送を減少させるために、複数の封止ガス容積層を含む。ＭＬＩ２０が、ＭＬＩ２０を形成する構造を横断するいずれかの方向への熱又は音の伝達又は伝送を遮断又は減少させることは、特筆すべきである。いくつかの実施形態において、ＭＬＩ２０は、取り外し及び再実装を容易にするために、ブランケットとして形成される。加えて、封止ガス容積層は、その内部にガスが封止された封止領域又はチャンバであってもよく、これは熱又は音響遮断又は減衰特性を提供するように選択される。

図２は、提供されうるＭＬＩ３０の一実施形態である。図示される実施形態のＭＬＩ３０は、そこを通る熱の伝達又は伝送を遮断又は減少させるように構成された、熱ＭＬＩ３０である。図からわかるように、ＭＬＩ３０は、複数の封止ガス容積層がそれによって画定されるように、積層構成において提供されうる複数の封止容積３２（例えば、封止ガスチャンバ又は空洞）を含む。例えば、複数の封止容積３２は、筐体３３（例えば、保護カバー）の内部で隣接関係に配置されてもよく、これらは様々な実施形態において、その中に複数の封止容積３２を保持するために縫合又は別途締結された、強い繊維布材料などの、変形可能又は移動可能なカバー３６から形成されている。例えば、いくつかの実施形態において、カバー３６は、数ある材料の中でもとりわけ、ベータクロス又はポリアラミド積層体から形成されてもよい。様々な実施形態においてカバー３６は、本明細書に記載されるような最終封止容積を構築するために、軽量で耐久性のある材料から形成される。いくつかの実施形態において、カバー３６は、約５ミルから約１０ミルの厚みを有してもよい。しかしながら、カバー３６のその他の厚みが提供されてもよい。様々な実施形態において、カバー３６は、例えば化学物質、洗浄剤、溶剤、又は異なる腐食性物質に対して耐性のある材料から形成される。様々な実施形態におけるカバー３６はまた、不燃性でもある。

筐体３３の内部の封止容積３２の数は、要望又は必要に応じて異なってもよく、図示される５つは単なる図解のためである。例えば、所望の又は必要とされる熱抵抗に基づいて、さらなる又はより少ない層が提供されてもよい。いくつかの実施形態において、全体的な熱抵抗を定義するために、１０、２０、又はそれ以上の封止容積３２が、層状構成に設けられる。図示される実施形態において、スペーサ３４（例えば、スペーサ材料のセグメント）は、スペーサ３４の厚みＴによってその間に形成される間隔又は間隙を画定するために、隣り合う封止容積３２の間に位置する。間隔はスペーサ３４と隣り合う封止容積３２の各々との間に示されているものの、これは図解を容易にするために示されており、封止容積３２が筐体３３の内部に配置及び配列されるときにこのような間隔は必ずしも提供されなくてもよいことは、特筆すべきである。例えば、カバー３６が互いに縫合又は締結されているとき（例えば、ブランケットパッケージを作成するためのクロージャを画定するため）、スペーサ３４が隣り合う封止容積３２の間に（例えば、これらと当接嵌合して）挟まれるように、構成全体が一緒に固定される。例えば、カバー３６の内部３５に（本明細書に記載されるような）層構造を挿入するための開口部を中に作成するために、カバー３６のエッジの１つを除いてすべてが縫い合わせられ、その後最後のエッジが縫い合わせられてもよい。相対寸法、例えば様々な構成要素及び層の厚みが必ずしも縮尺通りではないこともまた、特筆すべきである。カバー３６は例えば、必要又は要望に応じて実装及び再実装されるなど、操作されてもよいブランケット型構造が形成されるように、保護用総合アセンブリを形成する。いくつかの実施形態において、全体構造は約０．３ｌｂｓ／ｆｔ^３から約６ｌｂｓ／ｆｔ^３の密度を有する。

こうして、様々な実施形態において、封止容積３２とスペーサ３４との繰り返し交互構成が提供される。封止容積３２及びスペーサ３４の厚みが要望又は必要に応じて異なってもよいことは、特筆すべきである。加えて、１つ以上の隣り合う封止容積３２の間にスペーサ３４を提供しないなどの変形例が考えられる。別の変形例として、２つ以上のスペーサ３４が、隣り合う封止容積３２の間に位置してもよい。

一実施形態において、熱シール３８を使用するなどして、まとめて封止されたプラスチックフィルム層３７から封止容積３２が形成されるが、これらはその中にガスを保持することが可能な封止内部容積４０を形成するためのフィルム層３７のエッジの封止として図解されている。例えば、封止内部容積４０は、ガスが封止容積３２から通過又は透過するのを防止するように、気密型構成でその中に封止されたガスを有してもよい。様々な実施形態において、プラスチックフィルム層３７は、封止容積３２を形成するためにその外周の周りに封止された金属化フィルム層であり、これらはいくつかの実施形態において、例えば約０．５ミルから約１０ミルの厚みを有する。図からわかるように、金属化表面４２は、封止容積３２の各々の外側に設けられる。金属化表面４２は、プラスチックフィルム層３７の片面上の１０００オングストローム（公称）金属化層など、薄い金属層であってもよい。

例えば、いくつかの実施形態において、プラスチックフィルム層３７は、とりわけアルミニウム−ポリイミド（例えばＡｌ−Ｋａｐｔｏｎ（Ｒ））又はアルミニウム−ポリエステル（例えば、Ａｌ−Ｍｙｌａｒ（Ｒ））など、（片側に、図示される実施形態では封止容積３２の外面上に、アルミニウムを有する）アルミニウム化プラスチックフィルムであってもよい。プラスチックフィルム層３７に使用される材料は、所望の又は必要とされる固有の特性に基づいて選択されてもよい。例えば、動作が高温ではない場合には、アルミニウム化ポリエステルが使用されてもよい。しかしながら、動作が高温の場合には、アルミニウム化ポリイミドが使用されてもよい。加えて、選択される材料は、燃焼特性など、その他の特性に基づいてもよい。

加えて、スペーサ３４は、スクリムクロス又は発泡材料などの異なる材料から形成されてもよい。例えば、スペーサ３４は、とりわけポリアラミド（例えばＮｏｍｅｘ（Ｒ））、ポリエチレンテレフタレート（例えばＤａｃｒｏｎ（Ｒ））、又はポリイミド材料などの材料から形成されてもよい。加えて、封止容積３２の内部にスペーサ４４が提供されてもよく、これはスペーサ３４と類似の材料から形成されてもよい。封止容積３２のうちの１つ以上の内部に複数の層のスペーサ４４が設けられてもよいことは、特筆すべきである。加えて、スペーサ３４及び４４は、例えば厚みなどの同じ寸法を有してもよく、あるいは異なる寸法を有してもよい。

封止容積３２の各々は、その中に封止されたガスを有する。例えば、高粘度／密度ガスなどのガスが封止容積３２の各々の中に充填されてもよい。様々な実施形態において、粘度及び／又は密度は、例えば絶縁動作温度範囲に基づいて選択されてもよい。いくつかの実施形態において、密度は摂氏０度で約１．２から６．２グラム毎リットルの範囲を有し（空気からＳＦ_６）、粘度は約０．０１８から０．０２４センチポアズの範囲を有する。一実施形態において、密度は摂氏０度で１．２９から６．１７グラム毎リットルの間である。要望又は必要に応じて、異なる密度又は粘度が提供されてもよいことは、理解されるべきである。１つ以上の実施形態において、封止容積３２のうちの１つ以上の中に充填されるガスは、とりわけアルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）、又は空気などの不活性ガス、あるいはこれらの組合せである。加えて、封止容積３２のうちの１つ以上の中に、異なるガスが充填されてもよい。いくつかの実施形態において、空気が単独で又は１種以上のその他のガスと組み合わせて、封止容積３２の中に充填されてもよい。封止容積３２は、空気又はＳＦ_６などで、再充填されてもよいことは、特筆すべきである。

一実施形態において、スペーサ３４及び４４を有する、繰り返し構成の層状封止容積３２もまた、内部筐体４６の中に封止されている。内部筐体４６は、シール５０によって熱的に封止されたプラスチックフィルム層４８から形成されてもよく、これらはプラスチックフィルム層３７及びシール３８と類似している。内部筐体４６は、内部に層状封止容積３２が封止されて中にガスを有する、空洞又は封止容積を画定してもよい。例えば、封止容積３２の中のガスと類似のガスが、いくつかの実施形態において提供されてもよい。別の実施形態において、封止容積３２とは異なるガスが、封止容積５２の中に提供されてもよい。図示される実施形態において、スペーサ３４は、上部及び底部封止容積３２と、そのそれぞれのプラスチックフィルム層４８との間に位置している。いくつかの実施形態において、プラスチックフィルム層４８は金属化されていない。

加えて、カバー３６の内部３５の中に内部筐体４６が挿入された状態で、いくつかの実施形態において、スペーサ５４は、内部筐体４６とカバー３６との間に任意に提供される。スペーサ５４は、スペーサ３４及び４４と同様に形成されてもよい。加えて、２つ以上のスペーサ５４が提供されてもよい。

このように、封止容積３２は、封止容積３２の中から封止容積３２の外へのガス伝達に対して不透過性になっている、金属化表面４２（例えば、金属化フィルム）を備えるガスの空洞を、作成又は形成する。スペーサ３４は、隣り合う封止容積３２が互いに直接接触しないように、その間に間隙を備えて封止容積３２を保持するために、様々な実施形態において付加的に提供される。封止容積３２の各々は、要望又は必要に応じて、充填又は再充填されてもよい。加えて、層を加えることにより、つまり封止容積３２の層を加えることにより、付加的な熱絶縁が様々な実施形態において提供される。

図３は、様々な実施形態によって形成されうるＭＬＩブランケット１００を示す。ＭＬＩブランケット１００は、封止ガス容積と、本明細書により詳細に記載されるような布材料などの軽量で耐久性のある材料から形成された外面１０２とを繰り返す内部構造を有する、ＭＬＩ２０、３０、又は１３０として、具体化されてもよい。理解されるように、ＭＬＩブランケット１００のサイズ及び形状を含む寸法は、要望又は必要に応じて異なってもよい。加えて、封止ガス容積の層の数の選択は、要望又は必要に応じて熱及び音響絶縁特性（例えば、熱絶縁体又は音響絶縁体の量）に、並びにＭＬＩブランケット１００が中に実装される空間制限にも、基づいてよい。このため、より多くの層を連続して追加することにより異なる量の熱絶縁体又は音響絶縁体が提供されてもよい。

図４は、提供されうるＭＬＩ１３０の別の実施形態である。図示される実施形態におけるＭＬＩ１３０は、音響エネルギーを吸収して音響伝送を妨害するためなど、そこを通る音響エネルギーの伝達又は伝送を遮断又は減少させるように構成された、音響ＭＬＩ１３０である。図からわかるように、ＭＬＩ３０は、複数の封止ガス容積層がそれによって画定されるように、積層構成において提供されうる複数の封止容積１３２（例えば、封止ガスチャンバ）を含む。例えば、複数の封止容積１３２が筐体１３３の内部で隣接関係に配置されてもよく、これらは様々な実施形態において、その中に複数の封止容積１３２を保持するために縫合又は別途締結された、強い繊維布材料などの、変形可能又は移動可能なカバー１３６から形成されてもよい。例えば、いくつかの実施形態において、カバー１３６は、数ある材料の中でもとりわけ、ベータクロス又はポリアラミド積層体から形成されてもよい。様々な実施形態において、カバー１３６は、本明細書に記載されるような最終封止容積を構築するために、軽量で耐久性のある材料から形成される。いくつかの実施形態において、カバー１３６は、約５ミルから約１０ミルの厚みを有してもよい。しかしながら、カバー１３６のその他の厚みが提供されてもよい。様々な実施形態において、カバー１３６は、例えば化学物質、洗浄剤、及び溶剤、同様に異なる腐食性物質に対して耐性のある材料から形成される。様々な実施形態におけるカバー１３６はまた、不燃性でもある。

筐体１３３の内部の封止容積１３２の数は要望又は必要に応じて異なってもよく、図示される５つは単なる図解のためである。例えば、所望の又は必要とされる音響抵抗に基づいて、さらなる又はより少ない層が提供されてもよい。いくつかの実施形態において、全体的な音響抵抗を定義するために、１０、２０、又はそれ以上の封止容積１３２が、層状構成に設けられる。図示される実施形態において、スペーサ１３４は、スペーサ１３４の厚みＴによってその間に形成される間隔又は間隙を画定するために、隣り合う封止容積１３２の間に位置する。間隔はスペーサ１３４と隣り合う封止容積１３２の各々との間に示されているものの、これは図解を容易にするために示されており、封止容積１３２が筐体１３３の内部に配置及び配列されるときにこのような間隔は必ずしも提供されなくてもよいことは、特筆すべきである。例えば、カバー１３６が互いに縫合又は締結されているとき（例えば、ブランケットパッケージを作成するためのクロージャを画定するため）、スペーサ１３４が隣り合う封止容積１３２の間に（例えばこれらと当接嵌合して）挟まれるように、構成全体が一緒に固定される。例えば、カバー１３６の内部１３５に（本明細書に記載されるような）層構造を挿入するための開口部を中に作成するために、カバー１３６のエッジの１つを除いてすべてが縫い合わせられ、その後最後のエッジが縫い合わせられてもよい。相対寸法、例えば様々な構成要素及び層の厚みが必ずしも縮尺通りではないこともまた、特筆すべきである。カバー１３６は例えば、必要又は要望に応じて実装及び再実装されるなど、操作されてもよいブランケット型構造が形成されるように、保護用総合アセンブリを形成する。いくつかの実施形態において、全体構造は約０．３ｌｂｓ／ｆｔ^３から約６ｌｂｓ／ｆｔ^３の密度を有する。

こうして、様々な実施形態において、封止容積１３２とスペーサ１３４との繰り返し交互構成が提供される。封止容積１３２及びスペーサ１３４の厚みが要望又は必要に応じて異なってもよいことは、特筆すべきである。加えて、１つ以上の隣り合う封止容積１３２の間にスペーサ１３４を提供しないなどの変形例が、考えられる。別の変形例として、２つ以上のスペーサ１３４が、隣り合う封止容積１３２の間に位置してもよい。

一実施形態において、熱シール１３８を使用するなどして、まとめて封止されたプラスチックフィルム層１３７から封止容積１３２が形成されるが、これはその中にガスを保持することが可能な封止内部容積１４０を形成するためのフィルム層１３７のエッジの封止として図解されている。例えば、封止内部容積１４０は、ガスが封止容積１３２から通過又は透過するのを防止するように、気密型構成でその中に封止されたガスを有してもよい。様々な実施形態において、プラスチックフィルム層１３７は、封止容積１３２を形成するためにその外周の周りに封止された金属化フィルム層であり、これらはいくつかの実施形態において、例えば約０．５ミルから約１０ミルの厚みを有する。図からわかるように、金属化表面１４２は、封止容積１３２の各々の外側に設けられる。金属化表面１４２は、プラスチックフィルム層１３７の片面上の１０００オングストローム（公称）金属化層など、薄い金属層であってもよい。例えば、いくつかの実施形態において、プラスチックフィルム層１３７は、とりわけＡｌ−ポリイミド又はＡｌ−ポリエステルなど、（片側に、図示される実施形態では封止容積１３２の外面上に、アルミニウムを有する）アルミニウム化プラスチックフィルムであってもよい。プラスチックフィルム層１３７に使用される材料は、所望の又は必要とされる固有の特性に基づいて選択されてもよい。例えば、動作が高温ではない場合には、アルミニウム化ポリエステルが使用されてもよい。しかしながら、動作が高温の場合には、アルミニウム化ポリイミドが使用されてもよい。加えて、選択される材料は、燃焼特性など、その他の特性に基づいてもよい。

加えて、スペーサ１３４は、スクリムクロス又は発泡材料などの異なる材料から形成されてもよい。例えば、スペーサ１３４は、とりわけポリアラミド、ポリエチレンテレフタレート、又はポリイミドなどの材料から形成されてもよい。加えて、封止容積１３２の内部にスペーサ１４４が提供され、これはスペーサ１３４と類似の材料から形成されてもよい。封止容積１３２のうちの１つ以上の内部に複数の層のスペーサ１４４が設けられてもよいことは、特筆すべきである。加えて、スペーサ１３４及び１４４は、例えば厚みなどの同じ寸法を有してもよく、あるいは異なる寸法を有してもよい。

封止容積１３２の各々は、その中に封止されたガスを有する。例えば、高粘度／密度ガスなどのガスが封止容積１３２の各々の中に充填されてもよい。いくつかの実施形態において、封止容積１３２のうちの１つ以上の中に充填されるガスは、とりわけアルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）、又は空気などの不活性ガス、あるいはこれらの組合せである。加えて、封止容積１３２のうちの１つ以上の中に、異なるガスが充填されてもよい。いくつかの実施形態において、空気が単独で又は１種以上のその他のガスを組み合わせて、封止容積１３２の中に充填されてもよい。

一実施形態において、スペーサ１３４及び１４４を有する繰り返し構成の層状封止容積１３２もまた、内部筐体１４６の中に封止されている。内部筐体１４６は、シール１５０によって熱的に封止されたプラスチックフィルム層１４８から形成されてもよく、これらはプラスチックフィルム層１３７及びシール１３８と類似していてもよい。内部筐体１４６は、内部に層状封止容積１３２が封止されて中にガスを有する、空洞又は封止容積を画定してもよい。例えば、封止容積１３２の中のガスと類似のガスが、いくつかの実施形態において提供されてもよい。別の実施形態において、封止容積１３２とは異なるガスが、封止容積１５２の中に提供されてもよい。図示される実施形態において、スペーサ１３４は、上部及び底部封止容積１３２と、それぞれのプラスチックフィルム層１４８との間に位置している。いくつかの実施形態において、プラスチックフィルム層１４８は金属化されていない。

加えて、カバー１３６の内部１３５の中に内部筐体１４６が挿入された状態で、いくつかの実施形態において、スペーサ１５４は、内部筐体１４６とカバー１３６との間に任意に提供される。スペーサ１５４は、スペーサ１３４及び１４４と同様に形成されてもよい。加えて、２つ以上のスペーサ１５４が提供されてもよい。

このように、封止容積１３２は、封止容積１３２の中から封止容積１３２の外へのガス伝達に対して不透過性になっている、金属化表面１４２（例えば、金属化フィルム）を備えるガスの空洞を、作成又は形成する。スペーサ１３４は、隣り合う封止容積１３２が互いに直接接触しないように、その間に間隙を挟んで封止容積１３２を保持するために、様々な実施形態において付加的に提供される。封止容積１３２の各々は、要望又は必要に応じて、充填又は再充填されてもよい。加えて、層を加えることにより、つまり封止容積１３２の層を加えることにより、付加的な音響隔離／減衰が、様々な実施形態において提供される。

ＭＬＩ２０、３０、又は１３０は、例えば宇宙船の加圧容積内又は航空機の翼の中（例えば、ダクト及びスパーの絶縁）など、異なる用途に使用されてもよい。しかしながら、ＭＬＩ２０、３０、又は１３０は、絶縁が望まれる又は必要とされる航空機又は機体の中のどこで使用されてもよい。ＭＬＩ２０、３０、又は１３０は、とりわけ緊急用ブランケット、絶縁ブランケット、絶縁包装、又は飲料保冷器などの、異なる用途にも使用されてよい。加えて、ＭＬＩ２０、３０、又は１３０のブランケット構造は、絶縁材料に損傷を与えることなく取り外してその後再実装されることが可能である。加えて、例えば熱及び音響遮断又は絶縁特性を有するＭＬＩを提供するために、様々な実施形態のうちの１つ以上が組み合わせられてもよいことは、特筆すべきである。

上述のように、航空機など、翼又はその他いずれかのアセンブリの部品を絶縁するために、様々な実施形態が使用されてもよい。例えば、図５は、上述の様々な実施形態を使用して絶縁されてもよい部品を有する、航空機２００を示す。航空機２００は、２つのターボファンエンジン２１２を含む推進システム２１０を含む。エンジン２１２は、航空機２００の翼２１４によって担持されている。別の実施形態において、エンジン２１２は、胴体２１６及び／又は尾部２１８によって担持されてもよい。尾部２１８は、水平尾翼２２０及び垂直尾翼２２２も支持することができる。

様々な実施形態はＭＬＩを提供するための、図６に示されるような方法２５０も提供するが、これは熱又は音響ＭＬＩ、あるいはこれらの組合せであってもよい。ＭＬＩは、例えばＭＬＩ２０、３０、又は１３０として実現されるように形成又は構築されてもよい。方法２５０は、２５２において、金属化プラスチックフィルム層を含む封止金属化プラスチックエンベロープ内に一定量の高粘度／密度ガスを封入することを含む。いくつかの実施形態において、ガスは低熱伝導率、低音響伝導率、又はこれらの組合せを有する。封止金属化プラスチックエンベロープは、例えば本明細書により詳細に記載された封止容積３２など、異なる形状及び形態を取ってもよい。ガスは、その内部にガスを保持し、構造からのガスの移動の可能性を防止又は低減する構造に、封入される。構造及び封止構成は、例えばＭＬＩのための動作環境（例えば環境の温度又は圧力）に基づいてもよい、いずれか適切な手段を用いて提供されてもよい。

方法２５０はまた、２５４において、封止金属化プラスチックエンベロープの中にスペーサ材料のセグメントを封入することも含む。例えば、本明細書に記載されるように、スペーサ４４は封止容積３２の内部に位置してもよい。スペーサが、低熱伝導率又は低音響伝導率の材料、あるいはこれらの組合せから形成されてもよいことは、特筆すべきである。スペーサは、いくつかの実施形態において、発泡材料から形成されてもよい。封止容積３２は、熱封止プロセスを用いて封止されてもよい。

方法２５０は、２５６において、スペーサ材料の層間セグメントを用いて複数の封止金属化プラスチックエンベロープを積層することを、さらに含む。例えば、スペーサ３４などの１つ以上のスペーサは隣り合う封止金属化プラスチックエンベロープの間に位置してもよい。封止金属化プラスチックエンベロープ及びスペーサなどの様々な層が、例えば接着剤又は糊を用いて、異なる方法で互いに結合されてもよく、あるいは封止金属化プラスチックエンベロープの片面のカバーによって互いに保持されてもよいことは、特筆すべきである。封止金属化プラスチックエンベロープ及びスペーサの層の数は、所望の又は必要とされる熱又は音響特性に基づいて、異なってもよい。

方法２５０は、２５８において、積層された複数の封止金属化プラスチックエンベロープ（積層封止金属化容積）及びスペーサ材料の層間セグメントを、カバーの間に配置することを付加的に含む。例えば、本明細書に記載されるようなＭＬＩブランケットを形成するために、複数の封止金属化プラスチックエンベロープ及びスペーサを包み込むため、保護布カバーが使用されてもよい。カバーのエッジは、２６０において、複数の封止金属化プラスチックエンベロープ及びスペーサをその中に固定するために、一緒に締結される。エッジはまず、封止金属化プラスチックエンベロープの積層構成をその中に挿入するための開口部を残して結合され、その後絶縁ブランケットを形成する安全な内部コンパートメントを形成するために、開口部が一緒に結合されてもよいことは、特筆すべきである。エッジは例えば、数ある方法の中でもとりわけ、縫合、粘着、化学的接着、熱的接着、機械的締結、又は摩擦溶接によって、一緒に固定されてもよい。これらの方法が、様々な実施形態のその他の空洞又は容積を固定又は形成するためにも使用されてよいことは、特筆すべきである。絶縁ブランケットは、多層熱又は音響絶縁材として使用されてもよい。

このように、様々な実施形態は、使用される層の数及びＭＬＩの内容積中に封止されるガスに基づいて異なる程度の絶縁を有してもよい、多層熱又は音響絶縁材を提供する。

上記記載が限定的ではなく例示を目的としていることは、理解されるべきである。例えば、上記の実施形態（及び／又はその態様）は、互いに組み合わせて使用されてもよい。その上、特定の状況又は材料を様々な実施形態の教示に適合させるために、その範囲から逸脱することなく多くの変更がなされてもよい。様々な構成要素の寸法、材料のタイプ、配向、並びに本明細書に記載される様々な構成要素の数及び位置は、特定の実施形態のパラメータを定義するように意図されており、まったく限定的ではなく、単なる例示的実施形態に過ぎない。上記記載を読むと、請求項の精神及び範囲に含まれるその他多くの実施形態及び変更が、当業者にとって自明となるだろう。したがって、様々な実施形態の範囲は、添付請求項、並びにこのような請求項に属する同等物の全範囲を参照して、決定されるべきである。添付請求項において、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「その中で（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」は、それぞれ用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」及び「ここで（ｗｈｅｒｅｉｎ）」に当たる平易な英語として使用される。また、以下の請求項において、用語「第一」、「第二」、及び「第三」などは、単に標識として使用されており、その対象物に対して数値的な要求を課すように意図されるものではない。さらに、以下の請求項の限定は、ミーンズ・プラス・ファンクション形式では書かれず、このような請求項の限定が明確に「手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」というフレーズを使用して、その後さらなる構造を含まない機能の言及が続くのでない限り、米国特許法第１１２条第６段落に基づいて解釈されないように意図される。

２０、３０、１３０ ＭＬＩ（多層絶縁材）
３２、５２、１３２、１５２ 封止容積
３３、１３３ 筐体
３４、４４、５４、１３４、１４４、１５４ スペーサ
３５、１３５ 内部
３６、１３６ カバー
３７、４８、１３７、１４８ プラスチックフィルム層
３８、１３８ 熱シール
４０、１４０ 封止内部容積
４２、１４２ 金属化表面
４６、１４６ 内部筐体
５０、１５０ シール
１００ ＭＬＩブランケット
１０２ 外面
２００ 航空機
２１０ 推進システム
２１２ ターボファンエンジン
２１４ 翼
２１６ 胴体
２１８ 尾部
２２０ 水平尾翼
２２２ 垂直尾翼
Ｔ スペーサの厚み

Claims (15)

1. 中にガスを封入する、積層構造内の複数の封止金属化体積であって、前記ガスは熱絶縁特性、音響絶縁特性、又はこれらを組み合わせた絶縁特性のうちの１つを有している、複数の封止金属化体積と、
   前記複数の封止金属化体積のうちの隣り合う封止金属化体積の間の少なくとも１つのスペーサと、
   前記複数の封止金属化体積を包囲する保護カバーと
   を備え、
   各封止金属化体積は金属化プラスチックフィルム層を備え、前記金属化プラスチックフィルム層はその外周の周りに合わせられて封止されて中に前記ガスを保持することが可能な封止された内部体積を形成し、前記金属化プラスチックフィルム層は金属化表面を有し、前記金属化表面は前記封止金属化体積の外側に位置している、多層絶縁材（ＭＬＩ）。
2. 前記複数の封止金属化体積の各々の中に少なくとも１つのスペーサをさらに備える、請求項１に記載のＭＬＩ。
3. 前記保護カバーのエッジは締結されて、前記保護カバーが前記複数の封止金属化体積と前記少なくとも１つのスペーサを含む内部空間を画定する、請求項１に記載のＭＬＩ。
4. 前記保護カバーは前記複数の封止金属化体積と前記少なくとも１つのスペーサの周りの前記内部空間に第２のガスを保持する、請求項３に記載のＭＬＩ。
5. 前記ガスは、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）、空気、又はこれらの組合せを含む不活性ガスのうちの１つである、請求項１に記載のＭＬＩ。
6. 前記複数の封止金属化体積は、Ａｌ−ポリイミド、Ａｌ−ポリエステル、又はその片面にアルミニウムを有するアルミニウム化プラスチックフィルムを含み、
   前記スペーサは、ポリアラミド材料、ポリエチレンテレフタレート材料、ポリイミド材料、又はこれらの組合せを含む、
   請求項１に記載のＭＬＩ。
7. 前記カバーは、ベータクロス、ポリアラミド積層材、又はこれらの組合せを含む、請求項１に記載のＭＬＩ。
8. 前記カバーはブランケット構造を形成する、請求項１に記載のＭＬＩ。
9. 封止金属化体積であって、金属化プラスチックフィルム層を備え、前記金属化プラスチックフィルム層はその外周の周りに合わせられて封止されて中にガスを保持することが可能な封止された内部体積を形成し、前記金属化プラスチックフィルム層は金属化表面を有し、前記金属化表面は前記複数の封止金属化体積の外側に位置している、前記封止金属化体積の内部に、熱絶縁特性、音響絶縁特性、又はこれらを組み合わせた絶縁特性のうちの１つを有するガスを封止することと、
   複数の前記封止金属化体積のうちの隣り合う封止金属化体積の間にスペーサを挟んで複数の封止金属化体積を積層することと、
   積層された前記複数の封止金属化体積を保護カバーの中に配置することと、
   前記複数の封止金属化体積をその中に固定するために、前記保護カバーのエッジを締結することと
   を含む多層絶縁材（ＭＬＩ）の提供方法。
10. 前記複数の封止金属化体積の各々の内部に少なくとも１つのスペーサを配置することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記保護カバーが前記複数の封止金属化体積と前記少なくとも１つのスペーサを含む内部空間を画定する、請求項９に記載の方法。
12. 第２のガスを前記複数の封止金属化体積と前記少なくとも１つのスペーサの周りの前記内部空間に提供することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記ガスとして、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）、空気、又はこれらの組合せを含む不活性ガスのうちの１つを使用することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
14. アルミニウム−ポリイミド、アルミニウム−ポリエステル、又はその片面にアルミニウムを備えるアルミニウム化プラスチックフィルムから形成された封止金属化体積を使用することをさらに含み、
    前記スペーサとして、ポリアラミド、ポリエチレンテレフタレート、又はポリイミドを含む材料を使用すること、並びにベータクロス又はポリアラミド積層材から形成されたカバーを使用することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
15. 前記複数の封止金属化体積を内部に備える前記カバーからブランケット構造を形成することをさらに含む、請求項９に記載の方法。

Images