JPH07504004A - 抗爆発性パッド及びその使用方法 - Google Patents

抗爆発性パッド及びその使用方法

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Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 抗爆発性パッド及びその使用方法 本出願は、１９９１年１０月２５日付出願の米国特許第０７／７８４，１７０号 に基づく優先権を主張するものである。
発明の分野 本発明は、一般に、偶発的な爆発若しくは望ましくない爆発の大きな損害に対し て構造物を保護するために用いられる抗爆発性パッドに関する。特に、本発明は 、軽量な拡張金網の多重層を含む層状抗爆発性パッドに関する。さらに、本発明 は、抗爆発性パッドの抗爆発性特性を引き出すための、かようなパッドの適用方 法に関する。
朋 よく知られているように、爆発の使用及び生産は、広範囲で遠大な産業である。
数世紀にわたって調査すれば、鉱業及び道路建設業において利用される産業爆破 、並びに内燃機関に使用される小爆発の動力化等のように、公知の爆発の有効な 適用が、多く開発されている。さらに、ライフル銃、大砲、爆弾等での火薬及び 他の爆発物の軍事用途が、よく知られている。
爆発の有用な適用から派生する利益に付随して、炭鉱、燃料タンク場、家屋、自 動車、船、大型旅客機等にて、爆発物が偶発的に爆発する際にしばしば生じる大 損害を余儀なくされている。同様に、テロリスト又は他の不法目的のために、爆 弾が使用されるような事件にも対面している。
偶発的若しくは悪意ある目的のいずれにせよ、爆発物が近くで爆発する際に生じ る損害から構造物を保護するための製品及び方法を開発するために、相当な努力 が払われている。ある程度、進展はしているが、爆発による人命の損失及び所有 物の破壊は容認できない割合でなお継続しており、抗爆発性の製品及び技術を改 良する実用的、効果的且つ経済的な方法を見出す努力が熱心に続けられている。
本発明の目的は、顕著に強化された爆発抑制特性を有するパ・ソド材料を提供す ることにある。
また本発明の別の目的は、爆発性材料の爆発により生じる衝撃波を放散させるた めに、驚くほど効果的な作用をする極めて軽量な組成物を含有する抗爆発性パッ ドを製造することにある。
さらに本発明の目的は、爆発した爆弾の爆発力により激しい損傷を受け易い構造 物の保護に用いる新規な抗爆発性パッドの使用方法を提供することにある。
他の目的及び利点は詳細な説明により明らかとなるであろう。
発明の概要 本発明は、壁及び他の構造物要素と爆弾との間に、多孔性材料の１層により分離 された拡張金網の多重シートからなる軽量パッドを挿入することにより、爆弾の 爆発に対して、壁及び他の構造物要素が効果的に保護されるという発見に基づく 。拡張金網の存在は、爆発性材料の爆発から生じる衝撃波を効果的に拡散させ且 つ放散させるので、激しい爆発にもかかわらず、壁及び他の構造物要素は物理的 に一体に維持される、ということが見出されている。
したがって本発明の製品は、拡張金網の第１のシートと、拡張金網の第２のシー トと、該第１のシート及び第２のシートを分離する空気透過性材料の内部コア層 と、を備える層状抗爆発性パッドである。好ましい実施態様において、該パッド は前方カバー及び後方カバーの間に保持され、拡張金網のシートはマグネシウム 合金等のスリット入りのホイルから作られ、一方、内部コアはファイバーグラス 、精製綿（コツトンバッティング）若しくは拡張金網から形成された小型球体（ ミニチュアボール）組立体等の多孔性材料で形成される。
さらに本発明は、爆発の衝撃に対して構造物を保護する方法を含む。該方法は、 該構造物及び爆発物の間に、上述の性質を有する層状抗爆発性パッドを挿入する 工程を備える。
図面の簡単な説明 図１は、本発明の抗爆発性パッドの横断両立面図であり、種々の成分層を示す。
図２は、本発明の抗爆発性パッドを任意に変更した横断両立面図であり、種々の 追加的な任意の層を含んだ図を示す。
図３は、スリット入りの金属ホイルシートの頂面図であり、該シートは引き延ば されることにより拡張され、本発明に有用な拡張金網を提供する。
図４から図７は、拡張金網の頂面図であり、スリット入りのシートが引き延ばさ れて拡張金網を形成するまでの変化を示す。
発明の詳細な説明 図面を参照すれば、本発明の基本的な層状抗爆発性パッドが図１に示されている 。ここで、パッド１０は拡張金網からなるシート３及び４を含み、該シート３及 び４は、空気透過性材料からなる内部コア５により、互いに離隔されている。
本発明にとって必須事項ではないけれども、ある目的のために、前方カバー６及 び後方カバー７の間に上記パッドを封じ込め、パッドの一体性を維持し、要素の スリップ及びシフトを防ぐことが望ましい。この目的のために、縫い合わせたり 、ステープラによりとじ合わせたり、又は他の公知の固着手段により、シーム８ 及び９にて、前方カバー６及び後方カバー７を一緒に結合することができる。
シート３及び４に用いられる拡張金属は、特定の態様にて金属ホイルの連続シー トにスリットを入れ、次いでスリットを入れられたスリット入りシートを引き延 ばすことにより形成され、ホイルの厚みよりもはるかに厚い厚みを有するプリズ ム形拡張金網に転換される。図面を参照すれば、図３は、本発明に適する断続的 なスリットを備える金属ホイルのシートを示す。シートの長さ及び幅は、製造さ れるべき抗爆発性パッドの大きさに従って、実用的な大きさから選択することが できる。
図３において示すように、シート１０は、離隔された線上に断続的なスリット１ １を備え、鎖線は互いに平行であるが、シート１０の長手方向を横切っている。
各線上のスリット１１は、スリットの入っていない切片すなわちギャップ１２に より離隔されており、各線上のスリット１１は隣接する線上のスリット１１とず れて並置されている。同様に、各線上のギャップ１２は、隣接する線上のギャッ プ１２とずれて並置されている。複数のスリットの線は、金属ホイルの連続シー トの長手方向の縁部１３及び１３Ａと平行に走る。スリット入りの金属ホイルを 製造するための装置は、共に係属中の１９９０年１０月２９日付は出願の第０７ ／６０５，５４０号明細書に詳細に記載されている。
図３に示すように、スリット入りの金属ホイルは、縦方向に引っ張り力をかけら れることにより引き延ばされる際に、本発明の図１の要素３及び４として使用可 能なプリズム形拡張金網に転換される。引き延ばされている間、ホイルの水平表 面は、直立位置まで上昇させられ、はちの巣状構造を採る。この転換は、図４か ら図７に示されている。引き延ばされる前のスリット入り金属ホイル１０が、図 ４に示されている。縦方向の引っ張り力が矢印１５の方向にかけられると、スリ ット１１は開き始め、目１６に転換され、製品は図５に示される外観を呈する。
より強い力がかけられることで、スリットはより大きく開かれ、製品は図６に示 されるようなはちの巣状のプリズム形状にまで広げられる。さらに力がかけられ ることで、この構造は、図７に示されるように所望の最終点に到達することがで きる。図４〜図７に示された転換は、製品の厚みを増加することにより達成され 、はちの巣状の製品の最終的な厚みは、各スリットの線同士の間の空げき１４の およそ２倍の厚みである。
本発明の抗爆発性パッドを使用するにあたって、金属ホイルは非常に薄く、また 各線上のスリット及び各線間の空げきは非常に小さいことが望ましい。ゆえに、 金網を製作するために用いられるホイルの厚みは、０．０２８〜１．０ｍ＋ａの 範囲内にあるべきで、好ましい厚みは０．０２８〜０２ルである。各スリット１ １の長さは１〜２．　５ｃｍの範囲であり、スリットが入っていない区域すなわ ち各スリット間のギヤツブ１２の長さは２〜６０１１１の範囲である。結果的に 展開される金網にとって望ましい厚みによって、スリットの線を分離する距離１ ４を変更してもよい。距離１４は本来的には１〜４關の範囲であり、結果的に展 開される金網の厚みは通常は２〜８龍の範囲となる。距離１４として好ましい値 は、１關又は２ｍｍのいずれかである。
金属ホイルに用いられる金属の種類は、薄膜形状に製作されるものであれば、金 属あるいは合金の広範囲から選択することができる。本発明の目的のために、数 種の相溶性物質とのマグネシウム合金を用いることが望ましい。ゆえに、例えば 、アルミニウム、銅、ジルコニウム、亜鉛、ストロンチウム、ラドン（電子）、 シリコン、チタニウム、鉄、マンガン、クロム及びこれらの化合物とのマグネジ ウド合金を用いることが望ましい。」ニ述のような合金は、軽量で、強度があり 、弾性があり、熱伝導性を有する等の価値ある特性ばかりでなく、不燃性である という重要な特性をも有する。特に有用な化合物は、アルミニウムと銅とのマグ ネシウム合金である。他の好ましい化合物は、ジルコニウムとストロンチウムと のマグネシウム合金である。いくらか寸法を小さくするために、マグネシウムが アルミニウムにより置換された合金も、本発明の実行には有用である。
アルカリ金属の重クロム酸塩又はオレイン酸塩等の爆発物の爆発により引き起こ される火災を防ぐために効果的な材料によって拡張金網が被覆されていれば、さ らなる利点が得られる。これらの材料は、加熱されると、濃厚な蒸気を発生し、 該蒸気が包み込んだ領域内の構造物材料の着火を防止するべ（補助的に作用する 。
内部コア層５は、ファイバーグラス、精製綿（コツトンバッティング）又は他の 同様な不織物質等の適当な空気透過性材料であれば、何でもよい。該層５の内部 コア材料として特に適当な材料は、拡張金網から形成された球体組立体である。
かような球体は、小さなだ内体で形成されるときに最も効果的である。だ内体は 、拡張金網シート（図３〜図７に示されるような）を小さな切片に切断し、次い でだ円形状に機械的に形成することにより、製造される。だ内体は、一般に２０ 〜３０ＩＩＩ１１の短径と、３０〜４５ＩＩＩ１１の長径と、を有する。だ内体 を製作する装置は、同時係属中の１９９０年１０月２９日付出願の第０７／６０ ５，５４０号明細書に詳細に記載されている。
内部コア層５は、好ましくは１〜６インチの厚みを有する。この厚みより薄いと 、保護が縮小され、この厚みより厚いと、効果的ではあるが、たいていの条件下 で実用的でないかさ高さを追加することになる。
ある使用にとって、前方カバー６及び後方カバー７の使用により、層３．４及び ５が一緒に、凝集性パッド内に結合されることが望ましく、該カバー６及び７を シーム８及び９にて固着することができる。後方カバー７としては、適当な材料 であれば、いかなる材料を用いてもよい。しかしながら、前方カバー６は、金属 膜若しくは繊維膜等の空気透過性材料から作られていることが必要である。該空 気透過性の前方カバー６により、爆弾の爆発の衝撃波及び熱波を拡張金網の層３ 及び４に到達させ、衝撃波及び熱波が保護されるべき構造物に到達する前に、該 層が衝撃波及び熱波を拡散及び放散させることができる。前方カバー６が堅い非 透過性材料であれば、爆発による衝撃波は、該非透過性表面に対して完全な減衰 されない力を発揮し、保護パッドのみならず保護されるべき構造物をも破壊する であろう。したがって、指摘されるように、前方カバーは空気透過性であり、さ らに、爆発力が生ずる方向に面する位置に定置されることが必要である。
本発明は、単一なコア層により分離されている２つだけの拡張金網の層の使用に 限定されるものではない。より大きな爆発を含む幾つかの適用のために、多孔性 材料のコアにより分離された３層又は４層の金網を用いることが有利である。
さらに、ある環境においては、単一の層内で互いにつながっている金網の２枚以 上のシートを用いることも有用である。
図２は、本発明の実施例を示す。ここで、拡張金網の二重層が、パッドの前面に 隣接して用いられており、だ円形の充てん材料の層により分離された追加の金網 層が、前方二重層の背後に積層される。金網の余分の層及び離隔材料が、爆発に 対する強化された保護を提供する。図２を参照すれば、強化された層状抗爆発性 パッド１７は、拡張金網により作られた層１８．１９．２０及び２１を含み、該 層は上述のタイプのだ同体組立体の内部コア２２．２３及び２４により互いに分 離されている。前方層１８は、拡張金網の二重層からなる。該パッド１７は、前 方カバー２５及び後方カバー２６の間に収容されており、該カバー２５及び２６ は、シーム２７等の縫い合わせ、ステープラによるとじ合わせ、又は他の公知の 固着手段により結合されている。図１の実施例と組み合わせることで、明らかに 示されるように、前方カバー２５は空気透過性であり、爆発の衝撃波が進行して くる方向に面して位置されることが必要である。コア２２．２３及び２４がだ同 体の形状で示されており、これが好ましい形状ではあるが、コア材料はファイバ ーグラス、精製綿又は他の同様な不織性物質等の適当な空気透過性材料であれば よいことが理解されるであろう。単一パッドは、ある目的のために、種々のコア 層内に異なるコア材料を有して作られてもよ（、例えば、コア２２がだ同体であ り、残りのコア層がファイバーグラスであるパッドであってもよい。
上述の性質の層状パッドは、爆発の破壊力に対する非凡な保護を提供する。保護 されるべき構造物の全重量に対する拡張金網の割合は、非常に小さい（すなわち ０，０５〜１％の間）けれども、拡張金網の特別なはちの巣状の構成及び熱伝導 性により、近接した範囲での爆弾爆発による衝撃波及び熱効果を効果的に減衰さ せる。ゆえに、例えば、本発明の抗爆発性パッドで被覆されたコンクリートブロ ック壁は、１ボンドＴＮＴ爆弾が壁の前方５インチにて爆発しても何らの損傷を も受けない。ところが、パッドで被覆されていなければ、この壁は跡形もなく破 壊される。
抗爆発性パッドは、クギ、ステーブル、接着剤等により、構造物の表面に容易に 付着させることができる。適切な場合には、本発明は、爆発に対する構造物の保 護のために、広範囲な適用性を有する。家屋及び商業用建築物への適用は、燃料 タンク又は他の爆発性材料が配置されているガレージ、暖房炉室、又は他の領域 等の壁を被覆することも含む。自動車においては、エンジンルームと乗員乗車区 画との間の防火壁を抗爆発性パッドによって被覆してもよい。テロリスト対策と して、航空機の荷物室の壁を本発明の製品で容易に被覆し、爆弾の衝撃及び振動 をけん制し且つ抑制し、飛行機の制御装置や他の生命維持構造要素の損傷を防ぐ 。爆弾の爆発のリスクを受けやすい警官や消防隊員に用いられるために、該材料 は歩行シールドに繊維化されてもよい。
本発明を説明するために、特別な実施例を記載するが、本発明はこれらに限定さ れるものではなく、請求の範囲により限定されるものである。
実施例１ 長さ６フイート、高さ６フイート、厚さ６インチの壁がコンクリートプロ・ツク で構築され、地上に置かれた６インチの流し込まれたコンクリート土台上に静止 している。この壁の前表面全体は、図１に示される構成を有するツク・ソドで被 覆されている。
パッドの２つの層に用いられた拡張金網は、０．２５％Ｓｉ、０．３％Ｆｅ。
０．０１％Ｃｕ、０．０１％Ｍｎ、１０％ＡＩ、０．０１％Ｚｎ、０．１％Ｔｉ 及び残余がＭｇからなる合金で作られている。金属ホイルは、厚さが０．１−で あり、展開した形態での金網の厚さは２層１ｍである。内部コアは、厚さが２イ ンチのファイバーグラス層である。パッド材料は、４ミクロンメツシュの金属膜 からなる前方カバー及び後方カバーを有する。
プラスチック容器内のＴＮＴ（トリニトロトルエン）１ポンド爆弾を被覆された 壁の表面から５インチ離れた地面に置いて、爆発させた。激しい衝撃にもかかわ らず、壁は無傷のままであり、何らの損傷の形跡も示さなかった。抗爆発性ノ々 ・ソドの前面には、わずかに傷跡が認められたに過ぎなかった。
この後、パッドを壁から取り除き、第２のプラスチック容器内のＴＮ７１ポンド 爆弾を壁から５インチ離れた地面に１いて、爆発させた。壁は跡形もなく破壊実 施例１と同じ寸法、同じ材料及び同じ構成を有する壁が構築された。この壁を図 ２に示す構成を有する抗爆発性パッドで被覆した。
パッドに用いられる拡張金網は、０．２５％Ｓｉ、０．３％Ｆｅ、０．０１％Ｃ ｕ、０．０１％Ｍｎ、１０％ＡＩ、０．０１％Ｚｎ、０．１％Ｔｉ及び残余がＭ ｇからなる方金で作られている。金属ホイルは、厚さが０．１！Ｉ１１であり、 展開した形態での金網の厚さは２１であった。金属ホイルをオレイン酸塩組成物 で被覆した。各内部コアは、拡張金網の層と同じ材料から作られただ同体の厚さ が１インチの組立体である。パッド材料は、４ミクロンメツシュの金属膜から作 られた前方カバー及び後方カバーを有する。
金属シェル内のＴＮＴ（トリニトロトルエン）２ボンド爆弾を壁表面から５イン チ離れた地面に置き、爆発させた。激しい衝撃にもかかわらず、壁は無傷のまま であり、損傷若しくは燃焼の形跡も示さなかった。抗爆発性パッドの前面には、 わずかに傷跡が認められたに過ぎなかった。
本発明の好ましい実施例を上記に詳細に記載したが、本発明の精神から逸脱しな い限りにおいて、当業者により変形がなされてもよいことが理解されるであろＦ Ｉｒｌ−３ 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８）

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. １．拡張金網の第１のシートと、拡張金網の第２のシートと、該第１及び第２の シートを分離する空気透過性材料からなる内部コア層と、を備える層状の抗爆発 性パッド。
  2. ２．前記拡張金網がマグネシウム合金ホイルから作られていること特徴とする請 求項１の抗爆発性パッド。
  3. ３．前記マグネシウム合金ホイルが、約０．０２８〜０．５ｍｍの範囲の厚みを 有することを特徴とする請求項２の抗爆発性パッド。
  4. ４．前記拡張金網が、展開した形態にて約２〜８ｍｍの厚みを有することを特徴 とする請求項１の抗爆発性パッド。
  5. ５．前記空気透過性材料の内部コアが、ファイバーグラスを備えることを特徴と する請求項１の抗爆発性パッド。
  6. ６．前記空気透過性材料の内部コアが、精製綿を備えることを特徴とする請求項 １の抗爆発性パッド。
  7. ７．前記空気透過性材料の内部コアが、拡張金網から形成された球体組立体を備 えることを特徴とする請求項１の抗爆発性パッド。
  8. ８．前記パッドが、前方カバー及び後方カバーの間に維持されており、該前方カ バーが空気透過性材料を備えることを特徴とする請求項１の抗爆発性パッド。
  9. ９．前記前方カバーが、織布膜を備えることを特徴とする請求項８の抗爆発性パ ッド。
  10. １０．爆発の衝撃に対して構造物を保護するために用いられる層状の抗爆発性パ ッドであって、該パッドが一体化構造物を形成すべく一緒に結合された組成層を 有し、該一体化構造物が、 ａ．空気透過性材料から形成された前方カバー層と、ｂ．互いに接点にてつなが れた拡張金網を少なくとも２シート備え、前記前方カバー層に隣接する第１の抗 爆発性層と、ｃ．拡張金網を少なくとも１シート備え、前記第１の抗爆発性層か ら離隔されている第２の抗爆発性層と、 ｄ．前記第１及び第２の抗爆発性層を分離する空気透過性材料の内部コア層と、 ｅ．一体化構造物を提供すべく、前記前方カバー層と結合し、共働する後方カバ ー層と、 を備えることを特徴とする前記抗爆発性パッド。
  11. １１．爆発の衝撃に対して構造物を保護するために用いられる層状の抗爆発性パ ッドであって、該パッドが一体化構造物を形成すべく一緒に結合された組成層を 有し、該一体化構造物が、 ａ．空気透過性材料から形成された前方カバー層と、ｂ．互いに接点にてつなが れた拡張金網を少なくとも２シート備え、前記前方カバー層に隣接する第１の抗 爆発性層と、ｃ．拡張金網を少なくとも１シート備え、前記第１の抗爆発性層か ら離隔されている第２の抗爆発性層と、 ｄ．前記第１及び第２の抗爆発性層を分離する空気透過性材料の内部コア層と、 ｅ．一体化構造物を提供すべく、前記前方カバー層と結合し、共働する後方カバ ー層と、 ｆ．前記第２の抗爆発性層及び後方カバー層を分離する空気透過性材料の第２の 内部コア層と、 を備えることを特徴とする前記抗爆発性パッド。
  12. １２．爆発物の爆発衝撃に対して、構造物を保護する方法であって、該構造物と 該爆発物との間に、拡張金網の第１のシートと、拡張金網の第２のシートと、該 第１及び第２のシートを分離する空気透過性材料からなる内部コア層と、を備え る層状の抗爆発性パッドを挿入する工程を備える前記保護方法。
  13. １３．前記拡張金網がマグネシウム合金ホイルから作られていること特徴とする 請求項１２の方法。
  14. １４．前記マグネシウム合金ホイルが、約０．０２８〜０．５ｍｍの範囲の厚み を有することを特徴とする請求項１２の方法。
  15. １５．前記拡張金網が、展開した形態にて約２〜８ｍｍの厚みを有することを特 徴とする請求項１２の方法。
  16. １６．前記空気透過性材料の内部コアが、ファイバーグラスを備えることを特徴 とする請求項１２の方法。
  17. １７．前記空気透過性材料の内部コアが、精製綿を備えることを特徴とする請求 項１２の方法。
  18. １８．前記空気透過性材料の内部コアが、拡張金網から形成された球体組立体を 備えることを特徴とする請求項１２の方法。
  19. １９．前記パッドが、前方カバー及び後方カバーの間に維持されており、該前方 カバーが空気透過性材料を備えることを特徴とする請求項１２の方法。
  20. ２０．前記前方カバーが、織布膜を備えることを特徴とする請求項１９の方法。
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