KR100569740B1 - 구속밴드, 배리어 유니트 및 그로부터 제조된 콘테이너 어셈블리 - Google Patents

Abstract

배리어 유니트(barrier unit) 및 이로부터 제조된 물품, 구체적으로는 특히 내충격성 콘테이너 어셈블리내에 물품을 내포하기 위한 고강도 및 저중량 구속 밴드(constraining band)가 개시된다. 이 배리어 유니트는 실질적으로 평행인 복수의 측면을 갖는 정다각형 경계를 갖는 표면으로 이루어지며, 각 측면은 표면과 일체로 성형된 최소 하나의 루프에서 종결된다. 상기 표면은 섬유의 최소 약50중량%가 루프의 후우프 방향으로 정렬된 실질적으로 연속하는 길이로 이루어지는 고강도 섬유의 최소 하나의 망상조직으로 이루어진다. 상기 배리어 유니트는 통나무와 같은 물품의 적하시 구속 밴드로서 그리고 항공기 내충격 화물 콘테이너 내부로의 출입 개구부에 대한 출입문/폐쇄물로서 사용된다. 이들은 또한 펜스 및 창문 보호물로서 사용된다.

Description

구속밴드, 배리어 유니트 및 그로부터 제조된 콘테이너 어셈블리{Constraining Band, Barrier Units and Container Assembly Made Therefrom}

본 발명은 배리어 유니트 및 그로부터 제조된 물품에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 목재 및 콘테이너와 같은 다른 것을 내포하는 물품에 사용되는 고강도, 저중량의 여러 가지 구속 밴드(constraining band)에 관한 것이다. 보다 더 상세하게는 본 발명은 폭발물은 수취(receive)하고 폭발시의 손상을 방지 혹은 최소화하기 위한 내충격성(blast resistant) 콘테이너 어셈블리에 관한 것이다. 이들 콘테이너 어셈블리는 특히 무게가 중요한 고려 사항이 되는 항공기에서, 더욱이 항공기의 화물실 및 객실에서 화약과 폭탄 및 수류탄과 같은 폭발물과 같은 위험한 물질을 저장 및 운반하기 위한 콘테이너로 사용된다. 이들은 또한 테러리스트 및 기타 다른 위험을 제거하기 위한 폭발 분대 요원에게 유용한 것이다.

1988년 스코틀랜드, 락커비상에서의 팬 아메리카 항공기 테러리스트 폭파에 대응하여, 폭파 및 항공기-생존법 전문가들은 테러리스트 폭탄에 대한 보다 저항성있는 상업적 정기여객기를 제조하는 방법에 대하여 연구하여 왔다. 이와 같은 연구의 일 결과로서 폭파검출기의 새로운 세대가 발전 및 전개되어 왔다. 그러나, 실제적인 문제로서, 한계폭탄크기 문제는 해결되지 않았다. 즉, 한계 폭탄크기보다 큰 것은 비교적 쉽게 발견되지만 폭탄 파편을 증가시키는 한계 폭탄크기보다 작은 것은 검출되지 않는다. 발견되지 않은 폭탄은 승객에 의해 항공기(객실)로 운반되거나 혹은 항공기 화물 콘테이너에 저장되는 수하물에 위치하게 된다. 잘려진 모서리를 갖는 정방형 박스 모양의 화물 콘테이너는 전형적으로 알루미늄으로 제조되며, 이는 가벼우나 내폭발성이 없다. 그 결과 한계 크기보다 작은 폭발에 대한 내충격성을 가지며 가벼운 콘테이너를 재디자인하기 위한 연구가 근래에 계속되어 왔다. 재디자인된 항공기 화물 콘테이너에 대하여는 Ashley, S., SAFETY IN THE SKY: Designing Bomb-Resistant Baggage Containers, Mechanical Engineering, v 114, n 6, Jun 1992, pp81-86에서 찾아볼 수 있다. 상기 문헌에 개시되어 있는 한가지 형태의 콘테이너는 고압가스를 안전하게 배출 혹은 배기되도록 하면서 충격파를 구속하고 폭발파편을 보유하도록 디자인되었으며, 다른 형태는 폭발력을 배출하여 항공기 외피로부터 멀어지도록 일정한 경로로 폭발물을 항공기 밖으로 유도하도록 디자인된다. 몇몇 새로운 디자인에서는 강하고 가벼운 복합물질을 사용한다. 이와 같은 디자인중 일예에서, 단단한 수하물 콘테이너는 AlliedSignal Inc.로부터 상업적으로 이용가능한 SPECTRA^ⓡ섬유와 같은 고밀도 물질로 된 피복직물로 감싸여지고 경성 폴리우레탄 발포물 및 구멍 낸 알루미늄 합금 시이트로 안을 댄다. 이와 같은 물질의 샌드위치를 사용하여 콘테이너의 4측면을 이음매 없는 쉘이 되도록 피복한다. 이점에 대하여는 U.S.P. 5,267,665를 참조할 수 있다.

짐을 싣거나 내리기 위해서 콘테이너의 내부에 접근할 필요가 있으며, 이는 전형적으로 문을 사용함으로써 가능하게 된다. 컨테이너 내부로부터의 폭발은 전형적으로 문에 대하여 바깥쪽으로 힘을 가하게 되므로 문은 폭발도중 콘테이너에 현저한 약점을 제공하게 되는 것이다. 만약 문이 힌지 및 금속 핀 배열로 연결되면, 핀은 위험한 투사물이 될 수 있다. 문이 그루브(groove) 혹은 홈(channel)에 미끄러져 들어가면, 상기 그루브 혹은 홈이 굽거나 혹은 비틀어져서 콘테이너로서의 기능을 다하지 못한다. 따라서 콘테이너의 내부에 출입하기 위한 문이 갖는 상기한 문제를 제거하도록 콘테이너를 디자인하는 것이 바람직하다.

U.S.P. 5,312,182는 단단한 화물 콘테이너를 개시하고 있으며, 여기에서는 기기의 파열에 대하여 저항할 수 있도록 단단히 죄어져서 폭발 충격 등에 표면상 반응하는 연동장치를 갖는 그루브/트랙에 미끄러져 들어가는 도어가 사용된다. 본 출원의 모출원인 1995, 9, 25일자로 출원된 U.S.출원번호 08/533,589는 바람직하게는 내충격성 물질로 된 최소 3개의 차례로 포개어지고, 상호 보강된 수직 밴드를 이용한 도어 폐쇄문제를 언급하고 있다. 콘테이너의 내부에 출입하기 위해서 적어도 부분적으로 두 외부 밴드를 움직여야 하며, 이는 항공기에서는 콘테이너의 한정된 공간으로 인하여 사용자에게 우호적인 해결방안이 아닌 것으로 밝혀졌다.

다른 내충격성 및/또는 충격통제(directing) 콘테이너는 유럽특허 출원 0 572 965 A1 및 U.S.P.Nos. 5,376,426; 5,249,534; 및 5,170,690에 개시되어 있다. 다른 관련 분야는 U.S.P. Nos. 5,333,532; 5,238,305; 4,809,402; 4,231,135에 개시되어있다.

본 발명은 종래기술의 문제점을 극복하기 위해 개발된 것으로 배리어 유니트(barrier unit), 구속 밴드(constraining bands) 및 이로부터 제조된 내충격 콘테이너 어셈블리는 제공하는 것이다.

본 발명은 단독으로 혹은 다른 배리어 유니트와 함께 사용되는 배리어 유니트에 관한 것이다. 상기 배리어유니트는 다수의 실질적으로 평행한 측면을 갖는 정다각형 경계를 갖는 면을 포함하며, 각 측면은 표면과 일체로 최소 하나의 루프에서 종단(terminate)된다. 바람직하게는 각 측면에서 표면과 일체로 된 다수의 일정한 간격을 두고 위치되어 있는 동축 루프가 존재한다. 상기 표면은 최소 하나의 섬유망상 조직, 바람직하게는 중합체 매트릭스내의 섬유망상조직이며, 강인도(tenacity)가 최소 약10 g/d이고 인장 모듈러스가 최소 약200g/d인 최소 하나의 섬유의 망상 조직을 포함한다. 상기 섬유의 최소 약50, 더욱 바람직하게는 약80중량%는 루프의 후우프(hoop) 방향으로 정렬된 실질적으로 연속되는 길이의 섬유를 포함한다. 바람직하게는 다수의 배리어 유니트는 연결핀이 삽입되는 힌지의 너클로 작용하는 내부 루프를 경유하여 연결되어 다른 배리어 유니트와 함께 사용된다.

본 발명은 또한 물품, 예를 들어 금속막대 혹은 원목과 같은 물품의 하중을 구속(constraining) 혹은 내충격성을 증대시키기 위해 콘테이너 어셈블리를 구속하기 위한 구속 밴드에 관한 것이다. "구속밴드(constraining band)"란 콘테이너를 둘러싸는 섬유 혹은 필름밴드와 같이 목적물을 구속하는 밴드를 의미하는 것으로, 예를 들어, 이러한 구속밴드는 콘테이너 내부의 폭발에 의한 충격으로부터 콘테이너의 일체성을 보존하기 위해 사용된다. 구속 밴드는 길이와 폭을 가지며, 강인도가 최소 약10g/d이고 인장 모듈러스가 최소 약200g/d인 최소 하나의 섬유망상조직, 바람직하게는 수지 매트릭스내의 망상 조직을 포함한다. 상기 섬유의 최소 약50중량%, 더욱 바람직하게는 약80중량%는 밴드의 길이를 따라 실질적으로 연속되는 길이의 섬유를 포함한다. 상기 밴드는 최소 한 지점에서 두 말단이 형성되도록 그 길이를 가로질러 중단(interrupt)되며, 이때 각 말단은 최소 하나의 일체로 된 루프, 바람직하게는 다수의 일정한 간격을 두고 위치된 동축 배열된 루프를 포함하거나 루프로서 종결된다. 핀을 사용하여 두 말단의 루프를 서로 연결시킨다. 상기 핀은 강성(rigid) 혹은 가요성(flexible) 물질을 포함한다. 바람직한 강성물질은 강성 금속 및 강성 섬유-보강된 복합물이다. 바람직한 가요성 물질은 로우프, 조방사(roving), 유니테이프(unitape), 실드(shield), 노끈, 벨트(균압결선(strapping)), 직물 및 이들의 결합 형태로 된 섬유를 포함한다. 상기 구속 밴드는 필요에 따라 강성 혹은 가요성일 수 있다. 상기 밴드의 단면이 다각형이면, 밴드는 연성 모서리와 경성 면으로 제조되어 이들은 후속 어셈블리 및 사용시 보다 효과적으로 저장 및 운반할 수 있도록 붕괴(collapse)될 수 있다.

상기 구속 밴드를 이용한 바람직한 내충격성 콘테이너 어셈블리는 최소 세개의 밴드를 포함하며, 이들중 하나는 불연속(discountinuous)/중단된(interrupted)밴드이며, 이 밴드는 상기한 바와 같이 연속 섬유를 사용한 중단되지 않은 밴드에 상응하는 강도 및 에너지 흡수성을 제공하도록 연결된다. 하나 이상의 구속/중단된 밴드가 어셈블리에 사용될 수 있으나, 구속 밴드가 연속한 물질의 밴드내의 하나 또는 그 이상의 연결 지점에서 차례로 겹쳐지는 것이 바람직하다. 상기 어셈블리는 또한 바람직하게는 콘테이너 내부에 위치되는 충격 완화물질을 포함한다.

특히 바람직한 실시에 있어서, 상기 내충격성 콘테이너 어셈블리는 커버, 콘테이너 및 연결수단을 포함한다. 상기 커버는 실질적으로 평행한 제1 및 제2 측면을 갖는 다각형 경계를 가지며, 이들 각 측면은 최소 하나의 일체로 된 루프, 바람직하게는 다수의 일정한 간격을 두고 위치한 동축 배열된 루프로 종단된다. 상기 커버는 강인도가 최소 약10g/d이고 인장 모듈러스가 최소 약200g/d인 고강도 섬유의 최소 하나의 망상 조직을, 바람직하게는 수지 매트릭스내에 포함한다. 상기 섬유의 최소 약50중량%, 바람직하게는 약80중량%는 제 1 및 제2 측면에 대하여 수직이며 루프의 후프방향으로 정렬된 실질적으로 연속되는 길이의 섬유를 포함한다. 상기 콘테이너는 벽 및 벽에 형성된 출입 개구부(access opening)를 포함한다. 상기 벽은 출입 개구부의 제 1 및 제2 측면에 대향하는 최소 2개의 일체로 된 루프를 포함한다. 커버 제 1측면상의 루프와 출입 개구부 제 1측면상의 루프를 연결시키기 위한 수단이 제공되며, 상기 커버 제2측면상의 루프와 개구부에 겹쳐지는 커버를 갖는 상기 출입 개구부 제2측면상의 루프를 연결하기 위한 수단이 제공된다.

상기 연결수단은 단일수단 혹은 다수의 수단일 수 있다. 다수의 수단이 이용되는 경우에는 강성 핀이 바람직한 것임에 반하여, 단일 수단이 사용되는 경우에는 연성 핀이 바람직한 것이다. 커버내의 다른 대향되는 쌍의 길이가 다르더라도 커버의 대향되는 평행한 측면의 길이가 같은 한 경계의 모양이 정다각형인 것이 바람직하며, 이때 다각형은 규칙적인 것으로 간주된다. 바람직한 형태는 정사각형인 것이며, 이때 커버 제3 및 제4 측면은 각각 최소 하나의 루프로 종단되며, 이때 벽은 나아가 출입 개구부 제3 및 제4 측면에 대향하여 위치하는 최소 2개의 부가적인 일체로 형성된 루프를 포함한다. 커버 제3 측면상의 루프와 출입 개구부 제3측면상의 루프를 연결하기 위한 수단 및 커버 제4 측면상의 루프와 출입 개구부 제4 측면상의 루프를 연결하기 위한 수단이 제공된다.

본 발명은 또한 강성 핀으로 서로 연결하기 위한 동축으로 배열된 너클로 종단되는 한 쌍의 힌지의 절반부로 이루어지는 힌지의 개량을 포함하는 것이다. 상기 개량은 로우프, 조방사, 유니테이프, 실드, 노끈, 벨트, 직물 및 이들의 결합으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 연성 물질을 포함하는 연결핀을 포함한다.

다른 예에 있어서, 본 발명은 벽과 벽에 출입 개구부를 갖는 콘테이너를 포함하는 개선된 콘테이너 어셈블리에 관한 것이다. 상기 개선은 섬유물질로 형성된 힌지를 포함한다. 상기 힌지는 출입 개구부를 덮도록 핀과 함께 결합되는 일정한 간격을 두고 위치된, 동축 배열된 너클로 종단되는 한 쌍의 힌지의 절반부(halves)를 갖는다. 힌지의 절반부 각각은 콘테이너 용기와 일체로 되며 콘테이너 벽의 일부를 덮는다.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 핀 25에 의해 다른 배리어 유니트 20에 연결된 본 발명의 배리어 유니트 20의 평면도이며;

도 2는 지주 32와 함께 사용되어 펜스 30 을 형성하는 구속 밴드 31 및 31'의 입체도이며;

도 3A는 구속 밴드 40의 입체도이며;

도 3B은 밴드 40의 일부를 형성하는 루프 41의 일부 확대된 입체도이며;

도 3C는 서로 연결된 루프 41 및 41'의 일부 확대된 입체도이며;

도 3D는 다른 형태의 구속 밴드 40'를 나타내는 입체도이며;

도 4는 한 쌍 힌지의 절반부 45와 튜브 46으로 보강된 루프 42의 일부 입체도이며;

도 5는 다른 결합 강화된 루프 42의 일부 입체도이며;

도 6은 루프 51을 연결하기 위해서 연성/가요성 핀 55를 이용한 본 발명의 구속 밴드 50의 측면도이며;

도 7은 또한 루프 51'를 연결하기 위해 연성/가요성 핀 55'를 이용한 본 발명에 의한 다수의 구속 밴드 50'를 나타내는 측면도이며;

도 8A는 도 8F의 콘테이너 어셈블리 10의 일부를 형성하는 밴드 11의 입체도이며;

도 8B는 도 8F의 콘테이너 어셈블리 10의 일부를 형성하는 밴드 12의 입체도이며;

도 8C는 도 8F의 콘테이너 어셈블리 10의 일부를 형성하는 밴드 13의 입체도이며;

도 8D는 도 8E와 함께 콘테이너 어셈블리 10의 조립 순서를 나타내는 입체 부분 조립도이며;

도 8E는 도 8D와 함께 콘테이너 어셈블리 10의 조립 순서를 나타내는 입체 부분 조립도이며;

도 8F는 콘테이너 어셈블리 10의 입체 조립도이며;

도 8G는 도시된 어떠한 콘테이너 어셈블리 10과 함께 사용되는 임의의 지지구조물을 나타내는 입체도이며;

도 9는 폭발물을 포함하는 수하물을 수취 및 운반하는 항공기 콘테이너 어셈블리 60의 입체도이며;

도 10A는 도 10E의 콘테이너 어셈블리 70의 일부를 형성하는 서브-밴드 71의 입체도이며;

도 10B는 적소에 감싸여 있는 중단된(interrupted) 밴드 72와 함께 부분 조립된 콘테이너 어셈블리 70을 나타내는 입체도이며;

도 10C는 적소에 서브-밴드 73을 갖는 부분 조립된 콘테이너 어셈블리 70의 입체도이며;

도 10D는 적소에 밴드 78을 갖는 부분 조립된 콘테이너 어셈블리 70을 나타내는 입체도이며;

도 10E는 적소에 스텝 77을 갖는 콘테이너 어셈블리 70을 페쇄하기 위해 배향된 제3 밴드 70을 갖는 콘테이너 어셈블리 70의 입체도이며;

도 11A는 밴드상에 기계적으로 폐쇄하기 위한 강성 핀 91을 갖는 중단된 밴드 90을 갖는 콘테이너의 입체도이며;

도 11B는 밴드상에 기계적으로 폐쇄하기 위한 강성 복합 핀 96을 갖는 중단된 밴드 95를 갖는 콘테이너의 입체도이며;

도 11C는 밴드상에 기계적으로 폐쇄하기 위한 가요성 로우프 101를 갖는 중단된 밴드 100을 갖는 콘테이너의 입체도이며;

도 12는 모서리에서 12개의 핀 112와 연결된 6개의 별도의 패널/배리어 유니트 111로 형성된 콘테이너 110의 입체도이며;

도 13은 4개의 핀 118로 위치되어 있는 움직일 수 있는 도어 117을 갖는 5-면 박스 116로 형성된 콘테이너 115의 입체도이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

바람직한 발명은 도면을 참고하여 이 기술분야의 숙련된 기술자들에게 보다 잘 이해될 것이다. 도면에 나타낸 본 발명의 바람직한 예는 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 이는 본 발명의 원리 및 그 적용을 가장 잘 기술 혹은 설명할 수 있도록 선택된 것이며, 이에 따라 이 기술분야의 숙련된 기술자로 하여금 실제 사용시 본 발명을 잘 이용할 수 있도록 하는 것이다. 특히, 내충격성 물질로 된 밴드는 도면에 밴드, 즉 동일한 방향의 섬유상 밴드의 후프방향으로 실질적으로 연속되는 섬유/필라멘트로 나타내어지는 평행선으로 도시하였다. 이는 본 발명을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것이며, 이는 본 발명에서 사용되는 것으로 의도되는 일 직물을 구성하며, 이것이 절대적인 직물인 것은 아니다.

도면에 대한 설명은 먼저 디자인에 대하여 설명하고 그 후 적절한 물질 및 이들이 구조의 내충격성 및/또는 충격-통제성에 어떻게 영향을 미치는지에 대하여 설명한다.

도 1을 참조하여, 배리어 유니트 20은 다수의 실질적으로 평행한 측면쌍 22 및 23을 갖는 정다각형 경계, 즉 필수적으로 정방형인 표면 21을 포함한다. 각 평행한 측면 22 및 23은 측면 22, 23마다 루프 24의 거리를 두고 표면 21과 일체를 이루는 최소 하나의 루프 24에서 종결된다. 도 1에서 배리어 유니트 20은 핀 25에 의해 다른 유사한 배리어 유니트 20'에 고정됨을 나타낸다. 핀 25는 최종 사용 및 요구하는 특성에 따라 강성 또는 가요성(연성)일 수 있다.

도 1의 배리어 유니트 20은 내충격성 콘테이너의 봉쇄 혹은 접합(mating) 창턱내에서 핀으로 통상의 창문의 정면에 고정하면 창문 보호장치로 사용될 수 있다. 이와 같은 보호장치는 발사된 미사일, 탄알, 허리케인 등으로부터 보호되도록 한다. 상기 연결 핀/로드는 중단되어야 하는 부분(도시되지 않음)에서 채워질 수 있다.

도 2는, 펜스/배리어 30을 나타낸다. 펜스 30은 다수의 구속 밴드 31 및 31'를 포함하며 동물을 구속하기 위해 혹은 차량, 눈사태 및 설상차의 침입을 포함하는 광범위한 위험으로부터 보호하기 위해 사용될 수 있다. 밴드 31 및 31'는 길이와 폭을 갖는다. 밴드 31 및 31'는 각각 두 말단 32 및 32'를 형성하기 위해 그 길이를 가로질러서(즉, 횡방향으로) 중단된다. 말단 32 및 32'는 각각 최소 하나의 일체로 된 루프 33 및 33'를 포함한다. 도 2에서, 각 말단은 단지 하나의 일체로 된integral) 루프 33 혹은 33'만을 포함한다. 펜스 30은 루프 33과 33'를 지주로 나타낸 핀 34와 연결함으로써 형성된다. 이때, 핀 34는 바람직하게는 강성 물질, 예를 들면 목재로 형성된다.

도 3A-3D는, 중단된(interrupted) 구속 밴드 40의 형성을 나타낸다. 유니테이프 및 다른 직물을 사용하여 이와 같은 중단된 밴드 40을 형성할 수 있다. 유니테이프 벨트 41은 적절한 거리로 떨어져 있는 동일한 주변의 두 로드(도시되지 않음)의 길이를 감싸서 형성한다. 어느 일 말단에서 큰 직물로 감싼 것은 폭 B인 다수의 절편으로 분리된다. 얀(yarn)은 폭 b/2인 루프 42를 형성하도록 함께 밀어진다(도 3B). 도시된 바와 같이 모든 섬유가 루프 42을 가로질러서 연속되는 것이 바람직하다. 상기 밴드는 로우프, 조방사, 유니테이프, 실드, 노끈, 벨트(strapping), 직물 및 이들의 혼합 등을 포함하는 다양한 물질로 구조될 수 있다. 유니테이프 및 실드에 대하여는 본 발명의 실시예에 상세히 기재되어 있다. 핀 43은 서로 끼워진, 동축 배열된 루프 42와 42'를 연결하기 위해 사용될 수 있다. 핀 43은 필요에 따라 강성 혹은 가요성(연성) 물질로 형성될 수 있다. 도 3D는 다른 중단된 밴드 40'을 나타내며, 여기서 직물 41, 바람직하게는 유니테이프는 몇 개의 구별되는 서브-밴드를 형성하는 이는 이의 본체(mainbody), 즉, 루프 42"의 배타적인 부분을 가로질러, 직물 44, 바람직하게는 봉제되는 유니테이프의 섬유 길이에 대하여 수직인 연속길이 섬유로 보강된다.

도 4에서, 짧은 튜브/삽입물 46을 갖는 실제 힌지의 절반부 45는 경성(rigidity)를 제공하도록 루프 42내에 삽입될 수 있다. 이들 튜브는 플라스틱, 금속, 세라믹, 복합물 혹은 목재로 형성될 수 있다. 바람직하게는 상기 모든 튜브는 밴드의 각 말단에서 함께 결합되어 개구부가 레지스터(register)를 유지하고 핀 43이 밴드를 폐쇄 혹은 개방하기 위해 용이하게 삽입되거나 제거되도록 하는 힌지 시스템을 형성한다. 상기 튜브 혹은 힌지 너클은 교차단면이 원형 혹은 장 타원형일 수 있다. 도 5는 강성 루프 42를 형성하는 다른 방법을 도시한 것이며 여기서 감싼 물질은 통합되어(consolodate) 루프 42를 형성한다.

도 6 및 7에서, 중단된 밴드 50, 50'는 각각 연성 핀 51, 51'와 같은 강한 가요성 물질로 묶어서 봉쇄할 수 있다. 이 경우에서 상기 루프 51은 각 말단에서 동축으로 배열되며 끈(lacing), 예를 들어 신발끈으로 묶어지는 다른 말단의 루프에 인접한다. 도 6 및 7은, 도 7의 중단된 밴드 50'은 실질적으로 별개의 서브밴드를 다수 포함하며, 각 서브-밴드의 말단은 단일 루프에서 종단되는 점에서 서로 다르다.

두 경우 모두에서, 필요에 따라 상기 루프는 레지스터(register) 상태이거나 혹은 아닐 수 있으며 상기 밴드 약20∼95%의 어떠한 부분을 커버할 수 있다. 상기 밴드의 폐쇄는 도 6에서와 같이 접합(mating) 말단/모서리 사이에서 조금 일정한 거리를 유지할 수 있거나 혹은 최종 용도에 따라서 도 7에서와 같이 상당한 거리가 남도록 할 수 있다. 적절한 강성 매듭(knot), 소켓, 및/또는 매개(stop)(도시하지 않음)를 사용하여 폐쇄할 수 있다. 임의로, 요크(yokes) 혹은 플랜지(도시하지 않음)를 사용하여 루프를 적절하게 확보된 상태로 유지할 수 있다.

도 8F에서 번호 10은 내충격성 콘테이너 어셈블리를 나타낸다. 콘테이너는 최소 세 개의 서로 차례로 포개어지고 입방체로 조립되는 물질(material) 11, 12 및 13으로 된 상호 보강되는 4-측면 연속 밴드로 된 세트를 포함한다. 도 8A, 8B 및 8C 참조. "밴드"는 얇고 평평한 용적을 둘러싸는(volume-encircling) 스트립을 의미한다. 둘러싸인 용적의 교차단면은 여러 가지일 수 있으나, 원형에 비하여 다각형인 것이 바람직하고 직사각형인 것이 보다 바람직하며, 정사각형인 것이 가장 바람직하다.
도 8D 및 8E에서, 제1 내부 밴드 11은 충격 완화물질(예를 들어 수성발포물)로 충진될 수 있으며, 이는 조금 큰 제 2밴드 12내에 포개어져서 위치되며, 제 2 밴드는 그 후 보다 큰 제3의 밴드내에 포개어져서 위치되며, 모든 밴드는 서로에 대하여 수직인 이들 각각의 세로방향의 축을 갖는다. 이때, 정방형 콘테이너의 면을 형성하는 여섯 개의 패널 각각은 밴드가 중첩되는 경우 밴드 11, 12 및 13중 최소 2개의 두께의 합과 실질적으로 같은 두께를 가지며, 콘테이너의 각 모서리 15는 물질 11, 12 혹은 13으로 된 최소 하나의 밴드로 덮인다. 달리 말하면, 제1 밴드 11내에 적하물(폭발물 혹은 수하물)이 배치된 후, 충격 완화물질(도시하지 않음)이 제1 밴드 11내의 적하물 주위에 임의로 위치되거나 혹은 분산된다. 크기가 조금 큰 구조가 같은 제2 밴드 12는 그 세로방향의 축이 제1 밴드의 축에 대하여 수직이 되도록 제1 밴드상에 놓인다. (도 8D)

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제3의 같은 그러나 크기가 보다 큰 밴드 13은 제3밴드의 세로 방향축이 두 밴드 11 및 12의 축에 대하여 수직이 되도록 제2 밴드상에 활주된다.(도 8E)

제3 밴드 13에 의해 내충격성 콘테이너 어셈블리 10이 완성된다. 밴드 11, 12 및 13 사이의 맞음새는 가스가 통하지 않을 정도의 밀봉을 의도하는 것은 아니지만, 폭발시 정방형 콘테이너의 코너 16으로부터 가스가 서서히 배출되도록 하는 정도로 가까운 맞음새이어야 한다. 밴드가 서로 활주(slide)되는 것이 바람직하며 따라서 그 표면의 마찰특성이 보다 상세히 후술하는 바와 같이 조절되어야 한다. 콘테이너 어셈블리 10은 별도의 출입문을 갖지 않으며 따라서 종래기술에 의해 제기되는 모든 문제가 제거하게 되는 것이다. 도 8G는 콘테이너 어셈블리 10이 이에 적하되는 물품을 수용하기에 충분한 강성을 갖지 않는 경우에 콘테이너 어셈블리 10내에 임의로 겹쳐서 놓일 수 있는 중량/하중 베어링(bearing) 프레임 17을 나타낸다. 내부 밴드 11은 처음에 프레임상에 활주되며, 그 후 상기한 바와 같이 조립된다. 프레임 17은 구조의 하중을 베어링 용량에 최적화하고 콘테이너의 중량을 최소화하도록 디자인된 금속, 목재 혹은 구조물 복합 로드로 제조될 수 있다.

그러나 상기한 바와 같이, 어셈블리 10은 조작되도록 밴드를 움직일 필요가 있으며, 이는 사용자에게 항상 사용하기 편리한 것은 아니며, 특히 항공기에서와 같이 공간이 제한되는 경우에 그러한다. 본 발명의 중단된 밴드는 연속섬유를 이용한 비중단된/연속 밴드에서와 유사한 강도 및 에너지 흡수성을 제공하도록 기계적으로 폐쇄되도록 디자인된다. 상기 중단된(interrupted) 밴드는 단독으로 혹은 연속적인 혹은 중단된 다른 밴드와 함께 충격을 수용하도록 사용될 수 있다.

상기 중단된 밴드는 폐쇄 시스템을 제공하도록 통상의 내충격성 콘테이너, 중량이 고려되지 않는다면 바람직하게는 강철 내충격성 콘테이너와 함께 사용될 수 있다. 이와 같은 밴드는 또한 예를 들어 트렁크 선반상의 철봉 혹은 목재의 적하를 제한하는 것과 같은 여러 가지 다른 적용에 또한 사용될 수 있다. 이들 밴드는 상세하게 후술된 바와 같이 강성 및/또는 가요성 핀으로 폐쇄될 수 있다.

도 9는 항공기내에서 사용되는 내충격성 콘테이너 어셈블리 60을 도시한 것이다. 폭발물을 포함하는 수하물 68은 항공기 안전요원이 사용하는 기기(도시되지 않음)에 의해 검출된다. 폭발물은 콘테이너 어셈블리 60 내부에 놓이며 폭발물이 안전하게 제거되거나 혹은 위치되어야 하는 곳으로 운반된다. 강성 직사각형 쉘 프리즘(도시되지 않음)이 일면을 갖지 않도록 형성된다. 제1 밴드 61이 형성되고 그 길이를 가로질러 중단된다. 루프 64는 제1 밴드 61의 두 말단에 형성되고, 루프 64는 쉘의 출입 개구부가 밴드 중단의 중심이 되도록 쉘 둘레에 감싼다.

크기가 조금 큰 제 2연속 밴드 65는 그 세로축이 제1 밴드 61의 축에 대하여 수직이 되도록 폐쇄된 제 1밴드 61위에 놓인다. 연속되고 조금 더 큰 제3 밴드 66은 그 세로축이 두 밴드 61 및 65의 축에 대하여 수직이 되도록 제 2 밴드 65상에 슬라이드 된다. 캐스터 67은 움직일 수 있도록 어셈블리 60의 기저(base)에 위치한다. 사용시, 밴드 66은 루프 64에 의해 연결되어 이를 가로질러서 기계적으로 폐쇄되는 밴드 61이 노출되도록 어셈블리 60의 일면에 활주된다. 루프 64는 밴드 61이 개방되도록 끊어진다. 수하물 68은 어셈블리 66의 내부에 놓이며 그 후 충격완화물질을 제1 밴드 61내의 수하물 주위에 임의로 위치되거나 혹은 배치된다. 제2 밴드 65는 제1 밴드 61상에 활주되거나 혹은 도 9에 도시한 바와 같은 배열로 영구적으로 고정된다. 그 후 제3 밴드 66은 수평하게 굴려져서 기계적으로 폐쇄되는 중단된 밴드 61을 덮게 된다.

도 10A-10E은 LD3 형태의 단단한 항공기 수하물 콘테이너 어셈블리 70을 나타낸 것이다. 콘테이너는 밴드로 둘러싸는 것을 용이하게 하도록 일면의 기저에 형성된 스텝 76을 갖는 직사각형 박스이다. 박스는 하기 실시예 2에 상세히 기술한 바와 같이 제조된다. 상기 구조의 쉘은 정면에 그 내부로의 출입 개구부 80을 갖는다. 충격 구속 작용은 3개의 상호 보강 수직 밴드 72, 78 및 79(두 연속 밴드 78 및 79는 각각 중앙밴드(middle band) 및 외부밴드를 형성하며, 중단된/불연속 밴드 72는 핀 조인트를 가지며 서브-밴드 71과 함께 내부 밴드를 형성한다)에 의해 주로 제공된다. 상기 중단된 밴드 72는 출입 개구부 80의 측면 모서리에 조금 겹쳐진다. 힌지 연결부는 밴드 72가 밴드 72의 각 말단에 일정한 간격으로 위치되고 동축으로 배열된 루프/너클 81, 81' 를 형성하도록 사용되는 다수의 부분으로 나누어져 형성된다. 루프 81 및 81'는 이를 통하여 위치되는 핀 82를 연결할 힌지로 배열된다.

도 10A 및 10C는 폭이 박스보다 좁은 연속 서브-밴드가 정면, 상부, 뒷면, 저부 배열에서 출입 개구부 80의 어느 일면을 감싸게 되며(도 10A), 그 후 중단된 내부 밴드 72는 출입 개구부 80의 중심을 가로지르는 말단을 연결하는 핀 82에 의해 박스에 위치된다. 상기 핀은 수평으로 배열된다. 다른 것과 마찬가지로 두 개의 부가적인 연속 서브-밴드 73이 출입 개구부 80의 어떠한 면의 정면, 측면, 뒷면, 저부 배열에서 박스에 형성될 수 있다(도 10C). 이들 서브-밴드 73은 박스에 영구적으로 부착된다. 삼각형 웨지 77은 중앙 밴드 78을 감싸기 전에 외부에 위치하도록 그 기저의 스텝 76에 놓인다. 계단 모양의(stepped) 박스와 연결된 상기 웨지는 항공기 LD3 콘테이너 70의 끝이 잘린(truncated) 측면을 형성한다. 중앙 밴드 78은 박스의 개구부에 지장이 없는 한 박스에 영구적으로 부착된다. 외부 밴드 79는 제거가능한 밴드이며, 다른 주밴드 72 및 78에 대하여 수직으로 어셈블리 70에 놓인다.

도 11A는 그 위에 기계적으로 폐쇄되도록 하는 단단한 핀 91을 포함하는 중단된 밴드 90을 갖는 부분 조립된 콘테이너를 나타낸다. 도 11B는 그 위에 기계적으로 폐쇄되도록 하는 강성 복합 핀 96을 갖는 중단된 밴드 95를 갖는 부분 조립된 콘테이너를 나타낸다. 복합 핀 96은 강성 핀 97 주위를 섬유 복합층 98을 둘러싸서 형성한다. 그 후 핀 96은 다른 물질 밴드(도시되지 않음)에 의해 폐쇄되는 다른 측면으로 접혀지는 테일(tails) 99를 갖는 중단된 밴드 90의 루프를 통하여 끼워진다.

도 11C는 그 위에 기계적으로 폐쇄하도록 하는 가요성 로우프 101를 갖는 중단된 밴드 100을 갖는 부분 조립된 콘테이너를 나타낸다. 로우프 101은 일 말단 102에서 매듭지어져 로우프가 중단된 밴드 100의 루프를 통하여 미끄러지는 것을 방지한다.

도 12는 그 가장자기에서 12개의 핀 112로 연결된 6개의 별도의 패널/배리어 유니트 111로 형성된 콘테이너 110을 나타낸다. 도 13은 4개의 핀 118로 위치가 정하여지는 제거가능한 도어 117을 갖는 5-면 박스 116으로 형성된 콘테이너 115를 나타낸다.

본 발명에 의해서 많은 다른 콘테이너 모양이 의도된다.

예를 들어 도 10E의 콘테이너 어셈블리는 3밴드의 다른 직각의 교차단면으로 인하여 비정방형의 직각형 프리즘을 둘러싼다. 폭발도중 내부체적이 증대되도록 하는 콘테이너의 변형으로 인하여 다각형 교차-단면을 갖는 밴드가 바람직한 것이다. 정다각형이 바람직하며, 직사각형이 보다 바람직하고 정사각형이 가장 바람직한 것이다. 정다각형에서 대향되는 평행한 측면의 모든 세트가 실질적으로 길이가 같은, 즉 직사각형일 필요는 없고, 표면에 정사각형이 아닌 한 대향되는 측면 세트가 대향되는 다른 측면 세트보다 길 수 있으나, 대향되는 평행한 측면의 길이가 실질적으로 같은 것이 바람직하다.

기본적인 정방형(혹은 직사각형 프리즘) 콘테이너 디자인인 경우이더라도, 실질적으로 3개 이상의 밴드가 본 발명에 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 본 발명의 기본적인 3-밴드 콘테이너 개념에서 어떠한 일 밴드를 대체하도록, 이론적으로 제한되지 않은 수의 동축밴드가 평행하게 사용될 수 있으며, 바람직하게는 서로 접하여지도록 사용된다.

그러나 가장 바깥쪽 밴드가 단일의 연속 밴드를 포함하는 것이 바람직하다. 더욱이 다수의 동축밴드가 또한 본 발명의 기본적인 3밴드 콘테이너 개념에서 어떠한 일 밴드에 대한 대체물로서 다른 밴드내에 동축으로 겹쳐지도록 위치될 수 있으며; 동일한 것으로 사용되는 밴드의 수는 동일물의 요구하는 강도에 의존한다. 동축으로 겹쳐서 위치되는 경우 단단해지는 다수의 가요성 밴드를 사용할 수 있다.

도시된 여러 가지 실시예에서, 강성 내부 라이너(liner) 혹은 밴드는 후술하는 하나 또는 그 이상의 기술 및/또는 물질을 사용하여 구조될 수 있다. 내부 라이너/밴드는 폴리에틸렌, 교차-결합가능한 폴리에틸렌, 나일론 6 혹은 나일론 6,6 분말을 사용하여 회전 성형할 수 있다. Plastics World, p 60, July, 1995 에 기재되어 있는 기술이 또한 사용될 수 있다. 튜브, 로드 및 연결자가 사용될 수 있으며, 이들은 바람직하게는 열가소성 혹은 열경화성 수지(임으로 섬유 보강된) 혹은 알루미늄과 같은 저밀도 금속으로 형성된다. 상기 내부 라이너/밴드는 연속되는 4-측면 금속 밴드를 이용할 수 있다. 하니콤(Honeycomb), 발사목(balsa wood) 혹은 단단한 면을 갖는 발포물 코어로 구성되는 샌드위치 구조로 사용될 수 있다. 상기 하니콤은 알루미늄, 셀룰로오스 산물 혹은 아라미드 중합체로 구성될 수 있다. 중량은 항공업에 잘 알려진 구조기술을 사용하여 최소화할 수 있다. (탄소섬유 보강된 에폭시 복합물이 사용될 수 있다.) 강성 내부 쉘/밴드는 목공업에 잘 알려져 있는 방법을 사용하여 목재로 구조될 수 있다. (방염(flame retardant) 안료가 유용하게 사용될 수 있다.) 상기 강성 라이너/밴드는 그 위에 밴드가 감싸지는 맨드릴로서 작용할 수 있으며 최종 충격 콘테이너의 일부를 형성할 수 있다. 또한 내부 라이너는 밴드를 형성된후 내부 밴드내에 삽입될 수 있다.

본 명세서에서 밴드에 대하여 사용된 "강성(rigid)"은 밴드가 그의 표면 혹은 표면들을 가로질러서 휘어지지 않음을 의미한다. 밴드가 다수의 면 및 모서리를 포함하면, 이는 면들을 가로질러 실질적으로 휘어지지 않으나, 모서리에서 가요성을 보유하며 여전히 "강성"인 것으로 여겨진다. 이와같은 밴드는 그 가요성 모서리가 실질적으로 비가요성인 면을 연결하는 핀-없는 힌지로 작용하는 한 "구부러짐가능한(collapsible)"것으로 여겨지며 상기 밴드는 그 모서리중 최소 2개를 접어서 실질적으로 평평하게 할 수 있다. 면뿐만 아니라 핀에 대하여, 가요성은 다음과 같이 결정된다. 물질의 길이는 길이 " L" 의 지지되지 않은 걸쳐지는(overhang)부분을 갖는 평평한 지지면상에 일면을 따라 수평하게 클램프된다. 평평한 지지면 아래로 늘어진 걸쳐지는 부분의 클램프되지 않는 면인 수직 거리 "D"가 측정된다. D/L비로서 현수도(drapability)를 측정할 수 있다. 비가 1에 근접하는 경우, 구조물(structure)/면은 높은 가요성을 나타내며 비가 0에 근접하는 경우에는 매우 단단하거나 혹은 비가요성(inflexible)인 것이다. D/L 이 약0.2미만, 보다 바람직하게는 약0.1미만인 경우, 강성인 것으로 여겨진다.

본 발명의 구조적 디자인, 특히 3 밴드 입방형 디자인은 콘테이너의 충격구속성(blast containment capability)을 개선한다. 충격 구속성은 또한 콘테이너의 면적 밀도가 증대됨에 따라 증대된다. 상기 "면적 밀도"는 하기 실시예에서 보다 상세히 설명한 kg/m²으로 나타낸 구조물의 단위면적당 구조물의 중량이다.

본 발명의 콘테이너 및 밴드의 형성에 사용되는 바람직한 내충격성 물질은 배향된 필름, 섬유층 및/또는 이들의 결합일 수 있다. 수지 매트릭스는 임의로 섬유층과 함께 사용될 수 있으며 필름(배향되거나 혹은 배향되지 않거나)은 상기 수지 매트릭스를 포함할 수 있다.

내충격성 물질로 사용하기에 적합한 단축 혹은 쌍축 배향된 필름은 열가소성 폴리올레핀, 열가소성 탄성중합체, 교차결합된 열가소성중합체, 교차결합된 탄성중합체, 폴리에스테르, 폴리아미드, 플로오로카본, 우레탄, 에폭시드, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리비닐 클로라이드 및 그 혼합물의 단일중합체 및 공중합체로 구성되는 그룹으로부터 선택된 단일층, 이층 혹은 다층 필름일 수 있다. 선택되는 필름은 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌/탄성중합체 혼합물이다.

필름두께는 바람직하게는 약0.2∼40mils, 보다 바람직하게는 약0.5∼20mils, 가장 바람직하게는 약1∼15mils이다.

본 발명의 목적에서, 섬유층은 최소 하나의 섬유 망상 조직을 단독으로 혹은 매트릭스와 함께 포함한다. 섬유는 신장체를 제공하며, 그 길이는 폭 및 두께를 가로지르는 치수보다 훨씬 크다. 따라서 용어 섬유는 단일필라멘트, 멀티필라멘트, 노끈, 로우프, 리본, 스트립, 스테이플 및 절단 혹은 불연속 섬유 및 규칙적인 혹은 비규칙적인 교차단면을 갖는 다른 형태로 된 것등을 포함한다. 용어 "섬유"는 상기한 것중 어느 하나 혹은 그 결합을 다수로 포함한다.

본 발명에 사용되는 필라멘트의 교차단면은 광범위하게 변화될 수 있다. 필라멘트의 교차단면이 원형, 평면 혹은 신장된 형태(oblong)일 수 있다. 필라멘트의 교차 단면은 또한 섬유의 직선 혹은 수직축으로부터 신장되는 하나 또는 그 이상의 규칙적인 혹은 비규칙적인 로우브를 갖는 비규칙적 혹은 규칙적인 다중-로우브 교차단면일 수 있다. 필라멘트가 실질적으로 원형, 평면 혹은 신장된 형태 교차단면인 것이 바람직하며, 원형인 것이 가장 바람직하다.

"망상 조직"이란 꼬인 혹은 꼬이지 않은 얀(yarn)을 형성하기 위해 다수의 섬유가 예정된 배치로 배열되거나 다수의 섬유가 서로 그룹화된 것을 의미하여 여기서 얀은 예정된 배치로 배열된다. 예를 들어 섬유 혹은 얀은 펠트(felt) 혹은 다른 부직, 니트 혹은 제직(평직, 새틴 및 크로우피트(crow feet)직물)하여 망상 조직을 형성하거나 혹은 기타 통상의 방법으로 망상 조직을 형성할 수 있다. 특히 바람직한 망상 조직은 공통의 섬유방향을 따라 서로 실질적으로 평행하도록 섬유가 일방향으로 배열되는 것이다. 섬유가 일정한 방향으로 배열되고 길이가 약3∼12inch(약7.6∼30.4㎝)인것 또한 수용가능한 것이며 본 발명의 목적에 비추어 "실질적으로 연속된 것"으로 여겨지나 연속되는 길이의 섬유가 가장 바람직한 것이다.

섬유층에서 섬유의 최소 약50중량%, 보다 바람직하게는 약80중량%이 콘테이너에 의해 둘러싸여지는 용적을 둘러싸는 실질적으로 연속하는 길이의 섬유인 것이 바람직한 것이다.

용적(volume)을 둘러쌈이란 상기 정의 및 도시한 바와 같이 밴드 혹은 후우프방향으로, 즉 실질적으로 평행하거나 혹은 밴드방향으로 둘러쌈을 의미한다.

밴드방향에 대하여 실질적으로 평행한 혹은 밴드방향이란 ±10°내임을 의미한다. 바람직한 섬유물질은 모서리에 대하여 수직으로 실질적으로 연속되고 평행한 길이의 섬유를 포함한다.

상기 연속밴드는 여러 공정에 의해 제조될 수 있다. 일 바람직한 실시예로서, 상기 밴드, 특히 수지 매트릭스를 갖지 않는 밴드는 맨드럴주위를 직물을 감고 예를 들어, 가열 및/또는 가압 접착가공, 열 수축, 접착제, 스테이플, 재봉 및 이 기술분야에 알려져 있는 다른 고착(secure)수단과 같은 적절한 고착수단으로 고착(securing)시킴으로써 형성한다.

재봉은 스팟 재봉(spot sewing), 라인 재봉(line sewing) 혹은 평행선의 교차세트일 수 있다. 스티치는 재봉에 전형적으로 이용되지만, 특정한 스티치 형태 혹은 방법이 본 발명에 사용되는 바람직한 고착수단을 구성하는 것은 아니다. 다양한 종류의 섬유가 스티치 형성에 사용될 수 있다. 유용한 섬유는 비교적 낮은 모듈러스 혹은 비교적 높은 모듈러스를 갖을 수 있으며 비교적 낮은 강인도(tenacity) 혹은 비교적 높은 강인도를 갖을 수 있다. 스티치에 사용되는 섬유는 바람직하게는 약2g/d이상의 강인도 및 약20g/d이상의 모듈러스를 갖는다. 모든 인장성(tensile property)은 Instron Tensile Tester에서 배럴 클램프사이에 클램프된 10in(25.4㎝)길이의 섬유를 10in/min(25.4cm/min)으로 당겨서 측정하였다. 밴드를 다소 보다 큰 강성을 갖도록 하는 것이 바람직한 경우, 포켓은 내부에 단단한 플레이트가 삽입된 직물에 봉재하거나 혹은 플레이트 자체를 물질이 감싼사이에서 밴드내에 봉재할 수 있다. 이는 강성 밴드의 다른 "구부러짐 가능한(collapsible)" 예의 구현으로, 즉 면은 강성 플레이트의 존재로 인하여 단단하지만 모서리는 밴드를 형성하는 가연성 직물로 인하여 가용성이거나 혹은 예를 들어 단단한 면부분의 중량으로 인하여 휘어질 수 있다. 본 발명에 의한 구부러짐가능한 경우의 잇점은 장치가 평평한 상태에서 운반되고 사용하기 직전에 조립할 수 있다는 것이다. 밴드내에 선택적으로 강성인 직물을 둘러싸는 다른 방법은 스티치 패턴, 예를 들어 평행한 열로 밴드의 면부분을 가로질러 스티치하여 밴드를 단단히 하고 한편 이음새/모서리는 봉재하지 않아 다른 "구부러짐 가능한" 강성 밴드를 형성하는 것이다.

내충격성 물질에 사용되는 섬유형태는 다양하며 무기섬유 혹은 유기섬유가 사용될 수 있다. 본 발명의 실시에 사용되는 바람직한 섬유, 특히 실질적으로 연속되는 길이의 섬유는 강인도가 약10grams/denier(g/d)이상 그리고 인장 모듈러스가 약200g/d이상(Instron Tensile Testing기로 측정)인 것이다. 특히 바람직한 섬유는 강인도가 약20grams/denier(g/d)이상 그리고 인장 모듈러스가 약500g/d이상(Instron Tensile Testing기로 측정)인 것이다. 가장 바람직한 섬유의 예는 강인도가 약25g/d이상이고 인장 모듈러스가 약1000g/d이상인 것이다. 본 발명의 실시에서, 선택된 섬유는 약30g/d이상의 강인도 및 약1200g/d이상의 인장 모듈러스를 갖는다.

고성능 섬유가 무기물, 유기물 혹은 금속일 수 있는 다른 섬유와 함께 및/또는 결합하여 밴드내로 편입될 수 있다. 바람직한 고성능 섬유는 연속(날실(warp))섬유이며 다른 섬유는 충진(fill) 섬유이다. 임의의 다른 섬유가 날실 및 충진 섬유 모두에 편입될 수 있다. 혼합 직물이 콘테이너의 하나 또는 그 이상의 밴드 제조에 사용될 수 있다. 바람직하게는 혼합 직물은 외부 밴드의 일부 혹은 전부의 제조에 사용될 수 있다. 밴드는 또한 통상의 섬유로 제조된 하나 또는 그 이상의 직 물을 고성능 섬유로 제조된 하나 또는 그 이상의 직물로 동시에 혹은 순차적으로 감싸서 제조할 수 있다.

섬유의 데니어는 광범위하게 변화될 수 있다. 일반적으로 섬유의 데니어는 약8,000이하이다. 본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 섬유 데니어는 약10∼4000이며, 본 발명의 보다 바람직한 실시에 있어서, 섬유 데니아는 약10∼2000이다. 본 발명의 가장 바람직한 실시에 있어서, 섬유 데니어는 약10∼1500이다. 올이성긴( coarser(높은)) 데니어 섬유로 제조된 직물은 특정한 경우에 요구되는 기체의 배출을 용이하게 한다.

유용한 무기섬유로는 S-유리섬유, E-유리섬유, 탄소섬유, 보론섬유, 알루미나 섬유, 지르코니아-실리카 섬유, 알루미나-실리카 섬유등을 포함한다.

본 발명에 사용하기에 유용한 무기 필라멘트의 예는 석영으로부터 형성된 섬유와 같은 유리섬유, 마그네시아 알루미니노실리케이트, 비-알카리성 알루미노보로실리케이트, 소다 보로실리케이트, 소다 실리케이트, 소다 라임알루미노실리케이트, 납 실리케이트, 비-알카리성 납 보로알루미나, 비-알카리성 바륨 보로알루미나, 비-알카리성 아연 보로알루미나, 비-알카리성 철 알루미노실리케이트, 카드뮴 보레이트, 에이타, 델타 및 테타상 형태의 "사피르(saffil)"섬유를 포함하는 알루미나 섬유, 아스베스토스, 보론, 실리콘 카바이드 및 사란의 탄소화에 의해 유도된 것과 같은 그라파이트 및 탄소, 폴리아라미드(Nomex), 나일론, 폴리벤즈이미다졸, 폴리옥사디아졸, 폴리페닐렌, PPR, 석유 및 석탄 피치(등방성), 메조상 피치, 셀룰로오스 및 폴리아크릴로니트릴, 세라믹 섬유, 강철, 알루미늄 금속 합금 등과 같은 금속섬유이다.

유용한 유기 필라멘트의 예는 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리에테르아미드, 플로오로중합체, 폴리에테르, 셀룰로오스, 페놀, 폴리에스테르아미드, 폴리우레탄, 에폭사이드, 아미노플라스틱, 실리콘, 폴리술폰, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에스테르이미드, 폴리페닐렌 술파이드, 폴리에테르 아크릴 케톤, 폴리(아미드이미드) 및 폴리이미드로 구성되는 것이다. 다른 유용한 유기 필라멘트의 예는 폴리(m-크실렌 이디프아미드), 폴리(p-크실렌 세바스아미드), 폴리(2,2,2-트리메틸-헥사메틸렌 테레프탈아미드), 폴리(피페라진 세바스아미드), 폴리(메타페닐렌 이소프탈아미드) 및 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드)와 같은 아라미드(방향족 폴리아미드); 헥사메틸렌 디암모늄 이소프탈레이트 30%와 헥사메틸렌 디암모늄 아디페이트 70%로 된 코폴리아미드, 최고 30%의 비스-(아미도시클로헥실)메틸렌, 테레프탈산 및 카프로락탐으로 된 코폴리아미드와 같은 지방족 및 시클로지방족 폴리아미드, 폴리헥사메틸렌 아디프아미드(나일론 66),폴리(부티로락탐)(나일론 4), 폴리(9-아미노노아논산)(나일론 9), 폴리(에난트로락탐)(나일론 7), 폴리(카프로락탐)(나일론 8), 폴리카프로락탐(나일론 6), 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드), 폴리헥사메틸렌 세바스아미드(나일론 6, 10), 폴리아미도운데칸아미드(나일론 11), 폴리도데카노락탐(나일론 12), 폴리헥사메탈렌 이소프탈아미드, 폴리헥사메틸렌 테레프탈아미드, 폴리카프로아미드, 폴리(노나메틸렌 아젤아미드)(나일론9,9), 폴리(데카메틸렌 아젤라미드)(나일론 10,9), 폴리(데카메틸렌 세바스아미드)(나일론 10, 10), 폴리[비스-(4-아미노시클로헥실)메탄 1,10-데칸디카르복스아미드)(Qiana)(트랜스) 혹은 이들의 결합; 및 폴리(1,4-시클로헥실리덴 디메틸 엔에테레프탈레이트)시스 및 트랜스, 폴리(에틸렌-1,5-나프탈레이트), 폴리(에틸렌-2,6-나프탈레이트), 폴리(1,4-시클로헥산 디메틸렌 테레프탈레이트)(트랜스), 폴리(데카메틸렌 테레프탈레이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(에틸렌 이소프탈레이트), 폴리(에틸렌 옥시벤조에이트), 폴리(파라-히드록시 벤조에이트), 폴리(디메틸프로피오락톤), 폴리(데카메틸렌 아디페이트), 폴리(에틸렌 숙시네이트), 폴리(에틸렌 아젤레이트), 폴리(데카메틸렌 세바케이트), 폴리(α,α-디메틸프로피오락톤)등과 같은 자방족, 시클로지방족 및 방향족 폴리에테르로 구성된 것이다.

또한 유용한 유기 필라멘트의 예는 Menachem Lewin의 Handbook of Fiber Science and Technology: Volume Ⅱ, High Technology Fibers, Part D에 자세히 기술되어 있는 폴리벤즈옥사졸 및 폴리벤조티아졸 등이다.

또한 유용한 유기 필라멘트의 예는 폴리-α-벤질 L-글루타메이트등과 같은 폴리펩타이드를 포함하는 이온성 액정 중합체와 같은 액정 중합체; 폴리(1,4-벤즈아미드), 폴리(클로로-1,4-페닐렌 테레프탈레이트), 폴리(1,4-페닐렌 퓨마르아미드), 폴리(클로로-1,4-페닐렌 퓨마르아미드), 폴리(4,4'-벤즈아닐리드 트랜스, 트랜스-뮤콘아미드), 폴리(1,4-페닐렌 메사콘아미드), 폴리(1,4-페닐렌)(트랜스-1,4-시클로헥실렌 아미드), 폴리(클로로-1,4-페닐렌)(트랜스-1,4-시클로헥실렌 아미드), 폴리(1,4-페닐렌 1,4-디메틸-트랜스 1,4-시클로헥실렌 아미드), 폴리(1,4-페닐렌 2,5-피리딘 아미드), 폴리(클로로-1,4-페닐렌 2,5-피리딘 아미드), 폴리(3,3'-디메틸-4,4'-비페닐렌 2,5 피리딘 아미드), 폴리(1,4-페닐렌 4,4'-스틸벤 아미드), 폴리(클로로-1,4-페닐렌 4,4'-스틸벤 아미드), 폴리(1,4-페닐렌 4,4'-아조벤젠 아미드), 폴리(4,4'-아조벤젠 4,4'-아조벤젠 아미드), 폴리(1,4-페닐렌 4,4'-아조옥시벤젠 아미드), 폴리(4,4'-아조벤젠 4,4'-아조벤젠 아미드), 폴리(1,4-시클로헥실렌 4,4'-아조벤젠 아미드), 폴리(4,4'-아조벤젠 테레프탈 아미드), 폴리(3,8-펜난트리디논 테레프탈 아미드), 폴리(4,4'-비페닐렌 테레프탈 아미드), 폴리(4,4'-비페닐렌 4,4'-비벤조 아미드), 폴리(1,4-페닐렌 4,4,'-비벤조 아미드), 폴리(1,4-페닐렌 4,4'-테레페닐렌 아미드), 폴리(1,4-페닐렌 2,6-나프탈 아미드), 폴리(1,5-나프탈렌 테레프탈 아미드), 폴리(3,3'-디메틸-4,4'-비페닐렌 테레프탈 아미드), 폴리(3,3'-디메톡시-4,4'-비페닐렌 테레프탈 아미드), 폴리(3,3'-디메톡시-4,4,-비페닐렌 4,4'-비벤조 아미드)등과 같은 방향족 폴리아미드; 2,2'-디메틸-4,4'-디아미노 비페닐 및 클로로-1,4-페닐렌 디아민으로부터 유도된 것과 같은 폴리옥사미드; 폴리 클로로테레프탈 히드라지드, 2,5-피리딘 디카르복시산 히드라지드, 폴리(테레프탈 히드라지드), 폴리(테레프탈 클로로테레프탈 히드라지드)등과 같은 폴리히드라지드; 폴리(테레프탈로일 1,4 아미노-벤즈히드라지드) 및 4-아미노 벤즈히드라지드, 옥살 디히드라지드, 테레프탈 디히드라지드 및 파라-방향족 염소화 이산으로부터 제조된 것과 같은 폴리(아미드-히드라지드); 메틸렌 클로라이드-o-크레졸에 용해된 폴리(옥시-트랜스-1,4-시클로헥실렌옥시카르보닐-트랜스-1,4-시클로헥실렌카르보닐-β-옥시-1,4-펜닐렌옥시테레프탈로일) 및 폴리(옥시-시스-1,4-시클로헥실렌옥시카르보닐-트랜스-1,4-시클로헥실렌 카르보닐-β-옥시-1,4-페닐렌옥시테레프탈로일), 1,1,2,2-테트라클로로에탄-o-클로로페놀-페놀(60:25:15 vol/vol/vol)에 용해된 폴리(옥시-트랜스-1,4-시클로에틸렌 옥시카르보닐-트랜스-1,4-시클로헥실렌카르보닐-b-옥시-(2-메틸-1,4-페닐렌옥시-테레프탈로일), o-클로로페놀에 용해된 폴리[옥시-트랜스-1,4-시클로헥실렌옥시카르보닐-트랜스-1,4-시클로헥실렌카르보닐-b-옥시(2-메틸-1,3-페닐렌)옥시-테레프탈로일] 등의 조성물과 같은 폴리에스테르; 4,4'-디아미노벤즈아닐리드와 테레프탈알데히드, 메틸-1,4-페닐리덴디아민과 테레프탈알데히드등으로 제조된 것과 같은 폴리아조메틴; 폴리(페닐 에틸 이소시아나이드), 폴리(n-옥틸 이소시아나이드)등과 같은 폴리이소시아나이드; 예를 들어 폴리(n-부틸 이소시아네이트), 폴리(n-헥실 이소시아네이트)등의 폴리(n-알킬 이소시아네이트)와 같은 폴리이소시아네이트; 폴리(1,4-페닐렌-2,6-벤조비스티아졸)(PBT), 폴리(1,4-페닐렌-2,6-벤조비스옥사졸)(PEO), 폴리(1,4-페닐렌-1,3-4-옥사디아졸), 폴리(1,4-페닐렌-2,6-벤조비스이미다졸), 폴리[2,5(6)-벤즈이미다졸](AB-PBI), 폴리[2,6-(1,4-페닐렌-4-페닐퀴놀린), 폴리[1,1'-(4,4'-비페닐렌)-6,6'-비스(4-페닐퀴놀린)]과 같은 헤테로고리 유니트를 갖는 이온 결정성 중합체; 폴리포스파진, 폴리비스페녹시포스파진, 폴리[비스(2,2,2' 트리플루오로에틸렌) 포스파진]등과 같은 폴리유기포스파진; 트랜스-비스(트리-n-부틸포스핀)플라티늄 디클로라이드와 비스아세틸렌 혹은 트랜스-비스(트리-n-부틸포스핀)비스(1,4-부타디에닐)플라티늄의 축합물 및 요오드화 제 1구리 및 아미드존재하에서의 유사한 혼합물과 같은 금속 중합체; 예를 들어 트리아세테이트 셀룰로오스, 아세테이트 셀룰로오스, 아세테이트-부티레이트 셀룰로오스, 니트레이트 셀룰로오스 및 술페이트 셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 에스테르, 예를 들어 에틸 에테르 셀룰로오스, 히드록시메틸 에테르 셀룰로오스, 히드록시프로필 에테르 셀룰로오스, 카르복시메틸 에테르 셀룰로오스, 에틸 히드록시에틸 에테르 셀룰로오스, 시아노에틸에틸 에테르 셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 에테르, 예를 들어 아세톡시에틸 에테르 셀룰로오스 및 벤조일옥시프로필 에테르 셀룰로오스와 같은 셀룰로오스의 에테르-에스테르 및 예를 들어 페닐 우레탄 셀룰로오스등의 우레탄 셀루로오스와 같은 셀룰로오스 및 셀룰로오스 유도체; 예를 들어 히드록시 프로필 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 프로피온옥시프로필 셀룰로오스같은 셀룰로오스 및 그 유도체와 같은 감열(thermotropic) 액정 중합체; 예를 들어 6-히드록시-2-나프토산과 p-히드록시 벤조산의 공중합체, 6-히드록시-2-나프토산, 테레프탈산과 p-아미노 페놀의 공중합체, 6-히드록시-2-나프토산과 하이드로퀴논의 공중합체, 6-히드록시-2-나프토산, p-히드록시 벤조산, 하이드로퀴논과 테레프탈산의 공중합체, 2,6-나프탈렌 디카르복시산, 테레프탈산, 이소프탈산 및 하이드로퀴논의 공중합체, 2,6-나프탈렌 디카르복시산과 테레프탈산의 공중합체, p-히드록시벤조산, 테레프탈산 및 4,4'-디히드록시디페닐의 공중합체, p-히드록시벤조산, 테레프탈산, 이소프탈산 및 4,4'-디히드록시디페닐의 공중합체, p-히드록시벤조산, 이소프탈산, 하이드로퀴논 및 4,4'-디히드록시벤조페논의 공중합체, 페닐테레프탈산과 하이드로퀴논의 공중합체, 클로로하이드로퀴논, 테레프탈산 및 p-아세톡시 신남산의 공중합체, 클로로하이드로퀴논, 테레프탈산 및 에틸렌 디옥시-r,r'-디벤조산의 공중합체, 하이드로퀴논, 메틸하이드로퀴논, p-히드록시벤조산 및 이소프탈산의 공중합체, (1-페닐에틸)하이드로퀴논, 테레프탈산 및 하이드로퀴논의 공중합체 및 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) 및 p-히드록시벤조산의 공중합체와 같은 열변형 코폴리에스테르; 및 열변형 폴리아미드 및 열변형 코폴리(아미드-에스테르)를 포함한다.

유용한 유기 필라멘트의 예로는 또한 식

R₁R₂-C=CH₂의 α,β-불포화 단량체의 중합에 의해 형성된 신장된 사슬 중합체로 구성된 것이다.

단, 상기 식에서 R₁ 및 R₂는 같거나 다르며, 수소, 히드록시, 할로겐, 알킬카르보닐, 카르복시, 알콕시카르보닐, 헤테로고리 혹은 치환되지 않거나 알콕시, 시아노, 히드록시, 알킬 및 아릴로 구성되는 그룹으로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 치환체로 치환된 알킬 혹은 아릴일 수 있다. α,β-불포화 단량체로 된 중합체등의 예는 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리(1-옥타데센), 폴리이소부틸렌, 폴리(1-펜텐), 폴리(2-메틸스티렌), 폴리(4-메틸스티렌), 폴리(1-헥센), 폴리(4-메톡시스티렌), 폴리(5-메틸-1-헥센), 폴리(4-메틸펜텐), 폴리(1-부텐), 폴리비닐 클로라이드, 폴리부틸렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리(메틸 펜텐-1), 폴리(비닐 알코올), 폴리(비닐 아세테이트), 폴리(비닐 부티랄), 폴리(비닐 클로라이드), 폴리(비닐리덴 클로라이드),비닐 클로라이드-비닐 아세테이트 클로라이드 공중합체, 폴리(비닐리덴 플루오라이드), 폴리(메틸 아크릴레이트), 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리(메타크릴로니트릴), 폴리(아크릴아미드), 폴리(비닐 플루오라이드), 폴리(비닐 포르말), 폴리(3-메틸-1-부텐), 폴리(4-메틸-1-부텐), 폴리(4-메틸-1-펜텐), 폴리(1-헥산), 폴리(5-메틸-1-헥센), 폴리(1-옥타데센), 폴리(비닐 시클로펜탄), 폴리(비닐시클로헥산), 폴리(a-비닐나프탈렌), 폴리(비닐 메틸 에테르), 폴리(비닐에텔에테르), 폴리(비닐 프로필에테르), 폴리(비닐 카바조일), 폴리(비닐 피롤리돈), 폴리(2-클로로스티렌), 폴리(4-클로로스티렌), 폴리(비닐포르메이트), 폴리(비닐 부틸 에테르), 폴리(비닐 옥틸 에테르), 폴리(비닐 메틸 케톤), 폴리(메틸이소프로페닐 케톤), 폴리(4-페닐스티렌)등이다.

가장 유용한 고강도 섬유로는 신장된 사슬 폴리올레핀 섬유, 특히 신장된 사슬 폴리에틸렌(ECPE) 섬유, 아라미드 섬유, 폴리벤즈옥사졸 섬유, 폴리벤조티아졸 섬유, 폴리비닐 알코올 섬유, 폴리아크릴로니트릴 섬유, 액정 코폴리에스테르 섬유, 폴리아미드섬유, 유리질 섬유, 탄소섬유 및/또는 이들의 혼합물을 포함한다. 특히 폴리올레핀 및 아라미드 섬유가 바람직한 것이다. 섬유 혼합물이 사용되면, 섬유가 폴리에틸렌 섬유, 아라미드 섬유, 폴리아미드 섬유, 탄소섬유 및 유리섬유중 최소 2가지의 혼합물인 것이 바람직한 것이다.

U.S.P. 4,457,985는 이와 같은 신장된 사슬 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 섬유에 대하여 개시하고 있다. 폴리에틸렌의 경우, 적절한 섬유는 중량평균 분자량이 최소 150,000, 바람직하게는 최소 백만, 보다 바람직하게는 2백만∼5백만인 것이다. 이와 같이 신장된 사슬 폴리에틸렌 섬유는 U.S.P.4,137,394 혹은 U.S.P.4,356,138에 기술되어 있는 바와 같이 용액내에서 성장시킬 수 있으며 혹은 독일 Off. 3,004,699 및 GB 2051667 및 특히, U.S.P. 4,413,110 및 4,551,296에 기술되어 있는 바와 같이 용액에서 방사하여 겔 구조를 형성할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어 폴리에틸렌은 100 주사슬 탄소원자당 소량의 사슬 분지 혹은 공단량체의 양이 5 조절 유니트(modifying units)를 넘지 않도록 함유할 수 있으며, 또한 알켄-1-중합체, 특히 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 혹은 폴리부틸렌, 주단량체로서 모노-올레핀을 함유하는 공중합체, 산화된 폴리올레핀, 그래프트 폴리올레핀 공중합체 및 폴리옥시메틸렌과 같은 하나 또는 그 이상의 중합체 첨가제 혹은 산화방지제, 윤활제, 자외선 차단제, 착색제 및 참조적으로 통상 편입되는 것등의 저분자량 첨가제등을 약50중량%가 이하로 혼합하여 또한 함유할 수 있다. 형성방법에 따라서, 연신률과 온도 및 다른 조건, 특성의 변화등을 이들 필라멘트에 부여할 수 있다. 필라멘트의 강인도는 최소 약15g/d, 바람직하게는 최소 20g/d, 보다 바람직하게는 최소 25g/d 그리고 가장 바람직하게는 최소 30g/d이다. 마찬가지로, Instron 인장시험기로 측정한 필라멘트의 인장 모듈러스는 최소 약200g/d, 바람직하게는 최소 500g/d, 보다 바람직하게는 최소 1,000g/d이며, 가장 바람직하게는 최소 1,200g/d이다, 인장 모듈러스 및 강인도의 최고 값은 일반적으로 단지 용액성장 혹은 겔 필라멘트 공정에 의해서만 얻어질 수 있다. 많은 필라멘트가 이들이 형성되는 중합체의 융점보다 높은 융점을 갖는다. 따라서, 예를 들어, 150,000, 백만 및 이백만의 고분자량 폴리에틸렌은 일반적으로 138℃의 벌크(bulk) 융점을 갖는다. 이들 물질로 제조된 고배향된 폴리에틸렌 필라멘트는 약7-13℃의 보다 높은 융점을 갖는다. 따라서 융점이 조금 높아지는 것은 벌크 중합체에 비하여 필라멘트 결정성의 완성 및 보다 높은 결정성 배향을 반영하는 것이다.

마찬가지로, 중량 평균분자량이 최소 200,000, 바람직하게는 최소 백만, 보다 바람직하게는 최소 2백만인 고배향 신장된 사슬 폴리프로필렌 섬유가 사용될 수 있다. 이와 같은 신장된 사슬 폴리프로필렌은 상기한 참조 문헌에 기재되어 있는 기술 및 특히 U.S.P.4,413,110, 4,551,296, 4,663,101 및 4,784,820에 기재되어 있는 기술로 적절하게 잘 배향된 필라멘트로 형성할 수 있다. 폴리프로필렌이 폴리에틸렌에 비하여 결정질이 아니며 펜던트 메틸기를 함유하므로, 폴리프로필렌으로 달성할 수 있는 강인도 값은 일반적으로 폴리에틸렌에 상응하는 값에 비하여 실질적으로 낮다. 따라서, 적절한 강인도는 최소 약8g/d이며, 바람직하게는 강인도는 최소 약11g/d이다. 폴리프로필렌의 인장 모듈러스는 최소 약160g/d, 바람직하게는 최소 약200g/d이다. 폴리프로필렌의 융점은 배향공정에 의해 일반적으로 몇도 증대되며, 따라서 폴리프로필렌 필라멘트의 주 융점은 최소 168℃, 보다 바람직하게는 최소 170℃이다, 상기한 변수중 특히 바람직한 범위에 의해 최종 물품에 개선된 특성이 이롭게 제공된다. 상기한 변수(모듈러스 및 강인도)에 대한 바람직한 범위로 중량 평균 분자량이 최소 약200,000인 섬유를 사용함으로써 최종 물품에 개선된 성능이 이롭게 제공된다.

높은 인장 모듈러스를 갖는 고분자량 폴리비닐 알코올은 U.S.P.4,440,711에 기술되어 있다. 고분자량 PV-OH 섬유는 최소200,000의 중량 평균 분자량을 갖는다. 특히 유용한 PV-OH 섬유는 최소 약300g/d의 모듈러스, 최소 약7g/d(바람직하게는 최소 약10g/d, 보다 바람직하게는 약14g/d, 가장 바람직하게는 최소 약17g/d)의 강인도, 최소 약8J/g의 파괴에너지(energy-to-break)를 갖는다. 최소 약200,000의 중량 평균 분자량, 최소 약10g/d의 강인도, 최소 약300g/의 모듈러스 및 약8J/g의 파괴에너지를 갖는 PV-OH 섬유는 본 발명의 물품제조에 보다 유용할 수 있다. 이와 같은 특징을 갖는 PV-OH섬유는 예를 들어 U.S.P.4,599,267에 기술되어 있는 방법으로 제조된다.

폴리아크릴로니트릴(PAN)의 경우, 본 발명에 상용되는 PAN 섬유는 분자량이 최소 약400,000인 것이다. 특히 유용한 PAN 섬유는 최소 약10g/d의 강인도 및 최소 약8J/g의 파괴에너지를 갖는다. 분자량이 최소 약400,000, 강인도가 최소 약15∼20g/d이며 파괴에너지가 최소 약8J/g인 PAN 섬유가 가장 유용하며 이와 같은 섬유는 예를 들어 U.S.P.4,535,027에 개시되어 있다.

아라미드 섬유의 경우, 방향족 폴리아미드로부터 주로 형성되는 적절한 아라미드 섬유는 U.S.P.3,671,542에 개시되어 있다. 바람직한 아라미드 섬유는 최소 약20g/d의 강인도, 최소 약400g/d의 인장 모듈러스 및 최소 8J/g의 파괴에너지를 가지며, 특히 바람직한 아라미드 섬유는 최소 약20g/d의 강인도, 최소 약480g/d의 모듈러스 및 최소 약20J/g의 파괴에너지를 갖는다. 가장 바람직한 아라미드 섬유는 최소 약20g/d의 강인도, 최소 약900g/d의 모듈러스 및 최소 약30J/g의 파괴에너지를 갖는다. 예를 들어, 폴리(페닐렌디아민 테레프탈아미드) 필라멘트는 상표 KEVLAR^ⓡ 29, 49, 129 및 149로 Dupont Corporation에서 상업적으로 판매되며, 적당히 높은 모듈러스 및 강인도를 갖는 것이 본 발명의 물품형성에 특히 유용한 것이다.

모듈러스 및 강인도 값은 각각 KEVLAR 29는 500g/d 및 22g/d이고 KEVLAR 49 는 1000g/d 및 22g/d이다. 본 발명의 실시예 유용한 것은 또한 상표 NOMEX^ⓡ로 Dupont에서 상업적으로 생산되는 폴리(메타페닐렌 이소프탈아미드)섬유이다.

액정 코폴리에스테르의 경우에, 적합한 섬유는 예를 들면 미국 특허 제 3,975,487호; 4,118,372호; 및 4,161,470호에 개시되어 있다. 강인도 약15∼30g/d 그리고 바람직하게는 약20∼25g/d 및 인장 모듈러스 약500∼1500g/d 그리고 바람직하게는 약1000∼1200g/d가 특히 바람직하다.

만일 매트릭스 물질이 본 발명의 실시에 사용된다면, 이는 하나 이상의 열경화성 수지 혹은 하나 이상의 열가소성 수지 혹은 상기 수지의 혼합물을 포함할 수 있다. 매트릭스 물질의 선택은 밴드가 어떻게 형성되고 사용되는지에 따를 것이다. 밴드 및/또는 최종 콘테이너의 원하는 강성률은 매트릭스 물질의 선택에 크게 영향받을 것이다. 본 명세서에서 사용된 "열가소성 수지"란 가열될 수 있고, 기본 변형을 수행하지 않으면서 여러번 연화되고, 냉각되고 경화될 수 있는 수지이며, "열경화성 수지"란 성형, 압출 혹은 주조후 재연화되고 재작업할 수 없으며, 일단 각 수지에 임계 온도에서 설정될 때 새롭고, 비가역적인 특성을 얻을 수 없는 수지를 의미한다.

밴드내에서 매트릭스 물질의 인장 모듈러스는 밴드가 어떻게 사용되는지에 따라 낮거나(가요성) 혹은 높을(강성) 수 있다. 매트릭스 물질의 핵심 요건은 밴드-형성 방법의 어느 단계에서 공정에 첨가되는 것이 충분히 가요성이 있는지 하는 것이다. 이러한 관점에서, 완전히 경화되지 않거나 혹은 B-단계로 이루어지나 완전히 경화되지 않은 열경화성 수지는 양립가능한 접착제와 함께 작업될 수 있는 완전히 경화된 열경화성 수지이기 때문에, 수용가능한 공정일 것이다. 공정에 첨가된 열은 그렇지 않다면 공정에 너무 강성인 높은 모듈러스 열가소성 물질의 가공을 허용할 것이다; 물질 및 노출 지속 기간에서 "보여진" 온도가 만일 있다면, 침투된 섬유에 악영향을 미치지 않는 가공을 위하여 물체를 연화시킬 수 있어야만 한다.

이론에 앞서, 본 발명의 실시에 유용한 열경화성 수지는 예시적으로는 비스말레이미드, 알키드, 아크릴, 아미노 수지, 우레탄, 불포화 폴리에스테르, 실리콘, 에폭시, 비닐에스테르 및 그 혼합물을 포함할 수 있다. 유용한 열경화성 수지에 보다 상세한 설명은 미국 특허 제5,330,820호에서 찾아볼 수 있다. 특히 바람직한 열경화성 수지는 에폭시, 폴리에스테르 및 비닐에스테르이며, 에폭시가 가장 바람직하다. 본 발명의 실시에 유용한 열가소성 수지는 또한 매우 다양하다. 유용한 열가소성 수지의 예는 폴리락톤, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리에스테르 에테르 케톤, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리(아릴렌 옥사이드), 폴리(아릴렌 술파이드), 비닐 중합체, 폴리아크릴, 폴리아크릴레이트, 폴리올레핀, 이온체(ionomer), 폴리에피클로로히드린, 폴리에테르이미드, 액정 수지 및 탄성체 및 공중합체 및 그 혼합물을 포함한다. 유용한 열가소성 수지에 대한 보다 상세한 설명은 미국 특허 제5,330,820호에서 찾아볼 수 있다. 특히 바람직한 저모듈러스 열가소성(탄성체) 수지는 미국 특허 제 4,820,568호, 칼럼 6 및 7, 특히 회보 "KRATON Thermoplastic Rubber", SC-68-81.에 기술된 Shell Chemical Co.에 의해 상업적으로 제조되는 수지에서 찾아볼 수 있다. 특히 바람직한 열가소성 수지는 고밀도, 저밀도, 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 단독 혹은 혼합물로서 미국 특허 제4,820,458호에 기술되어 있다. 탄성체의 넓은 범위가 사용될 수 있으며, 여기에는 천연 고무, 스티렌-부타디엔 공중합체, 폴리이소프렌, 폴리클로로프렌-부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체, ER 고무, EPDM 고무 및 폴리부틸렌을 포함한다.

본 발명의 바람직한 견지에 있어서, 상기 매트릭스는 저밀도 폴리에틸렌; 폴리우레탄; 가요성 에폭시; 충진된 탄성체 경화고무(vulcanizate); 열가소성 탄성체; 및 개질된 나일론-6;으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 저모듈러스 중합체 매트릭스를 포함한다.

밴드내에서 필라멘트에 대한 매트릭스의 분율은 중요하지 않으며 매우 다양할 수 있다. 일반적으로 매트릭스 물질은 섬유의 체적을 기준으로 약10∼90%, 바람직하게는 약10∼80% 그리고 가장 바람직하게는 약10∼30%로부터 형성된다.

매트릭스 수지가 사용되면, 섬유에 여러 가지 방식으로, 예를 들면 캡슐화, 침투, 라미네이션, 압출 코팅, 용액 코팅, 용매 코팅으로 적용될 수 있다. 본 발명에 사용하기에 적절한 코팅된 섬유상 층을 형성하기에 효과적인 기술은 미국 특허 제 4,820,568호 및 4,916,000호에 상세히 기술되어 있다.

상기 내충격 밴드는

A. 연속층사이에 틈을 제거하기에 충분한 인장하에 복수의 층내 맨드릴주위에 고강도 섬유 물질로 이루어지는 최소 하나의 가요성 시이트를 감는 단계;

B. 상기 물질로 된 층을 함께 고착시켜 실질적으로 솔기가 없고, 최소 부분적으로 강성인 제1 밴드를 고착하는 단계; 및

C. 상기 밴드를 맨드릴로부터 제거하는 단계;를 포함하여 이루어지는 방법에 따라 제조될 수 있다.

상기 감는 장력은 전형적으로는 선형 인치당 약0.1∼50파운드, 보다 바람직하게는 선형 인치당 약2∼50파운드, 가장 바람직하게는 선형 인치당 약2∼20파운드이다. 상기 직물층은 여러 가지 방식으로, 예를 들면 상기한 바와 같이 열 및/또는 압력 결합, 열 수축, 접착제, 풀 및 바느질에 의해 고착될 수 있다. 상기 고착 단계는 섬유 물질을 수지 매트릭스와 접촉시키고 맨드릴상에서 혹은 그위에서 고강도 섬유 물질과 수지 매트릭스의 층을 합체하는 단계를 포함하는 것이 가장 바람직하다. 섬유 물질은 감는 단계전에, 도중에 혹은 이후에 수지 매트릭스에 접촉될 수 있다. 이들이 행해지는 몇몇 방식을 하기에 상술하였다. 여기서 "합체(consolidating)"란 단일층내로 매트릭스 물질과 섬유 망상조직을 결합하는 것을 의미한다. 매트릭스 물질의 유형 및 어떻게 섬유에 적용되는지에 따라, 합체는 건조, 냉각, 압력 혹은 그 조합, 임의로 접착제의 적용과 결합하여 일어날 수 있다. "합체"는 또한 밴드의 면은 합체되나 모서리는 합체되지 않는 스팟 합체(spot consolidating)을 내포하는 의미이다. 이러한 형태에서, 상기 면은 강성으로 제조되나 모서리는 밴드의 성능을 유지하거나 밴드를 합체시키거나 접히도록 구부러지게 하는 능력을 유지한다. "시이트"란 본 발명의 목적을 위한 단일 섬유 혹은 조방사를 의미한다.

일 바람직한 견지에 있어서, 상기 가요성 시이트 물질은 다음과 같이 형성된다. 약12데니어 이하의 약30∼2000 개별 필라멘트, 및 보다 바람직하게는 약7 데니어이하의 약100 개별 필라멘트로 된 사 다발이 가이드와 스프레더 바를 통하여 코팅직전에 조정된 콤(comb)내로 유도된다. 상기 조정된 콤은 동일평면에 그리고 실질적으로 평형하게 그리고 단일 지향성 유형으로 필라멘트를 정렬한다. 그런 다음 상기 필라멘트는 그중 하나가 습윤 매트릭스 수지로 피복된 릴리이스 페이퍼사이에 끼워졌다. 그후 상기 시스템은 필라멘트의 침투를 완료하도록 일련의 압력롤에 통과시켰다. 상부 릴리이스 종이는 빼내고 필라멘트의 침투된 망상조직이 가열된 터널 오븐을 통하여 지나가면서 용매를 제거한 다음 권취되도록 권취릴(take-up reel)상에서 말아진다. 대체 방안으로, 습윤 매트릭스 수지로 피복된 단일 릴리이스 페이퍼는 필라멘트의 침투된 망상조직을 생성하는데 사용될 수 있다. 상기 침투된 망상조직은 단일지향성 프리프렉, 테이프 혹은 시이트 물질로서 언급되며, 몇몇 밴드를 제조하기 위한 바람직한 공급물질중 일종을 하기 실시예에서는 이하 "유니테이프"라 한다.

본 발명의 대체 견지에 있어서, 2개의 이러한 침투된 망상조직은 바람직하게는 망상조직의 하나를 0。/90。배향내에 다른 망상조직의 폭을 연속적으로 가로질러 배치할 수 있는 길이로 절단시켜 연속적으로 교차되어 겹친다. 이는 이하에 "실드"라 언급된, 고강도 섬유 물질로 된 연속 가요성 시이트를 형성한다. 이하에 참고문헌으로 편입된 미국 특허 제 5,173,138호를 참조하라. 그런 다음 임의로 하기 기술된 필름을 갖는, 이 가요성 시이트(섬유상 층)은 본 발명의 방법에 의해 하나 이상의 밴드를 형성하는데 사용될 수 있다. 이 섬유상층은 본 발명의 방법에 따라 감기도록 충분히 가요성이 있으며; 그런 다음 원한다면, 랩의 방향수(sheer number) 혹은 고착되는 방식에 의해 실질적으로 강성(주름성 시험마다)으로 제조될 수 있다. 밴드의 후우프 방향내에 섬유의 중량%는 망상조직의 수와 배향을 변화시킴에 의해 변화될 수 있다. 후우프 방향내에 섬유의 중량%를 변화시키는 일 방법은 교차되어 겹쳐진 물질로부터 복합 시이트 및 하나이상의 단일방향성 테이프/물질의 층를 제조하는데 있다(하기 실시예 참조). 실시예를 거쳐, 하나의 교차되어 겹쳐진 시이트를 갖는 2개의 단일방향성 시이트는 후우프 방향내에 약75중량% 섬유를 갖는 불균형된 직물을 형성한다.

또 다른 견지에 있어서, 고강도 필라멘트로 된 하나 이상의 경화되지 않은 열경화성 수지-침투된 망상조직은 뒤이어 수지의 경화(혹은 스팟 경화)에 의해 본 발명에 의한 밴드 혹은 밴드들내로 맨드릴주위에서 감기 위하여 가요성 시이트내로 유사하게 형성된다.

필름은 밴드의 하나 이상의 층, 바람직하게는 외층으로서 임의로 사용될 수 있다. 필름 혹은 필름들은 이러한 경우가 존재함에 따라, 매트릭스 물질(라미네이션)로서, 매트릭스 물질과 함께 혹은 매트릭스 물질이후에 첨가될 수 있다. 필름이 매트릭스 물질로서 첨가될 때, 맨드릴상에 직물 혹은 직조(망상조직)로 동시에 권취되고 추후에 합체되는 것이 바람직하고; 상기 맨드릴은 임의로 구조의 일부가 될 수 있다. 필름 두께는 최소한 약0.1mil이고 그 길이가 밴드를 형성할 정도로 충분히 가요성있는한 원하는 만큼 클 수 있다. 바람직한 필름 두께는 0.1∼50mil이고, 0.35∼10mil이 가장 바람직하다. 필름은 또한 여러 가지 이유로, 예를 들면 마찰 특성을 변화시키거나, 방염성을 증가시키거나, 내화학성을 증가시키거나, 방사 저하에 대한 저항성을 증가시키거나 및/또는 매트릭스내로 물체의 확산을 방지하도록 밴드의 표면상에서 사용될 수 있다. 상기 필름은 필름, 수지 및 필라멘트의 선택에 따라 밴드에 접착되거나 접착되지 않을 수 있다. 열 및/또는 압력은 바람직한 접착을 일으킬 수 있으며, 또는 필름과 밴드사이에 원하는 접착을 야기하도록 열 혹은 압력 민감성있는 접착제를 필요로 할 수 있다. 수용가능한 접착제의 예는 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌 블록 공중합체, 열가소성 탄성체, 열가소성 및 열경화성 폴리우레탄, 열가소성 및 열경화성 폴리술파이드 및 전형적인 고 용융 접착제를 포함한다.

본 발명에서 매트릭스 물질로서 사용될 수 있는 필름은 열가소성 폴리올레핀 필름, 열가소성 탄성체 필름, 교차결합된 열가소성 필름, 교차결합된 탄성체 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리아미드 필름, 플루오로카본 필름, 우레탄 필름, 폴리비닐리덴 클로라이드 필름, 폴리비닐 클로라이드 필름 및 다층 필름을 포함한다. 이들 필름의 단일중합체 혹은 공중합체가 사용될 수 있으며, 이 필름은 배향되지 않거나 단축으로 배향되거나 쌍축으로 배향될 수 있다. 이 필름은 안료 혹은 가소화제를 포함할 수 있다.

유용한 열가소성 폴리올레핀 필름은 결정질인 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 폴리부틸렌, 및 에틸렌과 프로필렌의 공중합체를 포함한다. 사용될 수 있는 폴리에스테르 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 포함한다.

압력은 본 적용처에서 밴드를 열에 노출시 수용가능한 물질, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리비닐 클로라이드 및 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체를 수축시키는 가소성 필름 랩으로부터 제조된 삽입 물질로 적용될 수 있다.

본 발명의 밴드가 열경화성 수지를 경화시키고 혹은 서로 망상조직의 접착을 야기하기 위해서 그리고 임의로 필름의 최소 하나의 시이트에 노출되는 온도 및/또는 압력은 사용된 특정 시스템에 따라 매우 다양하다. 예를 들면, 확장된 사슬 폴리에틸렌 필라멘트에 대하여 선택된 매트릭스 물질의 유형에 따라 온도 범위는 약20∼150℃, 바람직하게는 약50∼145℃, 보다 바람직하게는 약80∼120℃이다. 압력은 약10psi(69kPa)∼약10,000psi(69,000kPa)이다. 약1.0분 이하의 시간동안 약100℃이하의 온도로 결합될 때, 약10psi(69kPa)와 약500psi(3450kPa)사이의 압력이 인접한 필라멘트가 함께 끼워지도록 단순히 사용될 수 있다. 약100∼155℃의 온도 범위에서 약1∼5분의 시간동안 결합될 때, 약100psi(690kPa)∼약10,000psi(69,000kPa)의 압력은 필라멘트에 변형과 수축을 함께(일반적으로 필름상 형태로) 야기시킬 수 있다. 약150∼155℃의 온도 범위에서 1∼5분의 시간동안, 약100psi(690kPa)∼약10,000psi(69,000kPa)의 압력은 필름이 반투명 및 투명하게 되도록 할 수 있다. 폴리프로필렌 필라멘트에 대하여, 온도 범위의 상한선은 ECPE 필라멘트에서보다 약10∼20℃ 높을 것이다. 아라미드 필라멘트, 특히 Kevlar 필라멘트에 대하여, 온도는 약149∼205℃(약300∼400℉)일 것이다.

압력은 여러 가지 방식으로 맨드릴상에서 밴드에 적용될 수 있다. 가소성 필름 랩으로 감긴 수축은 앞서 언급되었다. 오토클레이브 처리는 압력을 적용하는 또다른 방식으로, 이 경우에는 열의 적용과 동시에 일어난다. 각 밴드의 외부는 수축 감김가능한 물체로 감긴 다음 물질을 감은 수축할 온도에 노출하고 따라서 밴드에 압력을 적용한다. 상기 밴드는 전체 밴드를 합체할 후우프 방향으로 맨드릴상에 감겨 수축될 수 있고, 또는 상기 밴드는 밴드의 후우프 방향에 수직인 맨드릴 감긴 밴드주위에 재치된 물체를 갖는 면을 가로질러 감겨 수축될 수 있으며; 후자의 경우에는 밴드의 모서리는 합체되지 않은 채 면만 합체된다.

많은 밴드는 탄성체 수지 시스템, 열경화성 수지 시스템 혹은 수지 시스템을 이용하여 섬유상층으로 형성되며, 이중 열가소성 수지는 탄성체 혹은 열경화성 수지와 결합되며 탄성체 혹은 열경화성 수지는 밴드를 합체하는 압력 단독으로 처리될 수 있다. 이는 밴드를 합체하는 바람직한 방식이다. 그러나 열가소성 수지 시스템을 이용한 연속 길이/가닥으로 형성된 많은 밴드는 열로 처리될 수 있으며, 단독으로 혹은 압력을 가하여 밴드를 합체한다.

가장 바람직한 견지에 있어서, 각 섬유상 층은 약0.1∼0.15kg/m²의 영역 밀도를 갖는다. 밴드당 영역 밀도는 약0.5∼40kg/m², 바람직하게는 약1∼20kg/m², 그리고 보다 바람직하게는 약2∼10kg/m²이다. 상기 견지에 의하면, SPECTRA SHIELD^ⓡ 복합 부직포는 섬유상 물체를 형성하며, 이들 영역 밀도는 약10∼400, 바람직하게는 약20∼200, 보다 바람직하게는 약40∼100의 범위를 갖는 밴드당 다수의 섬유상층 수에 상응한다. 본 발명의 가장 바람직한 견지의 3개의 밴드 입방체 고안에 있어서, 상기 입방체의 각 면은 내충격성 물체로 된 2개의 밴드로 이루어지며, 이들은 입방체의 각면에 대하여 상술한 범위에서 효과적으로 반복된다. SPECTRA^ⓡ 폴리에틸렌 섬유와 같은 고강도 확장된 사슬 폴리에틸렌이외의 섬유가 이용되면, 바람직한 견지에 의해 제공되는 고강도 및 모듈러스 특성을 얻기 위해서는 다수의 층이 개선될 필요가 있다.

루프를 통하여 통과하는 "핀(pin)"은 연성: 로우프, 조방사, 유니테이프, 실드(바람직하게는 섬유의 80%이상이 핀의 길이 방향내), 노끈, 벨트, 직물(바람직하게는 실의 50중량%이상이 핀의 길이 방향내에 편중됨) 및 그 혼합물일 수 있다. 유니테이프, 실드 및 직물은 감아올려져 원통을 형성할 수 있다. 이들은 합체를 이루도록 바느질되거나 테이프를 감거나 열 및 압력에 적용될 수 있다. 매트릭스는 존재하거나 하지 않을 수 있다. 연성/가요성 핀에 사용하기에 바람직한 섬유는 확장된 사슬 폴리올레핀 섬유, 아라미드 섬유, 폴리벤즈옥사졸 섬유, 폴리벤조티아졸 섬유, 폴리비닐 알코올 섬유, 폴리아크릴로니트릴 섬유, 액상 코폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 유리 섬유, 탄소 섬유 및 그 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.

연성 핀에 대한 기준은 다음과 같다. 다음은 중단된 밴드/벨트 특성:일 측면상에 (벨트 섬유의 인장 강도(S_f), 벨트 가닥의 수(N_p), 가닥내 말단의 수(N_e), 사(말단) 데니어(d), 힌지-스트립의 폭(b)), 과 연성 핀(로우프) 파라미터:다른 측면상에 (로우프 섬유 강도(S_r), 로우프 데니어(d_r). 로우프 강도 N=S_rd_r이다)간 관계식이다:

(S_f×2×n_e×d×n_p×b)/4Sinα=d_rS_r

로우프가 핀-홀(힌지)을 통하여 이동할(미끄러질)수 없게끔 하는 구속 수단(말단-매듭(knot)과 같은, 마찰)은 각 α에 영향을 주며, 이때 상기 로우프는 실제로 벨트의 말단을 분리하는 것을 방해한다. 말단 힌지에 대하여 매듭이 근접하고, 매듭이 단단할수록, 각 α는 작게된다. 핀과 힌지 표면사이의 보다 큰 마찰은 유사한 경향을 이끈다. 힌지에 대한 강성 삽입물은 그들의 횡 수축을 억제시켜 또한 보다 작은 α를 이끈다.

α→0일 때, 필요로 하는 로우프 강도는 N=d_rS_r→∞이므로, 각 α는 너무 작지 않아야 한다. 각이 너무 크면, 밴드는 충격 격납고내에서 느슨해진 부분(slack)이 너무 많게 되고 쓸데없는 성질을 띠기 때문에 적절하게 작용하지 못한다.

다음은 필요로 하는 로우프 강도를 계산하기 위한 예이다. 14가닥의 SPECTRA SHIELD 직물로 이루어진 벨트가 고려된다.

S_f=30g/den, n_p=14가닥; 개별 스트립의 폭 b=2in.

그런 다음 (1)에 따라 필요로 하는 로우프의 강도는

N[lbs]=11,088/Sin α(2)이며, 다음 표가 얻어진다.

α° 5 10 15 30 45

N[lbs] 127,000 63,800 42,800 22,170 15,680

이 N값들을 직경이 0.75인 Spectra 로우프의 강도와 비교한다(d_r=162,000g; S_f=30g/den, 즉 N_r=106,920lbs).

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α≥6°가 (b≤2in에 대하여)이면, 상기 로우프는 이 벨트 고안으로 충분히 강하다.

본 발명에 사용되나, "핀"은 예를 들면, 금속, 플라스틱, 세라믹, 목재, 섬유-보강된 복합물, 및 그 혼합물과 같은 강성일 수 있다. 금속이 사용되면, 강철, 강철 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 티타늄 및 티타늄 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 강성, 섬유-보강된 복합물이 사용되면, 보강 섬유는 바람직하게는 알루미늄 섬유, 알루미늄 합금 섬유, 티타늄 섬유, 티타늄 합금 섬유, 강철 섬유, 강철 합금 섬유, 세라믹 섬유, 확장된 사슬 폴리올레핀 섬유, 아라미드 섬유, 폴리벤즈옥사졸 섬유; 폴리벤조티아졸 섬유, 폴리비닐 알코올 섬유, 폴리아크릴로니트릴 섬유, 액상 코폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 및 그 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 상기 보강 섬유는 길이 방향이 우세하여야 한다.

강성 핀에 대한 기준은 다음과 같다. 대칭성 힌지 배열에 대하여 최대 휨(bending) 모멘트 M_max는 qb ² /8이다.

휨에 의해 야기되는 최대 정규 응력에 대한 방정식 σ_max=M _max /w _x(단, 직경 d의 원형 단면을 갖는 로드에 대하여 W_x는 πd ³ /32이다.)로부터, 본 발명자는 벨트 및 힌지 핀 연결의 동일한 강도 조건 σB=qb ² 32/8πd³ 및 다음 기준:

d³≥4qb²/πσ_b(1)를 얻는다.

핀에 대한 제2 기준은 충분한 전단 강도 조건 τ_bπd²/4=Q으로부터 얻어지면, 식중 Q=qb/4, d²=qb/τ_Bπ(2)이다.

예:q=22000lb;σ_B=200ksi;τ_B=100ksi;b=2in

기준 1:d≥0.824in

기준 2:d≥0.375in

방정식 (1) 및 (2)의 검사는 b가 감소(그리고 루프 수가 개구부의 주어진 사이즈로 증가)함에 따라 필요로 하는 핀 직경이 감소하는 것을 알 수 있다.

충격 완화 물질이란 충격에 대하여 콘테이너의 저항성을 작용적으로 개선시키는 어떠한 물질을 의미한다. 본 발명의 콘테이너 어셈블리를 형성하는데 사용되는 바람직한 충격 완화 물질은 중합체 발포제; 구체적으로는 베어미클라이트(vermiculite); 응축가능한 가스, 바람직하게는 비가연성; 흡열(heat sink) 물질; 발포된 유리; 마이크로벌룬; 벌룬(balloon); 블래더(bladders); 중공 구, 바람직하게는 농구 및 테니스공과 같은 탄성체; 심지(wicking) 섬유 및 그 혼합물이다. 이들 물질은 충격 저항성 콘테이너내에 폭발물 혹은 폭발물-운반 수화물을 에워싸는데 사용되며, 폭발로 인해 전달되는 충격파를 완화한다.

화학 약품 폭발은 상당한 열을 유리시키고 생성되거나 인접한 가스상에 열의 작용을 통하여 갑작스런 압력 영향을 갖게 하는 신속한 자체-퍼짐 분해에 의해 특정화된다. 중량을 기준으로, 물의 증발열은 폭발물에 의해 유리되는 열과 유사하다. 신속한 열 전달이 달성될 수 있다면, 물은 충격 초과압력을 크게 감소시키는 잠재력을 갖는다. 원하는 효과를 얻는 일 기술은 흡열 물질로 폭발물을 에워싸는 것이다. 효과적인 흡열 물질로는 수성 발포체; 글리세린, 에틸렌 글리콜과 같이 내부에서 동결 방지하는 수용액; 수화된 무기염; 수성 겔, 바람직하게는 보강된 수성 겔; 수성 미스트; 습윤 스펀지, 바람직하게는 탄성 습윤 스펀지; 습윤 프로파일된 섬유; 습윤 직물; 습윤 펠트; 및 그 혼합물을 포함한다. 수성 발포체가 가장 바람직하며, 특히 수성 발포체의 밀도가 약0.01∼0.10g/cm³인 것이 바람직하고, 약0.03∼0.08g/cm²인 것이 보다 바람직하다.

일반적으로, 다수의 메카니즘을 통하여 수성 발포체는 폭발 에너지를 수성 상내에서 열 에너지로 전환시킨다. 폭발후, 대부분의 콘테이너내에서 가스 배기가 일어나며, 압력이 몇몇 기준값이하로 떨어질 때, 구부러진 발포체는 가스의 추가 적인 방출을 일으키면서 다시 팽창한다. 이들 발포체의 존재는 에너지가 콘테이너에서 환경으로 전달되는 비율을 감소시키고, 그 결과 유해성을 감소시킨다. 본 발명에 사용되는 수성 발포체는 연소되지 않고 응축가능한 가스(발포제)로 제조되는 것이 바람직하다. 여기서 응축가능함이란 가압하에서 가스가 가스로부터 액체로 상변화될 수 있으며, 이와 동시에 가스가 밀접하게 접촉하는 수용액을 가열하는 그러한 응축열을 발생시키는 것을 의미한다. 구체적인 적용처에 대하여 선택된 가스는 콘테이너(내부에 가스가 재치된)가 견딜수 수 있는 주위 온도 및 압력에 의존할 것이다. 바람직한 가스는 프로판, 부탄(2가지 이성체 모두) 및 펜탄(모든 이성체)와 같은 탄화수소; 암모니아, 이산화황과 같은 무기 가스; 플루오로카본, 구체적으로는 예를 들면, 1995, 1월에 공개된 AlliedSignal GENETRON^ⓡ Products 회보로서 AlliedSignal Inc.으로부터 상업적으로 입수가능한 GENETRON^ⓡ 냉매 시리즈와 같은 하이드로클로로플루오로카본 및 하이드로플루오로카본; 및 그 혼합물을 포함한다. 바람직한 가스는 이소부탄으로, 이는 실온에서 알맞은 압력, 약30psi에서 응축될 수 있다. 응축가능한 기체와 응축가능하지 않은 기체의 혼합물이 사용될 수 있다. 예를 들면, 이소부탄과 테트라플루오로메탄의 혼합물이 실온 적용처에 사용될 수 있다. 충격 초과압력은 이소부탄을 응축시키나, 테트라플루오로메탄은 가스상인채 남아있다. 바람직한 가스는 저 음파 유속을 갖는다.

수성 발포체를 신속하게 분산시키기 위하여, 응축된 기체와 함께, 가압형 여과통(pressurized canister)내에서 응축되지 않는 가스를 사용하는 것이 바람직할 것이다. 발포체가 분산될 때, 나머지 내용물은 냉각된다. 결과적으로 분산율이 저하되지 않도록 영구적인 가스를 존재시키는 것이 중요하다. 이산화탄소, 질소, 아산화질소 혹은 카본 테트라플로라이드는 가스와 같이 작용할 수 있다. 분사 작용을 제공하도록 휘발화되는 가스는 분산하는 동안 여과통을 냉각시키고, 배출비를 늦춘다.

수성 발포체에 대한 발포제를 선택하기 위해 사용되는 고려사항은 붕괴가능한(collapsible) 콘테이너내에 충격 완화 물질로서 사용하려는 응축가능한 기체의 선택에도(수성 발포체의 부재시) 또한 사용될 수 있다. 상기 가스는 상기 콘테이너내에 블래더(bladders)로 편리하게 가둬질 수 있다.

하기 실시예는 본 발명의 보다 완전한 이해를 제공하기 위한 것으로 이에 한정하려는 것은 아니다. 실시예에서 하기 기술적 용어들이 사용된다:

(A)"영역 밀도(Areal Density)"는 구조의 단위 영역당 구조의 중량(kg/m²)이다. 패널 영역 밀도는 패널의 중량을 패널의 영역으로 나누어서 측정된다. 다각형 단면 영역을 갖는 밴드에 대하여, 각 면의 영역 밀도는 면의 중량을 면의 표면적으로 나누어서 얻는다. 대부분의 경우, 모든 면의 영역 밀도는 동일하며, 구조의 영역 밀도에 관련될 수 있다. 그러나 몇몇 경우에 다른 면의 영역 밀도는 다르다. 원형 단면적 영역을 갖는 밴드에 대하여, 영역 밀도는 밴드의 중량을 밴드의 외부 표면적으로 나누어서 측정된다. 입방체 박스 콘테이너에 대하여, 영역 밀도는 박스의 면을 형성하는 6개의 패널의 각각의 영역 밀도이며 어떠한 힌지나 핀의 영역 밀도를 포함하지 않는다.

(B)"복합물의 섬유 영역 밀도(Fiber Areal Density of a Composite)"는 복합물의 단위 면적당 섬유 보강제의 중량에 상응한다.

(C)"C₅₀", 내충격 측정은 그 시간의 콘테이너/관을 50%를 파열시킬 장입물의 수준(온스 단위)로 측정된다(C₀는 파괴(failure)/파열이 없음을 나타내고 C₁₀₀은 그 시간에 100% 파괴를 의미한다). 파괴(failure)가 하나의 수준에서 발생되고 다음 보다 낮은 수준에서는 발생되지 않는다면, C₅₀은 상기 2개의 수준을 평균함으로써 계산된다.

이들 실시예에서 사용된 폭발물은 Hitech Inc.의 산물, RDX(시클로-1,3,5-트리메틸렌-2,4,6-트리니트로아민) 90%와 가소화제(폴리이소부틸렌) 10%인 C4 및 8200m/sec(26,900ft/sec)의 충격파 속도를 갖는 class A 폭발물이다.

본 발명의 원리를 예시하기 위한 특정 기술, 조건, 물질, 특성 및 보고된 데이터는 예시적인 것이며 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

실시예 1

본 실시예내 모든 콘테이너는 입방체 형태이며, 3가지 상호 수직 보강된 섬유/직물 밴드가 감긴 쉘 주위를 지지하도록 이루어진다. 상기 입방체는 내부 면 길이가 15인치이었다.

물체의 구조는 다음과 같다. 지지하는 입방체 쉘은 내부 모서리를 따라 통과하는 0.75×0.75inch 목재 성형 스트립상에 못으로 고정된 0.25inch 두께 합판 패널로 제조되었다. 상기 쉘은 약3.20kg으로 칭량되었다. 입방체 쉘의 6면중 한면을 개방한채, 즉 어떠한 합판없이, 남겨두었다. 상기 밴드는 AlliedSignal, Inc.의 산물인 SPECTRA Unitape(Shell KRATON D1107 고무 20중량%의 매트릭스내에 고성능 확장된 사슬 폴리에틸렌 섬유 SPECTRA 1000TM의 평행 어레이, 영역 밀도 약0.0675kg/m², 9.6말단/인치, 1300데니어 섬유, 240필라멘트/섬유)로 제조되었으며, 또한 AlliedSignal, Inc.의 상업적 산물이며, 영역 밀도가 약0.135kg/m²이고 서로 수직인 2가닥의 Unitape로 된 라미네이트, 즉 Unitape의 이중 평행 어레이로 이루어진 SPECTRA SHIELD 직물로 제조되었다. 부가하여 직조된 SPECTRA 직물이 단독으로 사용되어 몇몇 밴드를 형성하였다. 상기 직물은 Clark-Schwebel Inc, Anderson, NC29622에 의한 215 데니어의 SPECTRA 1000사를 사용하여, 스타일 955, 영역 밀도 약3.26oz/yd², 55×55사/인치인 평면 직물로서 직조되었다. 1000/215/3 SPECTRA 재봉 실, 즉 재봉 실내로 꼬인 215데니어의 SPECTRA 1000사의 3가지 스트랜드는 Advance Fiber Technology Corp., 15 Industrial Rd, Fairfield, NJ 07006에 의해 제조되었다. 직조된 KEVLAR^ⓡ 직물이 또한 단독으로 사용되어 몇몇 밴드를 형성하였다. 이 직물은 또한 Clark-Schwebel Inc.에 의해 직조되었으며, 스타일 745, 13.6oz/yd², KEVLAR 129섬유, 3000데니어, 17×17사/인치인 평면 직물이었다.

세 개의 동일한 콘테이너, C1-C3는 세가지 밴드의 각각이 내부에 접근가능하도록 연속적이고 제거가능하게 제조되었다(도 8A-8F 참조; 내부 합판 쉘은 미도시됨). 이들 콘테이너는 세가지 밴드중 하나가 길이를 따라 중단되고, 즉 불연속되고, 힌지-상 폐쇄 메카니즘내 핀의 삽입에 의해 개방 및 폐쇄될 수 있는 콘테이너와 비교를 위한 대조군으로서 제조되었다.

각 입방체 형태로 된 박스의 6면은 다음과 같이 언급된다: 개방면은 정면, 나머지 5면은 각각 상부, 저부, 좌부, 우부 및 뒷면. 대조 박스, C1-C3를 위하여, 내부 밴드 11이 다음 방식으로 제조되었다.

SPECTRA SHIELD 직물의 연속상 스트립의 2가지 랩, 15인치 폭이 정면, 상부, 뒷면, 저부주위에 제조된 다음 SPECTRA Unitape의 34랩이 제조되고, 뒤이어서 SPECTRA SHIELD 직물의 2이상 랩이 제조되었다.

쉘상 및 그위에 밴드의 미끄러짐을 촉진하도록 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)을 2mil 두께 필름으로 밴드의 안팎을 피복하였다. 여러 가지 가닥은 필요에 따라 이중 막대꼴 접착 테이프로 함께 지지하였다. 이 중간 밴드 12는 2가지 분획: 제1, 제거가능하지 않는 부분과 제2, 제거가능한 부분으로 이루어진다. 밴드 12의 제1 부분은 쉘의 상부면, 우측면, 저부면 및 좌측면주위에 재치된 15인치 폭의 SPECTRA SHIELD 직물의 4랩으로 제조되었다. 밴드 12의 제2, 제거가능한 부분은 2가닥의 SPECTRA SHIELD 직물, 26가닥의 SPECTRA Unitape 및 2이상 가닥의 SPECTRA SHIELD 직물로 이루어진다. 이는 밴드 11과 같은 LLDPE 필름으로 피복되고, 이어서 밴드 12의 제1 부분의 랩 방향에 피복된다. 외부 밴드 13은 Clark-Schwebel에 의해, SPECTRA 직물의 25랩, 16인치 폭, 스타일 955로 제조되고, 100/215/3 SPECTRA 실로 스팟(spot) 바느질되고 박스의 정면, 좌측면, 뒷면 및 우측면주위에 재치된다. 3가지 콘테이너의 중량을 하기 표 1에 나타내었다.

본 발명의 일부를 형성하는 3가지 추가 콘테이너 1-3은 각각의 내부 밴드 11', 11", 11"'(도 11A-11C 참조)가 내부에 출입가능하도록 합판 쉘의 정면, 개방면을 가로질러 개방된 것을 제외하고는 상기 기술된 방식으로 제조되었다. 이들 밴드의 중요한 특성은 후우프 방향내 어떠한 섬유, 이를테면 합판 쉘을 에워싸는 섬유도 이들이 불연속적이 되도록 중단되지 않으며 따라서 어떠한 강도도 손실되지 않는다는데 있다.

통상의 밴드에서, 어떠한 섬유도 콘테이너 주위의 원형로를 따른다. 기술된 바와 같은 중단된/불연속 밴드에서, 어떠한 섬유는 주어진 지점까지는 콘테이너 주위의 통로를 따르지만, 그 후, 방향을 180°바꿔서 다른 면으로부터 원래 지점으로 도로 나올 수 있다. 이러한 밴드를 제조하기 위해서, 회전하는 프레임내에 서로 평행하게 탑재된 PVC관의 2가지 섹션주위에 SPECTRA Unitape, 15인치 폭을 감았다. 상기 관은 15인치 길이, 1인치 내경, 1.3인치 외경이었으며, 약 63인치씩(콘테이너의 4개의 15인치 측면주위에 적합하고 밴드의 말단에서 루프에 약간의 겹치는 밴드를 제조하기에 충분한) 분리되었다. 각각의 PVC관을 비닐에스테르 수지(SILMAR)을 사용하여 크기가 5.5×14.75인치인 4가닥의 KEVLAR 직물로 라미네이트된 패널로 교착시켰다. 상기 KEVLAR 패널은 서로 마주보고 있다. 대조 콘테이너내와 동일한 영역 밀도를 얻기 위하여, 17가닥(plies)의 SPECTRA Unitape, 15인치 폭, 그 후, 2가닥의 SPECTRA SHIEDLD 직물을 PVC관 주위에 감았다. 이들 15인치 폭 가닥을 하나의 파이프(pipe)에서 7개, 대략 2인치 폭 스트립으로 분리하였다. 각 스트립을 모아 파이트 주위에서 1인치 폭 루프에 묶었다. 다른 파이트에서 2개의 1인치 폭 스트립에 의해 측면에 접해진 6개의 중심에 위치된, 2인치 폭 스트립을 유사한 방식으로 모았다. 이 방법에 있어서, 2개의 파이트의 각각에서 각각의 섹션이 섬유 다발을 지지하는 각 부분에 대하여, 상응하는 부에서는 섬유들이 제거되어 있었다. 이들 섹션을 톱으로 잘라서(saw out), 2개의 반쪽(half) 힌지를 제조하였다. 이들을 맞물리게 하고 나머지 파이프 부분에 핀을 삽입하여 연결하였다. 어떠한 섬유도 힌지를 생성하는 공정에서 절단되지 않았으며(Unitape를 피복한 2가닥의 SPECTRA SHIELD의 횡섬유를 제외하고는), 따라서 강도가 손실되지 않는다. 본 발명의 3가지 콘테이너, 1-3은 힌지에 대한 핀을 제외하고는 동일하였다. 이들 3가지 콘테이너 1-3의 면적 밀도는 대조 콘테이너 C1-C3과 동일하였다.

콘테이너 1에서, 핀은 Carpenter Technology Corp., Carpenter Steel Division, Reading, PA 19612로부터 직경 1.01인치, 길이 15.75인치 및 중량 1646gm(41.1gm/cm)인 강성 강철 로드, AERMET 100, HT 303769, NOJ-7781-01이었다.

콘테이너 2내에서, 핀은 Yale Cordage Co., Rigging Division, 100 Fore Street, Portland, ME 04101로부터, 0.75인치 직경 코드, 67인치 길이, 307gm(1.80gm/cm) 중량인 가요성 SPECTRA 로우프, Part Code 7102048SZZL, Maxibraid-Maxijacket, 회색이었다. 이 로우프 조각은 힌지의 너클(루프)를 통하여 양 측면상에 동일한 여분을 남기면서 꿰메었다. 힌지의 일 측면상에 이중 매듭을 제조하고 그대로 남겨두었다. 로우프를 삽입한 후 힌지에 가능한한 근접하여 다른 측면상에 단일 매듭을 제조하였다. 이 여분의 로우프와 매듭은 박스 내부내로 밀어넣었다.

콘테이너 3내에서, 핀은 다음과 같이 제조되었다. SPECTRA Unitape를 0.5인치 직경 알루미늄 로드주위에 세로로 감았다: 섬유 방향에 수직으로 10인치 폭 및 섬유 방향으로 46인치 길이인 15가닥의 Unitape를 직경이 15인치이고 직겨이 0.5인 알루미늄 로드주위에 감았으며, 이를 46인치 길이 Unitape 다발상의 중심에 두었다. 이 Unitape-랩을 알루미늄 로드의 어느 일 말단에서 2인치를 제외하고는 전기 테이프로 감아 함께 유지하였다. 테이프내 이 2인치 갭은 로드의 어느 일 말단에서 가요성을 증가시켜 Unitape 랩이 로드 부분에 인접하여 접혀질 수 있도록 하였다. 중량은 다음과 같다: 알루미늄 로드 136gm, Unitape 304gm, 전기 테이프 20gm, 총중량 460gm(알로미늄 로드 3.57gm/cm, Unitape 다발 2.60gm/cm). 상기 핀은 힌지의 너클내에 감긴 알루미늄 로드 부분을 중심에 두면서, 힌지의 너클(루프)를 통하여 꿰메었다. 힌지의 어느 일 측면상에 "핀"의 여분의 길이를 힌지를 포함하는 정면 부분에 인접한 박스의 2측면의 외부위로 접었다. 콘테이너 1-3의 중량을 하기표 2에 나타내었다.

대조 콘테이너/박스, C1-C3를 각각 C4 1.5, 2.5 및 3.0온스에 대하여 시험하였다. 모든 콘테이너는 밴드가 흠없이 유지된채 폭발을 견디었으며; 합판 내부 쉘은 심하게 찢어졌다.

본 발명의 콘테이너 1-3(핀으로 연결된 중단된/불연속 밴드를 갖는)를 C4 2.0온스에 대하여 시험하였다: 강성 강철 핀을 이용한 콘테이너 1은 폭발을 견디었다. 핀은 어떠한 뒤틀림도 없었다. PVC 가이드 관은 부서졌다. SPECTRA 로우프가 사용된 콘테이너 2는 폭발을 견디었다. 어떠한 로우프 손상도 없었으나, PVC 가이드 관은 부서졌다. SPECTRA Unitape-감긴 알루미늄 로드를 사용한 콘테이너 3은 폭발을 견디었다. 상기 핀은 약간 구부러졌으며, PVC 가이드 관은 부서졌다.

C4 4온스가 대조 콘테이너의 실패를 일으키는 것으로 예상된다. 이 결과를 가정하면, C₅₀는 3.5 온스로 계산되었다. 중단된 밴드를 갖는 각각의 콘테이너에 대한 C₅₀은 2.0온스 이상이었다.

실시예 2

도 10A-10E를 참조하여, LD3 유형의 경화된 항공기 수화물 콘테이너를 제작하고 시험하였다. 이 콘테이너는 대략 77인치 길이×56인치 폭×63인치 높이의 치수를 갖는 직사각형 박스이었다. 밴드 감김을 촉진하도록 계단, 대략 21인치 길이×56인치 폭×20인치 높이,을 일 측면의 저부에 제조하였다. 이 박스는 사용된 패널 물질(Teklam으로부터 상업적으로 이용가능한 부품 N505EC 및 유리섬유/에폭시 표면 및 NOMEX^ⓡ 하니콤으로 이루어짐) 총 95lbs를 갖는 유리섬유/하니콤 삽입 패널, 두께 0.5인치로 제조되었다. 구조적 유리섬유/하니콤 쉘은 정면상에 40인치×40인치 개구부를 갖는다. 모든 플레이트는 측면 치수로 예비절단되었으며, 고온-용융 열가소성 아교(#3789 Jet-Melt Adhesive, 3M Corporation의 상업적 산물)를 사용하여 박스내에서 조립되었다. 이 쉘은 완전히 적하될 때 그 형태를 유지하며, 특히 사용자-간편한 방식으로 적하 및 출하가능하므로 박스의 구조적 작용에 역점을 둔다.

이 충격 견딤 작용은 상업적으로 입수가능한 SPECTRA SHIELD 직물(중간 및 외부 밴드를 형성하는 2가지 연속 밴드, 및 핀 이음새를 갖고 내부 밴드를 형성하는 하나의 중단된/불연속 밴드)의 3가지 상호 보강된 수직 밴드에 의해 주로 제공된다. 쉘내에 개구부 영역을 덮고 있는 이 중단된 밴드는 SPECTRA SHIELD 직물, 54인치(4.5ft)폭의 14층으로 이루어져 있으며, 따라서 쉘내에 개구부의 폭에 일 측면상에 대략 7인치씩 겹치고 있다. 이 힌지 연결은 후우프 방향으로 평행 섬유사이를 절단하여 말단 섹션을 2인치 스트립으로 소분할(6인치 깊이까지)함으로써 제조되었 다. 이 스트립은 단지 1인치 폭으로 스트립을 제조하도록 주름내에서 이중 막대꼴 테이프로 측면으로부터 각각 대칭적으로 접혀진다. PVC 플라스틱 배관의 섹션(1.4인치 내경 및 1인치 폭)는 각 스트립의 내부를 고착하고, 따라서 연결하는 핀(Carpenter Technology Corp.,Carpenter Steel Division, Reading, PA 19612로부터 상업적으로 입수가능한, 1.375인치 직경, AERMAT 100강성 강철 핀, 54in 길이, 중량 27lbs)이 삽입될 수 있는 개구부주위에 등각등변을 제조하게 된다. 이 중단된 내부 밴드는 박스와 별개로 제조되었다.

도 10A 및 10C를 참조하면, 박스보다 폭이 더 좁은 연속 서브-밴드가 박스상에 직접 감겨 형성되는 것을 볼 수 있다. 각각의 서브-밴드들은 SPECTRA SHIELD 직물의 14랩/층을 포함한다. 서브-밴드들은 정면, 상부, 뒷면, 저부 배향(도 10A 참조)내에 출입 개구부의 어느 일 측면에서 박스상에 직접 감긴 다음, 중단된 내부 밴드가 출입 개구부의 중앙을 가로질러 핀 연결로 박스상에 재치되었다. 상기 핀은 수평 위치이다. 다른 것과 유사하게, 2개의 추가 연속 서브-밴드들이 박스상에 직접 감겨 형성되었다. 이들 서브-밴드들은 또한 출입 개구부의 어느 일 측면상에 위치되나, 정면, 측면, 뒷면, 측면 배향으로 감기었다(도 10C참도). 이들 서브-밴드들은 박스에 그리고 그 자체로 이중 막대꼴 테이프(3M Corp.로부터 상업적으로 입수가능한, 산물 465, 2mil Hitact ADH Transfer Tape와 유사함)에 의하여 영구 접착되었다.

0.125인치 두께 알루미늄의 삼각형 웨지(대략 21인치 길이×56인치 폭×20인치 높이, 말단 폐쇄됨)를 중앙 밴드를 감기 전에 외부에 위치된 기저(base)를 갖는 계단내에 재치하였다. 계단 모양으로 된 박스와 연결된 이 웨지는 항공기 LD3 콘테이너의 원뿔형태로 된 측면을 형성한다. 상기 중앙 밴드는 내부 밴드의 상응하는(상부 및 저부) 섹션을 덮기 위하여, 측면, 상부, 측면, 저부 방향으로 SPECTRA SHIEL 직물을 감아 제조되었다. 상기 중앙 밴드는 이들이 박스의 개구부를 간섭하지 않기 때문에 박스에 영구 접착되었다. 이들은 상기한 바와 유사하게 이중 막대꼴 테이프로 박스에 접착되었다.

외부 밴드는 탈착가능하게 제조되었다. 이는 측면, 정면, 측면, 뒷면방향으로 14층에 대하여, SPECTRA SHIELD의 전체 폭, 54인치를 감아서 제조되었다. 상기 외부 밴드는 이들이 수직 방향으로 이동될 수 있도록 콘테이너상에 재치되었다. 이 밴드의 높이는 이들이 원뿔형태로 된 측면의 웨지 부분을 지나 내려오도록 한다. 통상의 적용처에 대하여, 이 밴드는 이들이 원뿔형태로 된 측면의 웨지 부분이하로 확장되지 않도록 하는 높이를 가질 것이다.

이 밴드의 강도는 상기한 바와 유사하게 감김 공정에서 SPECTRA SHIELD 직물의 층사이에 이중-막대꼴 테이프를 주기적으로 재치함으로써 얻어진다. 박스내에 사용된 SPECTEA SHIELD의 총량은 140lbs이었다.

콘테이너는 다음과 같이 시험되었다. C4 1파운드를 표본이 되는 수화물에 재치하였다. 보통 승객 옷과 화장품을 함유하는 다른 표본이 되는 수화물을 콘테이너가 약 절반이 찰 때까지 콘테이너내에 층층이 재치하였다. 그런 다음 C4 장입물을 함유하는 수화물을 콘테이너(박스)의 기하학적 중심에 재치하였다. 표본이 되는 수화물의 추가층을 콘테이너가 약2/3가 찰 때까지 부가하였다. 그런 다음 콘테이너( 박스)를 핀으로 내부 밴드를 조이고 외부 밴드를 위치내로 미끄러뜨려 조립하였다. 그런 다음 C4를 폭발시켰다. 상기 박스는 핀-폐쇄 메카니즘을 이용하여 중단된 내부 밴드(출입문)을 포함하여, 섬유 밴드의 실패없이 성공적으로 충격을 견딜 것으로 기대되었다.

대조 콘테이너 중량(kg)

시료	외부 밴드	제거가능한 중앙	내부 밴드	합판 셀+4가닥 실드	총
C1	1.82	1.54	1.91	3.47	8.75
C2	1.77	1.55	1.90	3.50	8.71
C3	1.78	1.53	2.03	3.16	8.49

본 발명 콘테이너의 중량(kg)

용기/총중량	외부 밴드	합판 셀, 내부 및 중앙 밴드 어셈블리(핀없음)	핀
1/10.71kg	1.81kg	7.25kg	1.65kg
2/9.23kg	1.72kg	7.20kg	0.31kg
3/10.00kg	1.79kg	7.75kg	0.46kg

상술한 기술로부터, 이 기술 분야에서 숙련된 자라면 그 사상에서 벗어남이 없이 본 발명의 본질 특성을 쉽게 달성할 수 있으며, 본 발명을 여러 가지 변화 및 변경하면서 다양한 사용처 및 조건에 적용할 수 있다.

Claims (11)

1. 길이와 폭을 갖는 밴드; 및 핀을 포함하며,

   상기 밴드는 강인도가 최소 약10g/d이고 인장 모듈러스가 최소 약200g/d인 섬유로 된 최소 하나의 망상조직으로 이루어지고,

   상기 섬유의 최소 약50중량%는 상기 밴드의 길이를 따라 실질적으로 연속하며,

   상기 밴드는 2개의 말단을 형성하도록 그 길이를 가로질러 중단되고,

   각 말단은 최소 하나의 일체로 형성된 루프를 포함하며,

   상기 핀은 두 루프의 말단을 서로 연결하는, 구속밴드(constrain band).
2. 제1항에 있어서, 상기 핀은 밴드를 폐쇄하도록 루프를 통하여 삽입되는 강성 물질을 포함하고, 상기 물질은 금속; 플라스틱; 세라믹; 목재; 섬유-보강된 복합물; 및 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 구속밴드
3. 제1항에 있어서, 상기 핀은 밴드를 폐쇄하도록 루프를 통하여 삽입되는 강성 섬유-보강된 복합물을 포함하며,

   상기 보강 섬유는 알루미늄 섬유, 알루미늄 합금 섬유, 티타늄 섬유, 티타늄 합금 섬유, 강철 섬유, 강철 합금 섬유, 세라믹 섬유, 확장된 사슬 폴리올레핀 섬유, 아라미드 섬유, 폴리벤즈옥사졸 섬유, 폴리벤조티아졸 섬유, 폴리비닐 알코올 섬유, 폴리아크릴로니트릴 섬유, 액상 코폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유 및 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 구속밴드
4. 제1항에 있어서, 상기 핀은 밴드를 폐쇄하도록 루프를 통하여 삽입된 가요성 물질을 포함하며,

   상기 가요성 물질은 확장된 사슬 폴리올레핀 섬유, 아라미드 섬유, 폴리벤즈옥사졸 섬유, 폴리벤조티아졸 섬유, 폴리비닐 알코올 섬유, 폴리아크릴로니트릴 섬유, 액상 코폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유, 유리섬유, 탄소섬유 및 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 구속밴드
5. 제1항에 있어서, 상기 핀은 밴드를 폐쇄하도록 루프를 통하여 삽입된 가요성 물질을 포함하며,

   상기 가요성 물질은 로우프; 조방사(roving); 유니테이프(unitape); 실드(shield); 노끈(braid), 벨트; 직물 및 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 구속밴드.
6. 제1항에 있어서, 상기 섬유의 망상조직은 수지 매트릭스중에 있음을 특징으로 하는 구속밴드.
7. 제6항에 있어서, 상기 루프의 모든 섬유상 물질은 상기 루프의 후프 방향으로 평행하게 정렬되고 연속된 섬유임을 특징으로 하는 구속밴드.
8. 콘테이너; 및 상기 콘테이너를 둘러싸는 제1항의 구속 밴드를 포함하는 콘테이너 어셈블리.
9. 복수의 실질적으로 평행한 변을 갖는 정다각형 형상의 표면을 포함하며,

   상기 평행한 변 각각은 상기 표면과 일체로 형성된 최소 하나의 루프내에 종단되며,

   상기 표면은 강인도가 최소 약10g/d이고 인장 모듈러스가 최소 약200g/d인 섬유로 된 최소 하나의 망상조직으로 이루어지며,

   상기 섬유의 최소 약50중량%는 상기 루프의 후우프 방향으로 정렬되고 실질적으로 연속된, 배리어 유니트(barrier units).
10. (a) 제1 및 제2 실질적으로 평행한 변을 갖는 다각형 형상으로 이루어진 커버로서,

    상기 평행 변 각각은 최소 하나의 필수 루프내에 종결되고,

    상기 커버는 강인도가 최소 약10g/d이고 인장 모듈러스가 최소 약200g/d를 갖는 섬유로 된 최소 하나의 망상조직으로 이루어지며,

    상기 섬유의 최소 약50중량%는 제1 및 제2 변에 실질적으로 수직으로 상기 루프의 후우프 방향으로 정렬되고 실질적으로 연속된, 상기 커버;

    (b) 벽 및 벽에 형성된 출입 개구부로 이루어진 콘테이너로서,

    상기 벽은 상기 출입 개구부의 대향하는 제1 및 제2 측면상에 최소 2개의 필수 루프로 이루어지는, 상기 콘테이너;

    (c) 상기 커버 제1 측면상의 루프와 상기 출입 개구부 제1 측면상의 루프를 연결하는 수단; 및

    (d) 상기 커버 제2 측면상의 루프와 상기 커버가 출입 개구부를 덮는 상기 출입 개구부 제2 측면상의 루프를 연결하는 수단

    을 포함하는 내충격 콘테이너 어셈블리.
11. 벽 및 상기 벽에 형성된 출입 개구부를 포함하는 콘테이너 어셈블리에 있어서,

    섬유상 물질로 형성된 힌지를 더 포함하며,

    상기 힌지는 한 쌍의 힌지 절반부로 이루어지고,

    상기 힌지 절반부의 말단에는 이격(離隔)되어 동축으로 정렬된 너클이 있으며,

    상기 너클은 핀으로 함께 연결되어 상기 출입 개구부를 덮고,

    상기 힌지의 절반부는 상기 콘테이너 벽의 일부와 일체로 형성되어 상기 콘테이너 벽의 일부를 덮는, 콘테이너 어셈블리.

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