KR20140020872A - 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체 - Google Patents

Abstract

이 발명이 제공하는 라미나 구조체(10)는 적응적 단열을 제공하고, 제1 층(26), 제2 층(28), 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이에 제공되는 적어도 하나의 외부 공동(22), 엔빌로프(20)에 의해 둘러싸인 적어도 하나의 내부 공동(16), 외부 공동(22) 속에 포함되어 있는 엔빌로프(20), 및 불활성화 구성과 활성화 구성을 갖는 기체 발생제(18)를 포함하며, 내부 공동(16) 속에서의 온도의 증가에 응답하여 적어도 내부 공동(16)의 내측에서의 기체 압력을 증가시키기 위해, 기체 발생제(18)는 불활성화 구성으로부터 활성화 구성으로 변화시키에 적합하고, 제1 층(26), 제2 층(28), 외부 공동(22) 및 내부 공동(16)은 내부 공동(16)의 내측에서의 기체 압력의 증가에 응답하여 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리(D)가 증가하도록 배열된다.

Description

적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체{LAMINAR STRUCTURE PROVIDING ADAPTIVE THERMAL INSULATION}

이 발명은 적응적 단열(adaptive thermal insulation)을 제공하는 구조체에 관한 것이며, 특히, 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체(laminar structure)에 관한 것이다. 그러한 라미나 구조체는 직물 또는 섬유의 설계, 특히, 예를 들어 의복, 보호성 의복과 같은 개인 보호 장구, 또는 장갑과 같은 다른 기능성 의복을 위한 용도에 이용될 수 있을 것이다.

보호성 의복 또는 기능성 의복은, 환경적 영향에 대한 착용자의 보호가 요구되거나, 또는 주어진 환경적 조건 하에서 원하는 기능성 특성을 제공할 것이 요구되는, 소방 활동, 경찰 활동, 군사 활동 또는 산업 활동과 같은 용도에서 일반적으로 이용된다. 의복은 열, 화염, 또는 액체에 의한 영향에 대해 착용자를 보호하기 위해 요구될 수 있을 것이다. 다른 한편으로는, 의복은 착용자에게, 그가 하려고 생각한 일을 할 수 있는, 충분한 안락감을 제공할 것이 요구된다.

보호성 의복 또는 기능성 의복이 이용되는 한 용도로서, 소방관의 의복에 관해 말하자면, 그러한 의복은 한편으로는, 화염 및 열에 대해 상당한 정도의 단열을 제공할 것이 요구된다. 이것은 의복이 의복을 통한 외측으로부터 내측으로의 열 전달을 효율적으로 억제할 것을 요구한다. 다른 한편으로는, 소방관의 의복은, 소방관이 의복을 착용한 채로 자신의 일을 효율적으로 하게 하기 위해, 충분한 가요성 및 통기성을 제공할 것이 요구된다. 이것은 의복이 의복을 통한 내측으로부터 외측으로의 어느 정도의 수증기 전달(통기성)을 허용할 것을 요구한다.

소방관의 의복에 의해 제공되어야 할 단열은 광범위한 환경적 온도 하에서 효과적일 것이 요구된다. 즉, 극단적인 경우를 말하자면, 소방관의 의복은, 환경 온도가 약 1000℃ 및 더 높을 수도 있을 것인, 화재에서 화염의 "섬락(flashover)"에 노출될 때, 소방관을 보호하기 위해 충분한 단열을 제공할 것이 요구된다. 그러한 경우에, 의복은, 의복의 외부 껍데기에서 약 800℃ 내지 900℃의 온도에, 적어도 일시적으로, 노출될 것이다. 심각한 화재의 경우에, 소방관이 화염 가까이에 접근해야 할 때는, 의복의 외부 껍데기(outer shell)가, 약 350℃까지의 온도에 있을 것으로 예상되기도 한다. 소방관의 피부에서의 온도는 바람직하게는 약 24℃ 이하로 증가하게 저감되어야 한다.

기술적으로 화재에 관련되지 않는 임무에서, 전통적인 소방관 의복은 보통으로는 필요하지 않은 레벨의 열적 성능을 제공하고, 두껍고 무거운 의복 층으로 인해, 낮은 안락감(의복의 낮은 통기성과 같은)을 초래한다. 의복이 광범위한 단열을 요구되는, 위에서 언급한 소방관의 의복과 같은 용도에서, 정적인 구조체(static structure)에 의해, 즉 최악의 사례 시나리오에서 요구되는 바와 같은 단열을 제공하는 구조체에 의해, 모든 요구를 영구히 충족하는 것은 일반적으로 곤란하다.

다수의 동적 개념(dynamic concepts)들이 제안되어 있다. 그러한 동적 개념의 이면에 있는 목적은 주어진 환경적 조건에 따라 상이한 정도의 단열(thermal insulation)을 제공하는 구조체를 생성하려는 것이다. 제공되는 단열은, 구조체의 외면 및/또는 구조체의 내면 상에서, 구조체가 겪는 바와 같은 환경 온도에 적응할 수 있을 것이다.

화재 보호 분야에서, 팽창성 시스템(intumescent systems)의 개념은 다양한 용도에서, 예를 들어, 방화 문을 위한 팽창성 개스킷(intumescent gaskets)에서, 또는 파이프를 위한 팽창성 코팅(intumescent coatings)의 형태로, 개발되고 이용된다. 그러한 팽창성 시스템은 일반적으로, 열에 대한 노출 하에서 발포 과정(foaming process)에 들어가며, 그래서 체적을 증가시키고, 그러므로 절연적 특성을 갖는, 고체 바디(solid body)를 갖는 팽창성 물질을 포함한다. 보통으로 그러한 발포 과정은, 팽창성 물질이 예정된 활성화 온도(activation temperature)에 있을 때, 시작한다. 발포 과정의 결과로서, 팽창성 물질은 다공성으로 되며, 즉 그 밀도를 저감시키고 그 체적을 증가시키지만, 여전히 고체 구조체(solid structure)를 갖도록 유지된다. 전형적인 팽창성 물질은, 규산 나트륨, 확장 가능한 그래파이트 또는 탄소 및 상당한 양의 수화물을 함유하는 재료이다.

소방관의 의복 또는 다른 기능성 의복을 생산하기 위해 팽창성 재료를 이용하는 것이 제안되어 있다. 미국 2009/0111345 A1은 통기성을 유지한 채로 열 또는 화염으로부터 착용자를 보호하기 위한 방수 수증기 투과성 직물/의복을 위한 적응적 단열을 제공하는 구조체를 개시한다. 중합체 수지 확장성 그래파이트 혼합물(polymer resin-expandable graphite mixture)에 근거한 팽창성 물질이 화염 배리어(flame barrier)와 액체 방지 배리어(liquid-proof barrier) 사이에 배치된다. 미국 2009/0111345 A1은 약 200℃ 의 활성화 온도 및 90초 동안 300℃에 노출한 후 팽창성 물질의 적어도 200%의 체적 증가를 명시하고 있다. 시험은 이 방식은 소방관의 의복의 직물에 적용될 때 한계를 갖는 것을 드러냈다.

팽창성 메커니즘(intumescent mechanism)을 통해 열적 보호를 제공하는 내연성 가요성 재료(flame retardant flexible material)를 제조하는 또다른 방식이 WO 2009/025892 A2에 나타나 있다. 이 재료에서는, 복수의 별개의 보호판(guard plate)이 가요성 기층 직물(flexible substrate fabric)의 외면에 서로 이격된 관계로 부착되어 있다. 보호판은 충분한 열에 노출하면 현저하게 확장하는 팽창성 재료를 포함한다. 그럼으로써, 활성화 하면 연속적인 단열 및 내연성 외부 껍데기 필름(flame retardant outer shell film)이 형성된다. 한 실시예에서, 보호판은, 열에 노출하면 증발하고, 그럼으로써 화염원으로부터 열을 흡수하며 미소 캡슐(microcapsules)이 파열할 때까지 확장하여 산소를 몰아내고 화염을 소멸시키기 위한 자신의 내용물을 방출하는, 물 또는 수성 용액을 포함하는 열 확장 가능한 미소 캡슐(heat expandable microcapsules)을 포함한다. 물을 담고 있는 미소 캡슐의 활성화 온도는 약 100℃ 내지 400℃인 것으로 보고되어 있다.

팽창성 시스템에 대한 대안으로서, 형상 기억 합금 재료 또는 바이메탈 재료(bimetallic material)를 이용하여 소방관의 의복을 위한 적응적 단열을 제공하는 것이 제안되어 있으며, WO 99/05926 A1을 참조하라. 이 방식에 따르면, 동적, 열적 적응적, 절연 시스템이 외부 껍데기 직물(outer shell fabric)과 내부 라이너 직물(inner liner fabric) 사이에 배열되는 이격 재료(spacer material)에 근거하고 있다 이격 재료는 나선 형상, 트로프(trough) 형상, 또는 코일(coil) 형상으로 학습된 형상 기억 합금일 수 있거나, 또는 바이메탈 스트립(bimetallic strips) 또는 스냅 디스크(snap disks)일 수 있을 것이다. 약 65℃ 내지 75℃의 활성화 온도(형상 기억 합금(shape memory alloy)), 및 50℃의 활성화 온도(바이메탈 스트립(bi-metallic strips))가 보고되어 있다. 위에서 설명한 팽창성 시스템에 근거한 제안들과 대조적으로, WO 99/05926 A1은 원칙적으로 복수의 활성화/비활성화 사이클(activation/deactivation cycles)을 통해 실행할 수 있는 가역적 시스템(reversible system)을 제공한다.

WO 2008/097637 A1은 외부 껍데기 직물(outer shell fabric), 습기 배리어(moisture barrier) 및 열적 라이너(thermal liner)를 포함하는 열적 배리어(thermal barrier)를 갖는 복합 직물 시스템(composite fabric system)을 개시한다. 열적 라이너는, 불활성화 조건에서 열가소성 바인더(thermoplastic binder)에 의해 압축 상태로 유지되는 주름진(crimped) 내열성 섬유(heat resistant fibers)로 만들어진 적어도 하나의 열적으로 확장하는 방염성 직물(flame resistant fabric)을 포함한다. 열적 라이너가 열 또는 화염에 노출되면, 라이너는 적어도 3회까지 그 두께를 증가시키는 것으로 보고되어 있다.

이 발명은 높은 온도에 대해 적응적 단열을 허용하는 개선된 라미나 구조체(laminar structure)를 제공하는 것에 목적이 있다. 특정한 용도에서, 이 발명은 보호성 및/또는 기능성 의복에 이용하는, 특히 소방관의 의복에 이용하는 직물을 제공하는 것에 목적이 있으며, 상기 직물은 그러한 개선된 라미나 구조체를 포함한다.

이 발명이 제공하는 라미나 구조체는 적응적 단열을 제공하고, 제1 층, 제2 층, 제1 층과 제2 층 사이에 제공되는 적어도 하나의 외부 공동(outer cavity), 엔빌로프(envelope)에 의해 둘러싸인 적어도 하나의 내부 공동(inner cavity), 외부 공동 속에 포함되어 있는 엔빌로프, 및 불활성화 구성(unactivated configuration)과 활성화 구성(activated configuration)을 갖는 기체 발생제(gas generating agent)를 포함하며, 내부 공동 속에서의 온도의 증가에 응답하여 적어도 내부 공동의 내측에서의 기체 압력을 증가시키기 위해, 기체 발생제는 불활성화 구성으로부터 활성화 구성으로 변화시키에 적합하고, 제1 층, 제2 층, 외부 공동 및 내부 공동은 내부 공동의 내측에서의 기체 압력의 증가에 응답하여 제1 층과 제2 층 사이의 거리가 증가하도록 배열된다.

이 발명은 온도의 증가에 응답하여 자신의 단열 능력을 증가시키는 적응적 단열 구조체(adaptive thermal insulation structure)를 제공한다. 최근에, 온도가 정상 또는 작동 온도 범위로부터 승온된 범위로 증가할 때, 그러한 구조체가 단열 능력의 뚜렷한 증가를 나타낼 수 있을 것임이 입증되었다. 어떤 실시예들에서는, 더 낮은 온도에서의 제1(보통으로 더 낮은) 단열 능력으로부터 더 높은 온도에서의 제2(보통으로 더 긴) 단열 능력으로의 뚜렷한 증가가 얻어질 수 있다. 선호되는 실시예들에서는, 단열 능력의 뚜렷한 증가가 활성화 온도와 관련될 수 있을 것, 즉 온도가 활성화 온도 이상으로 증가할 때 구조체가 활성화 될 수 있을 것이다. 이 발명의 라미나 구조체는 특히, 상이한 활성화 온도에 따라 복수의 뚜렷한 스테이지(distinct stage)별로 단열 능력의 증가를 제공하는 것을 허용할 수 있을 것이다.

여기에서 이용되는 바로서의 라미나 구조체는, 적어도 기체 발생제의 불활성화 구성에서, 길이 및 폭 방향에 의해 정의되는 바로서, 본질적으로 측방향으로 연장하고 얇은 평면 또는 시트형 구성을 갖는 구조체를 의미한다. 그것이 길이 방향 및 폭 방향에 직교하는 방향으로, 길이 및 폭보다 훨씬 더 작은 두께를 가지면, 구성이 얇은 것으로 간주된다. 전형적인 용도에서, 여기에서 정의되는 바로서의 라미나 구조체는, 구부러짐 또는 경성 라미나 구조체와 관련해서 가요성 라미나 구조체일 것이다.

제1 층 및 제2 층은 라미나 구조체의 두께 방향으로 서로 대면하도록 배열되는 층일 수 있을 것이다. 제1 층 및 제2 층은 반드시 인접한 층일 필요는 없다. 외부 공동 및 내부 공동 외에, 라미나 구조체의 다른 구조 요소, 예를 들어 절연 재료가, 제1 층과 제2 층 사이에 끼워질 수 있을 것이다. 제1 층 및 제2 층은 보통 본질적으로 서로에 대해 평행하고 두께 방향에 대해 직교하게 연장할 것이다. 제1 층과 제2 층 사이의 거리는 두께 방향으로 측정될 수 있다. 제1 층 및/또는 제2 층이 동일한 평면에 있지 않고 볼록부(embossments) 및/또는 오목부(depressions)를 갖는 구조체인 경우에는, 층과 층 사이의 거리는 주어진 기준면(given reference plane)을 기준으로 하는 것을 의미한다. 실제의 구현에서는, 제1 층 및 제2 층은, 예를 들어 직물 층, 예를 들어, 외부 공동 및 내부 공동이 제1 층과 제2 층 사이에 끼어 있는, 내부 직물 층 및 외부 직물 층일 수 있을 것이다. 제1 층 및 제2 층은 제각기 내부 층 및 외부 층이라고 지칭될 수 있을 것이다. 의복에서 이용되는 직물에 대한 이 발명의 라미나 구조체의 용도에서는, 용어 "내부 층"은 착용자의 신체로 향하고 일반적으로 착용자의 피부에 가능한 한 가깝게 배열되는 층을 의미하는 반면에, 용어 "외부 층"은 착용자의 신체로부터 환경으로 멀어지는 방향으로 향하는 층을 의미한다.

증가하는 온도에 처해지면, 기체 발생제는 내부 공동 속에서 기체를 생성하기 시작할 것이고, 그러므로, 내부 공동 속에서의 기체 압력이 증가할 것이다. 내부 공동의 내측에서 기체 압력을 증가시키는 것은 내부 공동의 "팽창"을 초래한다. 팽창의 결과로서, 내부 공동은 자신의 두께를 증가시키며, 그럼으로써 제1 층과 제2 층 사이의 거리를 증가시킨다. 결과는 제1 층과 제2 층 사이에 "기체 함유 층"이 형성되는 것이며, 그것은 기체의 낮은 열 전도로 인해, 그리고, 제1 층과 제2 층 사이의 증가되는 거리로 인해, 효율적인 단열을 제공한다.

기체 발생제는, 제1 층과 제2 층 사이의 거리를 증가시키기 위해, 그리고 절연 체적을 증가시키기 위해, 제1 층과 제2 층을 서로로부터 멀어지게 이동시키는 "드라이버(driver)"이다. 온도에 따라, 기체 발생제는 불활성화 구성 및 활성화 구성을 가질 수 있을 것이다. 기체 발생제의 불활성화 구성에서는, 적응적 단열 구조체가 자신의 불활성화 조건에 있다. 적응적 단열 라미나 구조체의 활성화 조건은 기체 발생제의 구성의 변화에 의해 얻어진다. 기체 발생제는 액체, 고체, 또는 겔, 또는 그들의 조합의 어떤 것이든 될 수 있을 것이다. 기체 발생은, 물리적 변환(즉, 액체로부터 기체로 및/또는 고체로부터 기체로의 상 변화(phase transition) 및/또는 흡수된 기체의 방출)에 의해, 또는 화학적 변환(즉, 적어도 하나의 기체의 생성물을 방출하는 화학 반응)에 의해, 또는 그 조합에 의해 발생할 수 있을 것이다. 기체 발생제의 원하는 활성화 한계(activation threshold), 예를 들어 활성화 온도는, 기체 발생제를 적어도 두개의 화합물의 혼합물의 형태로 제공함으로써 적합하게 잘 조절될 수 있음이 밝혀져 있다. 예로서, 두개의 이상 액체를 혼합함으로써 원하는 비등 온도(boiling temperature)를 갖는 액체 기체 발생제(liquid gas generating agent)가 제공될 수 있다.

이 발명에 따르면, 외부 공동, 내부 공동, 및 기체 발생제는, 증가되는 온도에 처하면 자신의 체적을 증가시키는, 열적으로 활성화 되는 팽창성 복합 구조체(inflatable composite structure)를 형성한다. 이 발명은 그래서 증가되는 온도에 처하면 팽창성 물질의 거동을 모방하는 효과를 제공하지만, 팽창과 전혀 상이한 과정을 이용한다. 여기에서 기술되는 라미나 구조체에서는, 외부 공동, 내부 공동 및 기체 발생제는, 체적의 증가가 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 확연한 증가를 초래하는 방식으로 구성된다 그럼으로써, 본질적으로 공기 및/또는 기체에 의해 충전되는 절연 체적이 제1 층과 제2 층 사이에 생성된다. 증가하는 온도에 의해 간소한 고체 구조체로부터 다공성 고체 구조체로 구성을 변화시키는 알려진 팽창성 물질과 달리, 이 발명에 따른 "의사 팽창성(quasi-intumescent)" 복합 구조체는 더 낮은 온도에서의 비팽창 조건(uninflated condition)으로부터 더 높은 온도에서의 적어도 하나의 팽창 조건으로 자신의 구성을 변화시킨다. 발포 과정이 활성화 후에 시작되고 방대한 복수의 개별적 공동이 형성되는 결과를 갖는 알려진 팽창성 물질과 대조적으로, 이 발명은 불활성화 조건에서 예정된 기하학적 구조(predetermined geometry)가 이미 존재하는 공동을 제공한다. 활성화 후, 이 공동은 체적을 증가시키거나 및/또는 제1 층과 제2 층 사이의 거리를 증가시키도록 자신의 형상을 변화시킨다.

발명자는, 그러한 "의사 팽창성" 복합 라미나 구조체가, 자신의 활성화 온도 및 활성화 속도(즉, 온도가 활성화 온도에 도달되면 온도의 증가에 의해 단열 능력을 증가시키는 속도)라는 측면에서, 어떤 알려진 팽창성 물질보다도 훨씬 더 잘 조절되고 제어될 수 있다는 것을 발견했다. 또한, 활성화 조건으로부터 불활성화 조건으로, 원한다면 복수의 사이클로도, 시스템을 리셋하는 것을 허용하는, 가역적이기도 한 "의사 팽창성" 복합 라미나 구조체들이 생성될 수 있다는 것도 보여주었다.

불활성화 구성에서, 내부 공동 속에 포함될 수 있을 것인, 기체 발생제는, 예정된 제1 활성화 온도를 초과하는 내부 공동 속의 온도에 응답하여, 내부 공동 속에서 기체를 발생시켜, 제1 층과 제2 층 사이의 거리가 기체 발생제의 불활성화 구성에서의 제1 거리로부터 기체 발생제의 활성화 구성에서의 제2 거리로 증가하고, 그럼으로써, 자신의 활성화 구성에서의 기체 발생제가 내부 공동 속에 둘러싸일 것인 1차 활성화 조건에 도달하게 하기에 적합할 수 있을 것이다. 기체 발생제는 후속하는 2차 활성화 조건에서 외부 공동에 방출될 수도 있을 것이다.

활성화 온도는, 기체 발생제가 내부 공동 속에서 상당한 양의 기체를 생성하기 시작하고, 내부 공동 속의 기체 압력이 증가하기 시작하며, 내부 공동의 내측에서의 기체 압력의 그러한 증가가 내부 공동의 체적 증가("팽창")를 초래하는 온도인 것을 의미한다. 내부 공동의 그러한 팽창은 내부 공동을 둘러싸는 내부 엔빌로프의 형상을 변화시키며, 그럼으로써 외부 공동의 체적을 증가시키기도 할 것이다. 결과로서, 라미나 구조체의 두께 방향으로 외부 공동을 둘러싸는 마주하는 벽들의 거리는 증가할 것이고, 라미나 구조체가 자신의 1차 활성화/팽창 조건을 채택하는 것을 초래할 것이다. 일반적으로, 1차 활성화 조건으로 변화시키는 과정에 의해 라미나 구조체에서는 아무런 비가역적 구조 변화(irreversible structural change)도 발생하지 않았다. 특히, 내부 엔빌로프는 자신의 형상을 변화시켰을 수 있을 것이고, 예를 들어 적어도 한 방향으로 연신되었을 수 있을 것이지만, 1차 활성화 조건에서 자신의 물질 구조에서 비가역적으로 변화되는 것은 아니다. 그러므로, 1차 활성화 조건으로 이전된 후, 라미나 구조체는 가역적 방식으로 불활성화 조건으로 복귀될 수 있을 것이다.

1차 활성화 조건에서의 제1 층과 제2 층 사이의 제2 거리는 기체 발생제의 불활성화 구성에서의 제1 층과 제2 층 사이에서의 제1 거리보다 1㎜ 이상 더 멀 수 있을 것이다. 특정한 실시예들에서는, 제2 거리는 제1 거리보다 3㎜ 이상 더 멀 수 있거나, 또는 6㎜ 이상 더 멀 수도 있을 것이다.

라미나 구조체는, 내부 공동을 둘러싸고 있으며 외부 공동에 기체를 방출하여, 제1 층과 제2 층 사이의 거리가 1차 활성화 조건에서의 제2 거리로부터 2차 활성화 조건에서의 제3 거리로 증가하게 하기에 적합한, 내부 엔빌로프를 더 포함할 수 있을 것이다. 2차 활성화 조건은 일반적으로 엔빌로프가 내부 엔빌로프의 파열을 유발하기에 충분히 긴 시간 동안 증가되는 온도에 노출될 때 도달될 것이다. 내부 공동에서 온도가 증가함에 따라, 내부 공동 속의 기체 압력은 대응적으로 증가한다. 그러므로, 내부 엔빌로프는 내부 공동 속에서의 온도의 증가에 따라 증가되는 압력에 처해진다. 압력 하에서, 내부 엔빌로프를 이루는 재료 속에 응력이 생성될 것이며, 내부 엔빌로프의 재료는 응력에 의해 유도되는 변형에 처해지게 될 것이다.

내부 공동은 예정된 제2 활성화 한계를 초과하는 내부 공동 속에서의 온도에 응답하여 기체 발생제에 의해 생성되는 기체를 외부 공동 속으로 방출하기에 적합할 수 있을 것이다. 2차 활성화 한계는 내부 공동 내측의 온도 및 내부 엔빌로프가 내부 공동의 내측의 온도에 노출되는 시간에 의해 판단된다. 주어진 내부 공동 속의 온도에 대해, 내부 엔빌로프가 그러한 온도에 노출되는 시간은 예정된 한계 시간을 초과해야 한다. 내부 공동 속의 온도가 더 높을수록, 한계 시간이 더 짧을 것이다.

그러한 2차 활성화/체적 증가 조건에서, 외부 공동 속의 기체 압력은 증가하는 온도와 함께 증가하며, 제1 층과 제2 층을 서로로부터 더 멀리 이동시키는 것에 대응하여 외부 공동(내부 공동에 대해 독립적인)의 추가적 팽창을 유도한다. 그러한 과정에 의해, 제1 층과 제2 층 사이의 거리는 더 증가하고, 라미나 구조체의 단열 능력은 증가한다. 이 과정은 보통 비가역적일 것이다.

한 실시예에서는, 2차 활성화 조건에서의 제1 층과 제2 층 사이의 제3 거리는 기체 발생제의 불활성화 구성에서의 제1 층과 제2 층 사이의 제1 거리보다 6㎜ 이상, 어떤 실시예들에서는 15㎜ 이상까지도 더 멀 수 있을 것이다.

전형적인 실시예들에서, 라미나 구조체는 외부 공동을 둘러싸는 외부 엔빌로프를 더 포함할 수 있을 것이다. 그러한 외부 엔빌로프 및 내부 공동을 둘러싸는 내부 엔빌로프는 그럼으로써 엔빌로프 껍데기 구조체(envelope shell structure)를 형성한다. 엔빌로프 껍데기 구조체는 내부 공동의 체적 및 외부 공동의 체적이 둘 다 내부 엔빌로프의 내측의 기체 압력의 증가에 응답하여 증가하도록 구성될 수 있을 것이다.

바람직한 실시예에서는, 내부 엔빌로프는 내부 공동을 유밀 방식(fluid tight manner)으로 둘러싸도록 적응된다.

내부 엔빌로프는 라미나 구조체의 불활성화 조건에서 내부 공동 밖으로의 유체의 형태로의 기체 발생제의 누설을 방지하기 위한 방식으로 유밀적(fluid-tight)일 수 있을 것이다.

유체는 가해지는 전단 응력(applied shear stress) 하에서 흐르는 물질이다.. 유체는 물질 상의 서브셋(subset)이며, 액상(liquid phases), 기상(gaseous phases), 플라즈마(plasmas) 및 가소성 고상(plastic solid phases)을 포함하고 그들의 혼합물을 포함할 수 있을 것이다. 유체는 초임계 상(supercritical phase)인 것을 포함할 수도 있을 것이다. 그래서, 내부 엔빌로프는 기체 발생제가 자신의 불활성화 조건에 있으면 기체 발생제에 대해 본질적으로 불투과성(impermeable)인 것으로 간주된다.

제1 양태에 따른 내부 엔빌로프의 유밀성(fluid tightness)은 수개월 또는 수년까지도 되는 상당히 긴 기간에 관한 것이다. 제1 양태에 따른 유밀성을 시험하는 예시적 방법이 아래에 기술된다.

제2 양태에서, 내부 엔빌로프는 활성화 될 때의 기체 발생제로부터 발생되는 기체에 대해서도 유밀적일 수 있을 것이다. 라미나 구조체가 활성화 될 때 적어도 일시적으로 제공되는 그러한 유밀성은 기체 발생제의 심각한 손실이 없는 라미나 구조체의 활성화를 허용한다. 제2 양태에 따른 내부 엔빌로프의 유밀성이 더 양호할수록 가역적 기체 발생제를 갖는 라미나 구조체에 대해 얻어질 수 있는 활성화/비활성화 사이클의 수가 더 많을 것이다.

내부 엔빌로프가 적어도 부분적으로 신축성 또는 탄성 재료를 포함한다는 것은 불가피한 것은 전혀 아니다. 놀랍게도, 내부 엔빌로프가 기체 발생제의 활성화 구성에서 내부 공동 속에서 생성되는 기체 압력에 처해지는 것과 관련해서 비신축성 재료로 만들어지는 경우에도, 내부 엔빌로프의 충분히 큰 체적의 증가가 얻어질 수 있다. 내부 엔빌로프를 위해 비신축성 재료(non-stretchable material)를 이용하는 것의 이점은 다수의 활성화/비활성화 사이클 후에도 유밀 특성을 유지하게 하는 한층 더 견고한 재료들이 입수 가능하다는 것이다. 또한, 활성화 구성에서의 엔빌로프의 크기는 비신축성 재료에 의해 한층 더 제어 가능하다.

용어 "비신축성"은 내부 엔빌로프가 만들어지는 재료가 활성화 후에 내부 엔빌로프의 내측의 증가되는 기체 압력에 처해질 때 어떤 방향으로도 현저하게 길쭉해지지 않는다는 의미로 이해하여야 한다. 이것은 적어도 기체 발생제가 외부 공동에 방출되기 시작하는 2차 활성화 한계에 도달하기 전에 해당한다. 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 증가 및/또는 엔빌로프의 체적의 증가는 "평탄한 형상(flat shape)"으로부터 "볼록한 형상(convex shape)"으로의 내부 엔빌로프의 형상 변화의 결과일 수 있을 것이다. 그러한 형상 변화는 점점 더 많은 기체 발생제가 불활성화 구성으로부터 활성화 구성으로 변화함에 따라 생성되는 기체 압력 하에서 내부 엔빌로프의 주어진 표면적에 대해 내부 공동이 자신의 체적을 증가시키는 경향으로 인한 것이다. 이 과정은 내부 공동의 평균 "두께" 또는 "높이"의 증가를 초래하고, 그럼으로써 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 증가시킨다.

특정한 실시예에서, 내부 엔빌로프는 기체 발생제의 활성화 구성에서의 내부 공동 속의 온도 범위와 관련해서 내온도성 재료(temperature resistant material)로 만들어질 수 있을 것이다. 다시 말해서, 이것은 적어도 기체 발생제가 외부 공동에 방출되기 시작하는 2차 활성화 한계에 도달하기 전에 해당한다.

용어 "내온도성"은, 예정된 온도 증가에 의해, 예를 들어 예정된 시간 동안 10℃의 증가에 의해 활성화 온도보다 더 높은 부하 온도를 재료가 견딜 수 있다는 것을 명시하기 위한 것으로 이해된다. 일반적으로, 온도는 활성화 온도를 10℃ 초과하는 것이고, 시간은 1 분 이상이다. 요구되는 내온도성 특성은 라미나 구조체의 용도, 예를 들어 의복의 다른 층들에 대한 의복에서의 라미나 구조체의 위치에 의존한다. 더 많은 라미나 구조체가 열원을 향해 배치될수록, 더 높은 내온도성에 대한 요구가 있을 것이다. 한 실시예에서, 온도는 1 분 동안 활성화 온도를 적어도 10℃ 초과하는 것이다. 다른 한 실시예에서, 온도는 2 분 동안 활성화 온도를 50℃ 초과하는 것이다. 소방관 용도를 위해 선호되는 실시예에서, 온도는 2 분 동안 활성화 온도를 약 150℃ 초과하는 것이다.

내부 엔빌로프는 단일 조각으로 만들어질 수 있거나, 또는 서로 결합되는 몇 조각으로 만들어질 수 있을 것이다.

한 실시예에서, 하나 또는 몇 조각의 내부 엔빌로프는 서로에 대해 부착되는 복수의 내부 엔빌로프 층의 복합 구조체를 가질 수 있을 것이다. 한 실시예에서, 내부 엔빌로프는, 별개의 영역들에서 결합되거나 또는 그 영역들 전체에 걸쳐 결합되는, 서로 결합될 수 있을 것인 내부 엔빌로프 층들을 갖는 복합 구조체를 포함한다. 하나의 내부 엔빌로프 층은 서로의 위에 라미네이트(laminated) 되는 두개의 이상 층을 포함할 수 있을 것이다. 그러한 층진 구조체(layered structure)를 갖는 내부 엔빌로프에서는, 상기 층진 구조체의 적어도 한 층이 유밀성을 제공하고, 그래서 유밀 층을 형성하면 충분할 것이다.

다른 한 실시예에서, 엔빌로프 층(envelope layers)은 유밀의 단일 층(단층)으로 만들어질 수 있을 것이다. 상기 층은 용접 또는 아교풀에 의해 엔빌로프로 형성될 수 있을 것이다.

어떤 실시예들에서, 엔빌로프는 적어도 두개의 내부 엔빌로프 조각(envelope pieces)들로 만들어질 수 있을 것이다. 적어도 두개의 내부 엔빌로프 조각이 그 사이에서 내부 공동을 둘러싸도록 서로 결합될 수 있을 것이다. 그러한 구성에서, 바람직하게는 내부 엔빌로프 조각의 각각이 원하는 대로 유밀성을 제공하고, 두개의 인접한 내부 엔빌로프 조각의 각각이 유밀 방식으로 서로 결합된다. 유밀성은 불활성화 조건에서 제공되어야 하지만(위에서 유밀성의 제1 양태를 참조), 바람직하게는 유밀성은 활성화 조건에서도 유지되어야 한다(위에서 유밀성의 제2 양태를 참조). 바람직하게는, 엔빌로프의 유밀성은 복수의 활성화/비활성화 사이클 후에도 유지되어야 한다.

유밀 층을 형성하기 위해 다수의 재료가 이용될 수 있을 것인데, 재료는, 금속 또는 합금(알루미늄; 금; 철; 연강; 스테인리스 강; 철계 합금; 알루미늄계 합금; 황동), 중합체(폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP)과 같은 폴리올레핀; 폴리비닐클로라이드(PVC); 폴리스티롤(PS); 폴리에스테르(예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트 PET); 폴리탄산염; 폴리이미드; 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK); 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE); 폴리클로로트라이플루오로에틸렌(PCTFE); 에틸렌 클로로트라이플루오로에틸렌(ECTFE); 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)), 유리, 세라믹, 나노재료(유기적으로 개질된 세라믹, 예를 들어 오모서(ormocers^®)), 무기 유기 나노합성물)을 포함하지만 거기에 한정되는 것은 아니다. 유밀 층은, 원하는 유밀성을 얻기 위해, 위에서 언급한 재료 중 어떤 것, 또는 이러한 재료들의 어떤 조합으로든 되는 복수의 단일 층들로 형성될 수 있을 것이다. 일반적으로, 유밀 층은, 충분한 가요성을 갖기 위해, 2㎜ 이하의 두께로 얇을 것이다. 선호되는 실시예에서, 유밀 층은 1㎜ 미만의 두께를 갖는다.

예를 들어 캘린더링(calendering)에 의해, 유밀 층에 대해 적어도 한 면 상에서 추가적 밀폐층이 도포될 수 있을 것이다. 밀폐층은 열가소성 중합체(예를 들어 폴리우레탄(PU); PP; PE; 폴리에스테르)를 포함할 수 있을 것이다. 밀폐층은 유밀 층의 유밀성을 향상시킬 수 있을 것이며, 유밀 엔빌로프를 생성하기 위해 두개의 엔빌로프 조각을 서로 용접하게 할 수 있을 것이다. 유밀 층의 접착 특성을 향상시키기 위해, 예를 들어 코로나 방전, 플라즈마 방전, 프라이머(primer)에 의한 층 표면의 전처리(pretreatment)가 이용될 수 있다. 가능한 용접 방법은 열 밀폐(heat sealing), 초음파 용접(ultrasonic welding), 레이저 용접(laser welding) 및 마이크로파 용접(microwave welding)을 포함한다.

또다른 가능한 실시예에서, 열가소성 아교(thermoplastic glue), 실리콘(silicones), 접촉 접착제(contact adhesives), 반응성 아교 시스템(reactive glue systems)으로 만들어지는 하나 또는 복수의 아교 비드(glue bead)가 결합될 유밀 층의 표면 중 적어도 하나에 도포되고, 그 후, 다른 표면이 아교 비드에 부착된다.

예로서, 내부 엔빌로프는 금속/플라스틱 복합 재료로 만들어질 수 있을 것이다.

한 실시예에서는, 알루미늄/플라스틱 복합 재료가 내부 엔빌로프를 형성하기 위해 이용된다. 그러한 복합체는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 층, 알루미늄(Al) 층 및 폴리에틸렌(PE) 층을 포함할 수 있을 것이다. Al 층을 위한 합리적인 두께 범위는 4㎛와 25㎛ 사이이다. 그러한 복합체는 한 실시예에서는, Al 층이 적어도 12㎛의 두께를 가지면, 충분히 유밀적인 것으로 보여졌다. 이 발명의 또다른 실시예에서, Al 층은 하나 또는 하나 이상의 Al 시트를 포함할 수 있다. 하나 이상의 Al 시트인 경우에, 상기 시트들은 하나의 단일 Al 층을 형성하기 위해 서로에 대해 부착된다. 몇 장의 Al 시트의 부착은 Al 시트들을 서로 결합하기 위해 연속적인 접착성 중합체 시트(continuous adhesive polymer sheets)를 이용하여 이루어질 수 있을 것이다. 다른 한 실시예에서, Al 시트는 증착 과정을 이용하여 형성될 수 있다. 내부 엔빌로프를 생성하기 위해 특정한 영역에서 인접한 내부 엔빌로프 층들이 서로 유밀적으로 결합될 수 있는 밀폐층으로서 PE 층이 이용될 수 있을 것이다. PE 층의 두께는 20㎛와 60㎛ 사이일 수 있다. 바람직한 두께는 약 40㎛이다. 내부 엔빌로프의 외면의 원하는 특성을 제공하기 위한 덮개 층으로서 PET 층이 이용될 수 있을 것이다. 한 예에서는, 12㎛ 두께의 PET 층이 이용될 수 있을 것이다. 전에 기술된 바와 같은 복합 층 구조체는 독일의 회사인 코부시 센게발드 게엠베하(Kobusch-Sengewald GmbH)에 의해 얻어질 수 있을 것이다.

내부 엔빌로프를 형성하기 위한 다른 가능한 복합 층은,

PET/알루미늄/폴리프로필렌(밀폐층)(독일의 회사인 알렌 패키징 게엠베하(Alcan Packaging GmbH)로부터 상품명 Flexalcon^®으로 입수 가능한)으로 형성되는 층진 복합 구조체(layered composite structure), 및

PET/접착제/알루미늄/접착제/공중합체/폴리에틸렌(독일의 회사인 알렌 패키징 게엠베하(Alcan Packaging GmbH)로부터 상품명 Tubalflex^®로 입수 가능한)으로 형성되는 층진 복합 구조체를 포함하지만, 거기에 한정되는 것은 아니다.

한 실시예에서, 불활성화 구성에서 기체 발생제는 액체의 형태를 가질 수 있을 것이다. 그 경우에, 적응적 단열 라미나 구조체의 활성화 온도는 기체 발생제의 비등 온도에 대응할 수 있을 것이다.

다른 한 실시예에서, 고체 또는 겔은 기체 발생제로서 이용될 수 있을 것이다. 그러한 고체는 바람직하게는 큰 표면적을 제공하는 분말의 형태로 있다. 겔은 화학적 및/또는 물리적 결합 메커니즘(예를 들어, 공유 결합과 같은 화학적 메커니즘 또는 반데르발스 결합, 입체 결합 효과와 같은 물리적 메커니즘)에 따라 기능성 그룹들이 박혀 있는 화합물이다. 겔의 예는 하이드로겔이다. 겔은 한정된 고체 분율을 가질 수 있을 것이다. 엔빌로프의 유밀성의 요구로 인해 액체보다는 고체 또는 겔이 취급하기가 더 쉽다. 일반적으로, 기체는 화학 반응에 방출되며, 아래를 보라.

액체 기체 발생제 또는 고체 기체 발생제의 활성화는 물리적 변환, 즉, 기체로의 상 변화를 포함한다. 기체 발생제는 액체의 형태로 있을 수 있을 것이며, 그 후, 활성화에 의해 기체 발생제의 증발이 일어난다. 기상으로 승화될 수 있는 고체 기체 발생제를 이용하는 것도 가능하다.

온도의 증가 속도를 늦추기 위해 열적 에너지를 잠열(latent heat)로 변환하는 것은 원하지 않는다. 자세히 말하자면, 모든 열적 에너지를 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 증가로 변환하려는 것이다. 상변화가 잠열을 제공할 필요가 없는 경우에, 공동 속에서의 기체 생성은 신속하며, 그러므로 활성화 온도에서 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 신속한 증가가 달성될 수 있다. 이것은, 상당히 낮은 활성화 온도로 낮춰진 약 50℃에서 신속한 활성화 속도가 얻어질 수 있음이 밝혀져 있으므로, 낮은 활성화 온도에서 특히 양호하다. 의복에서는, 그러므로, 이 발명의 라미나 구조체는, 보통 가장 높은 온도, 예를 들어 화염 속에 노출되는, 의복의 외면에 가깝게 배치될 필요가 없다. 자세히 말하자면, 라미나 구조체를 의복이 내면에 대해, 즉 착용자의 피부를 향해 더 많이 배치하는 것이 가능하다. 그러한 배열은 이용되는 재료의 내열성에 관한 요구를 저감시킨다.

한 실시예에서, 기체 발생제는 전혀 크지 않은 증발 엔탈피(enthalpy of vaporization) 또는 승화 엔탈피(enthalpy of sublimation)를 가질 수 있을 것이다. 증발 엔탈피는 150 J/g 또는 훨씬 더 낮을 수 있을 것이다. 다른 한 실시예에서, 기체 발생제는 물리적 탈착 또는 화학 반응의 경우에 낮은 활성화 에너지를 가질 수 있을 것이다.

유체 기체 발생제의 경우에, 기체 발생제는 200℃ 미만의 비등 온도를 가질 수 있을 것이다. 특정한 실시예들에서, 30℃와 100℃ 사이, 바람직하게는 30℃와 70℃ 사이, 한층 더 바람직하게는 40℃와 60℃ 사이 및 가장 바람직하게는 45℃와 55℃ 사이의 비등 온도가 이용되고 있다. 특정한 실시예에서, 약 49℃의 비등점을 갖는 유체가 이용되고 있다. 그러한 유체의 예는, 1,1,1,2,2,4,5,5,5-노나플루오로-4-(트라이플루오로메틸)-3-펜타논 CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂₍"3M NOVEC^® 1230 Fire Protection Fluid"로서 입수 가능한)를 포함하는 유체이다.

어떤 실시예들에서, 다음의 특성 중 하나 이상을 갖는 유체 기체 발생제가 이용될 수 있을 것이다. 즉, 상온 미만의 액체 빙점(freezing point); 200℃ 초과의 비인화성 온도(non fla㎜able temperature) 또는 점화 온도(ignition temperature); 위험하지 않음; 독성이 없거나 또는 적어도 낮음; 낮은 오존 파괴 지수(ozone depletion potential); 낮은 지구 온난화 지수(global warming potential); 높은 화학적 안정도 및/또는 온도 안정도. 유체의 열적 분해가 발생하는 경우에, 그러한 열적 분해가 가역적인 것이 선호된다.

기체 발생제는 다음의 화합물 또는 그 혼합물을 포함하지만 거기에 한정되지는 않는 그룹으로부터 선택될 수 있을 것이다. 즉, 하이드로클로로플루오로카본; 하이드로플루오로폴리에테르; 하이드로플루오로에테르; 하이드로플루오로카본; 하이드로플루오로케톤 등. 일반적으로, 그러한 액체들은 열 교환기, 냉동, 공기 조화, 소방, 전자 산업에서의 청소/냉각 유체와 같은 용도에 이용된다.

상상할 수 있는 유체의 예는 다음과 같다. 즉, Galden^® HT55, Galden^®SV55 Galden^®ZV60 - 모두 솔베이 솔렉시스(Solvay Solexis)로부터 입수 가능한 -; Novec^® 1230 Fire Protection Fluid, Novec^® 649 Engineered Fluid, Novec^® HFE 7100, Novec^® HFE 7200, Novec^® HFE 7500 - 모두 쓰리엠(3M)으로부터 입수 가능한 -; Vertrel^® XF 2,3-다이하이드로디캐드플루로-펜탄 - 듀퐁(DuPont)으로부터 입수 가능한 -; Asahiklin^® AE, Asahiklin^® AK - 아사히 글라스 컴퍼니(Ashahi Glass Company)로부터 입수 가능한 -; Daikin HFC - 다이킨(Daikin)으로부터 입수 가능한 -.

또다른 실시예에서, 불활성화 구성에서의 기체 발생제는 액체, 겔 또는 고체의 형태를 가질 수 있을 것이며, 적응적 단열 라미나 구조체의 활성화 온도는 기체 발생제로부터 적어도 하나의 기체의 화합물의 방출을 초래하는 화학 반응의 활성화 에너지에 대응하는 온도일 것이다.

기체 발생제가 고체 또는 겔이면, 기상으로 방출되는 화합물을 생성하는 화학적 과정에 의해 활성화가 더 쉽게 달성될 수 있을 것이다. 기체의 반응 생성물을 생성하는 다수의 화학 반응이 알려져 있다. 예를 들자면, 겔 속에 박혀 있는 기체의 화합물의 방출; 소다 반응; 염화 암모늄으로부터 암모니아 및 염산의 방출이 있다. 기체의 화합물을 방출하기 위한 바람직한 화학 반응은, 활성화 온도에서 반응 속도의 매우 급격한 증가를 갖는 동역학, 및 신속한 반응 속도를 갖는다.

고체 상태의 기체 발생제는 바람직하게는 분말 물질 또는 입자 물질의 형태로 제공된다. 분말은 알갱이 크기를 갖는 입자로 이루어진다. 화학 반응에 들어가면, 적어도 하나의 기체의 생성물이 분말로부터 생성된다. 분말 형태의 기체 발생제를 이용하는 것은, 상대적으로 취급에 문제가 없다는 이점을 갖는다. 기체의 생성물은 바람직하게는 물에 용해할 수 없다.

기체 발생제가 고체 또는 겔이면, 기상으로 방출되는 화합물을 생성하는 화학적 과정에 의해 활성화가 더 쉽게 달성될 수 있을 것이다. 그러한 실시예에서, 적응적 단열 라미나 구조체의 활성화 온도는, 기체 발생제로부터 적어도 하나의 기체의 화합물의 방출을 초래하는 화학 반응의 활성화 에너지에 대응하는 온도일 것이다. 기체의 반응 생성물을 생성하는 다수의 화학 반응이 알려져 있다. 예를 들자면, 겔 속에 박혀 있는 기체의 화합물의 방출; 소다 반응; 염화 암모늄으로부터 암모니아 및 염산의 방출이 있다.

고체 기체 발생제의 예는 중탄산나트륨(NaHCO₃, "베이킹 소다", CAS-No 144-55-8이라고도 알려진) 분말이다. 55℃에서 시작해서, 중탄산나트륨은, 탄산나트륨(Na₂CO₃), 물(H₂O) 및 이산화탄소(CO₂)로 점진적으로 분해한다. 변환 속도는 증가하는 온도와 함께 증가한다. 즉,

2NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂.

중탄산나트륨뿐만 아니라, 중탄산나트륨을 포함하는 물질들의 혼합물도 상상할 수 있다.

분해 반응을 나타내는 기체 발생제 시스템의 또다른 예는, 가열 하에 암모니아(NH₃)와 이산화탄소(CO₂) 및 H₂O로 분해하는 탄산암모늄(NH₄)2CO₃; 및 HCN 및 H₂O로 분해하는 포름산 암모늄을 포함하는 기체 발생제이다.

다른 한 예는 암모니아(NH₃) 및 염산(HCl)으로 분해하는 염화 암모늄(NH₄Cl)을 포함하는 기체 발생제이다. 이 반응은 이론상으로 가역적이고 복수의 활성화/비활성화 사이클을 제공할 수 있을 것이다.

기체 발생제의 취급을 쉽게 하기 위해, 특히 내부 엔빌로프 또는 내부 엔빌로프 및 외부 엔빌로프를 포함하는 엔빌로프 구조체를 제조할 때, 내부 공동 속에 기체 발생제를 배치하는 것을 쉽게 하기 위해, 도우징 에이드(dosing aid)가 이용될 수 있을 것이다. 한 실시예에서, 내부 엔빌로프 또는 엔빌로프 구조체는 도우징 에이드를 포함할 수 있을 것이며, 도우징 에이드는 내부 공동 속으로 연장하고, 기체 발생제가 도포되는 부분을 가지며, 상기 부분은 내부 공동 속에 포함되어 있다. 기체 발생제는, 많은 경우에, 예를 들어 자신의 점성, 도산성(fugacity), 점착성으로 인해 및/또는 그것이 위험하기 때문에 취급하기 곤란한 물질일 수 있을 것이다. 그러한 경우들에서, 도우징 에이드를 이용하는 것은, 그것이 기체 발생제 단독보다 취급하기가 더 쉬우므로, 유용할 수 있다. 기체 발생제가 활성화 될 때, 내부 공동 속의 압력이 증가할 것이다. 기체 발생제가 그 후의 스테이지에서 비활성화 되어야 한다면, 비활성화 기체 발생제는 도우징 에이드에 의해 적어도 부분적으로 수집될 수 있을 것이다. 그러나, 이것은 불가피한 것은 전혀 아니다. 기체 발생제가 자신의 비활성화 구성으로 복귀되면, 기체 발생제가 도우징 에이드로부터 분리되어 내부 공동 속에 포함될 것임을 상상할 수 있다.

도우징 에이드는 기체 발생제의 불활성화 구성에서 기체 발생제를 흡수할 수 있을 것인 재료로 만들어질 수 있다. 대안적으로, 도우징 에이드는 기체 발생제의 불활성화 구성에서 기체 발생제를 흡수할 수 있을 것인 재료로 만들어질 수 있을 것이다. 일반적으로, 기체 발생제를 흡수하는 도우징 에이드는, 기체 발생제가 도우징 에이드의 구조 속에 안전하게 포함되므로, 제조 중에 기체 발생제의 취급을 더 양호하게 한다. 그러나, 기체 발생제의 탈착이 방해 받거나 또는 적어도 지연되는 일이 일어날 수 있을 것이다. 그러한 경우들에서는, 기체 발생제가 표면에만 들러붙는 도우징 에이드가 유리할 수 있을 것이다.

한 실시예에서, 내부 공동을 둘러싸는 내부 엔빌로프에 의해 도우징 에이드가 안전하게 둘러싸일 수 있도록, 도우징 에이드는 기체 발생제의 불활성화 구성에서 내부 공동보다 더 작을 수 있을 것이다.

또다른 실시예에서는, 도우징 에이드가 엔빌로프의 재료와 서로 용접되어 있다. 그러한 경우에, 도우징 에이드는 내부 엔빌로프의 재료와 서로 용접되어 있는 유밀 밀폐부의 형성을 지원할 수 있는 재료로 만들어질 수 있을 것이다. 도우징 에이드의 그러한 구성은, 그 것이 유밀 밀폐부를 형성하기 위해 서로 결합되어야 하는 층들 사이에 도우징 에이드가 끼워지고, 그러한 층들과 서로 용접되게 하므로, 유리하다. 예로서, 도우징 에이드는 용접 가능한 도우징 에이드 층을 형성하는 시트로서 제공될 수 있을 것이다.

한 실시예에서, 내부 엔빌로프는 내부 공동을 내부 제1 서브 공동 및 내부 제2 서브 공동으로 분리하는 중간 층을 포함할 수 있을 것이다. 그러한 중간 층은 유밀 재료로 만들어질 수 있을 것이고, 내부 엔빌로프의 재료와 함께 용접되면 유밀 밀폐부의 형성을 지원하도록 구성될 수 있을 것이다. 기체 발생제는 중간 층의 한 면 또는 양면에 도포될 수 있을 것이다.

또다른 실시예에서는, 내부 엔빌로프 클러스터가 제공될 수 있을 것이며, 그러한 엔빌로프 클러스터는 서로 결합되는 적어도 두개의 내부 엔빌로프에 의해 형성된다. 그러한 내부 엔빌로프 클러스터는, 기체 발생제가 활성화 되면 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 증가를 허용한다. 이것은 특히 내부 엔빌로프들이 자신들의 측단부에서 서로 결합되는 구성을 유지한다. 라미나 구조체의 단열 능력의 증가는 그러한 내부 엔빌로프 클러스터를 제공함으로써 매우 효율적으로 향상될 수 있다. 대안적으로, 활성화 후에 단열 능력의 원하는 증가를 달성하기 위해, 라미나 구조체의 더 작은 표면적을 덮는 내부 엔빌로프가 이용될 수 있다. 그럼으로써, 라미나 구조체의 통기성이 효율적으로 증가될 수 있다.

라미나 구조체는 복수의 내부 공동을 포함할 수 있을 것이며, 내부 공동의 각각은 제각각의 내부 엔빌로프에 의해 감싸질 수 있을 것이다. 바람직하게는 내부 엔빌로프의 각각은 유밀적이다. 그러한 배열에서, 내부 엔빌로프는 서로에 대해 거리를 두고 서로에 대해 바로 옆에 배열될 것이다.

그러한 배열은, 특히 내부 엔빌로프 자체가 수증기 투과성(water vapor permeable)이 아닌 경우에, 라미나 구조체의 통기성(breathability)을 제공한다. 자세히 말하자면, 내부 엔빌로프들 사이의 공간에 의해 통기성이 유지된다. 그러한 공간들은 적어도 라미나 구조체의 불활성화 조건에서 형성된다.

내부 엔빌로프들이 팽창만 되고 사실상 자신들의 표면적을 증가시키지는 않으므로, 활성화 조건에서, 내부 엔빌로프들 사이의 공간은 바람직하게는 그다지 수축하지 않는다. 그러므로, 라미나 구조체의 활성화 조건에서도 통기성은 유지된다.

내부 엔빌로프는 패드 또는 칩의 형태를 가질 수 있을 것이며, 패드 또는 칩은 불활성화 조건에서 평탄하고 활성화 조건에서 팽창된 베개의 형상으로 형상을 변화시킨다.

여기에서 이용되는 바로서 통기성은, 층 또는 구조체의 한 면으로부터 다른 면으로 수증기를 이동시킬 수 있는, 층 또는 구조체, 예를 들어 엔빌로프 또는 라미나 구조체의 특성, 또는 그러한 라미나 구조체를 포함하는 직물 또는 의복의 특성을 명시하는 것으로 이해된다. 실시예들에서, 층 또는 구조체는, 적어도 하나의 수밀층 및 수증기 투과성(통기성) 기능성 층을 포함해서, 수밀적(water-tight)일 수 있을 것이다. 한 실시예에서, 제1 층 및/또는 제2 층은 상기 기능성 층을 포함한다. 다른 한 실시예에서는, 상기 기능성 층이 라미나 구조체의 추가적 층을 형성한다.

기능성 층은, 적합한 막, 예를 들어 확장된 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 만들어진 미세 다공성 막(microporous membranes)을 이용하여 실현될 수 있다.

여기에서 이용되는 바로서, 용어 "수증기 투과성 층" 또는 "통기성 층"은 층 또는 상기 라미나 구조체 또는 층진 복합체(layered composite)를 통한 수증기 전달을 보장하는 어떤 층이든 포함할 것을 의도한다. 층은 여기에서 기술되는 바와 같은 섬유 층(textile layer) 또는 기능성 층(functional layer)일 수 있을 것이다. 기능성 층은 30(㎡Pa)/W 미만의 수증기 관류 저항(Ret)으로서 측정되는 수증기 투과성을 가질 수 있을 것이다.

수증기 관류 저항 또는 증발 관류 저항(Ret)(resistance-evaporation-transmission)은, 일정한 분압 기울기 하에서 주어진 영역을 통한 잠재적 증발 열 플럭스(latent evaporation heat flux)를 판단하는 시트형 구조체 또는 복합체의 구체적 재료 특성이다. 이 발명에 따른 라미나 구조체, 직물 복합, 섬유 층 또는 기능성 층은, 150(㎡Pa)/W 미만의 수증기 관류 저항(Ret)을 가지면, 수증기 투과성인 것으로 간주된다. 기능성 층은 바람직하게는 30(㎡Pa)/W 미만의 Ret를 갖는다. 수증기 투과성은 ISO EN 11092(1993)에 따라 측정된다.

여기에서 이용되는 바로서, 용어 "기능성 층"은, 공기 침투에 대한 및/또는 광범위한 다른 기체들의 침투에 대한 배리어, 예를 들어 기체 화학적 도전(gas chemical challenges)을 제공하는, 필름, 막 또는 코팅을 의미한다. 그러므로, 기능성 층은 공기 불투과성 및/또는 기체 불투과성이다. 기능성 층은, 이 특정한 실시예에서는, 공기 불투과성이지만, 다른 용도에서는 그것이 공기 투과성일 수 있을 것이다.

또다른 실시예에서는, 기능성 층이 액체 물 침투에 대해, 그리고 이상적으로는 광범위한 액체 화학적 도전에 대해 배리어를 제공하기도 한다. 층은, 그것이 적어도 0.13 bar의 압력에서 액체 물 침투를 방지하면, 액체 불투과성이라고 간주된다. 물 침투 압력은 ISO 811(1981)과 관련해서 기술되는 동일한 조건에 근거해서 기능성 층의 시료 상에서 측정된다.

기능성 층은, 한 실시예에서는, 하나의 이상 층을 포함할 수 있을 것이며, 기능성 층은 공기 불투과성이지만 수증기 투과성(통기성) 특성을 제공하기 위한 수증기 투과성 및 공기 불투과성 막이다. 바람직하게는, 막이 액체 불투과성, 적어도 물 불투과성이기도 하다.

여기에서 이용하기 위한 적합한 물 불투과성 및 수증기 투과성 가요성 막이, 다공성 확장된 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 재료를 개시하는 미국 특허 3 953 566호에 개시되어 있다. 확장된 다공성 PTFE는 원섬유(fibril)들에 의해 상호 연결되는 노드(node)를 특징으로 하는 미세 구조체를 갖는다. 원한다면, 미국 6 261 678의 소수성(hydrophobic) 및/또는 소유성(oleophobic) 코팅 재료로 확장된 PTFE를 코팅함으로써 물 불투과성이 향상될 수 있을 것이다.

물 불투과성 및 수증기 투과성 막은, 큰 분자량의 미소 다공성 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, 미소 다공성 폴리우레탄 또는 폴리에스테르와 같은 미소 다공성 재료, 또는 폴리우레탄 또는 폴리에스테르와 같은 친수성 모놀리식 중합체, 예를 들어 폴리에테르 폴리우레탄 또는 폴리에테르 폴리에스테르일 수도 있을 것이다.

특정한 실시예에서는, 라미나 구조체 및/또는 내부 엔빌로프가 가역적 변화하도록 구성될 수 있을 것이다. 그러한 실시예에서, 기체 발생제는, 제각각의 온도 변화에 응답하여 분해하거나 또는 증발하도록 그리고 재조합하거나 또는 다시 응축하도록 구성된다. 활성화 사이클에서, 온도의 증가에 응답하여, 제1 층과 제2 층 사이의 거리는 제1 거리(기체 발생제의 불활성화 구성에서)로부터 제2 거리(기체 발생제의 활성화 구성에서)로 증가할 것이다. 비활성화 사이클에서, 온도의 감소에 응답하여, 제1 층과 제2 층 사이의 거리는 제2 거리(기체 발생제의 활성화 구성에서)로부터 제1 거리(기체 발생제의 불활성화 구성에서)로 감소할 것이다. 활성화 사이클 플러스 비활성화 사이클의 그러한 순서는 여러 번 반복될 수 있을 것이다.

내부 엔빌로프는, 온도가 라미나 구조체의 2차 활성화 조건으로의 변화를 위한 한계의 미만에 유지되는 한, 활성화 후에 파열하려는 것이 아니다. 그럼으로써, 적어도 불활성화 조건으로부터 1차 활성화 조건으로의 활성화 과정은 이론상으로 가역적이고, 여러 번 반복될 수 있을 것이다. 이것은 이론상으로 가역적이고 방출되는 기체 생성물이 내부 공동 내에 유지되는 기체 발생 과정을 요구한다(즉, 방출되는 기체와 관련해서 내부 엔빌로프가 적어도 일시적으로 기밀적이어야 한다). 가역적 기체 발생 과정을 위한 전형적인 예는 기체 발생제의 물리적 상 변화(순수 화합물의 형태로 또는 혼합물의 형태로), 또는 승화 과정, 예를 들어 요오드의 승화이다. 가역적 기체 발생 과정을 위한 다른 한 예는 예를 들어 염화 암모늄의 가역적 분해이다.

바람직하게는, 라미나 구조체 및/또는 내부 엔빌로프는 가요성이고 "자기 회복 능력(self-recovering capability)"을 갖는다. 그럼으로써, 비활성화 사이클에서, 내부 엔빌로프는 자신의 원래의 형상, 즉 기체 발생제의 활성화가 시작되기 전의 자신의 형상을 자동으로 회복한다. 이 과정을 지원하기 위한 어떤 기계적 동작도 필요하지 않다. 내부 엔빌로프의 "자기 회복 능력(self-recovering capability)"은 주로 내부 엔빌로프의 유밀성에 의해 지원된다. 비활성화 사이클에서, 기체 발생제는, 기상으로부터 액상으로의 변환에 들어가면, 일반적으로 자신의 밀도를 증가시킬 것이다. 그러므로, 기체 발생제는 활성화 구성에서보다 불활성화 구성에서 훨씬 더 작은 체적을 점유할 것이다. 비활성화 사이클 중에 내부 엔빌로프 속으로 흐르는 공기가 없으면, 기체 발생제의 변환은 내부 엔빌로프가 최소 체적의 공동을 둘러싸는(평탄한) 형상으로 내부 엔빌로프의 수축을 유도할 것이다. 그러한 과정에 의해, 제1 층과 제2 층 사이의 거리도 기체 발생제의 불활성화 구성에서 원래의 거리로 복귀할 것이다.

위에서 개략적으로 설명한 바와 같이, 라미나 구조체의 구성은 가열되면 활성화 될 수 있는, 제각각의 내부 엔빌로프에 의해 둘러싸인 거시적 내부 공동(macroscopic inner cavities)의 제공을 허용한다. 그러한 내부 엔빌로프는 "베개" 또는 "포켓"의 형태를 가질 수 있을 것이다. 내부 엔빌로프는 기체 발생제의 불활성화 구성에서 1㎜ 이상의 측면 치수를 가질 수 있을 것이다. 특정한 실시예들에서, 내부 엔빌로프는 5㎜ 이상, 바람직하게는 15㎜ 이상의 측면 치수를 가질 수 있을 것이다. 일반적으로, 내부 엔빌로프는 1㎜ 미만의 두께 치수를 가질 수 있을 것이다. 이 문맥에서 이용되는 바로서, 측면 치수는 폭/길이 평면에서, 즉 두께 방향에 직교하는 평면에서 내부 엔빌로프의 최소 치수를 지칭하며, 그 것은 일반적으로 기체 발생제의 불활성화 구성에서 내부 엔빌로프의 단연코 최소 치수이다. 그러므로, 측면 치수는 기본적으로 기체 발생제의 활성화 구성에서 내부 엔빌로프가 도달할 수 있는 두께의 최대 증가를 한정한다. 복수의 그러한 평탄한 내부 엔빌로프는, 라미나 구조체의 높은 통기성을 허용하고 그러므로 착용자를 위해 더 높은 안락감 레벨을 허용하는, 평탄한 라미나 구조체를 형성하기 위해 이용될 수 있을 것이다(위에서 기술된 바와 같이).

체적 증가라는 측면에서 표현하자면, 기체 발생제의 활성화 구성에서, 내부 공동은, 기체 발생제의 불활성화 구성에서의 체적에 대해 10과 1000 사이의 체적 증가를 가질 수 있을 것이다. 바람직하게는, 체적 증가는 40을 초과할 수 있을 것이다.

또다른 실시예들에서는, 라미나 구조체가 외부 공동을 둘러싸는 외부 엔빌로프를 포함할 수 있을 것이고, 내부 엔빌로프는 외부 엔빌로프 내에 배치되어 있다.

한 실시예에서는, 외부 공동이 반투과성 외부 엔빌로프에 의해 둘러싸일 수 있을 것이다. 외부 엔빌로프는 적어도 하나의 기능성 층 또는 기능성 라미네이트를 포함할 수 있을 것이다.

여기에서 이용되는 바로서, 용어 "반투과성"은, 한편으로는, 수증기와 같은 극성(친수성) 기체에 대해 투과성이고, 다른 한편으로는, 적어도 일시적으로 기체 불투과성인, 외부 엔빌로프 및 외부 엔빌로프를 이루는 재료를 지칭한다. 기체 불투과성은, 적어도, 기체 발생제가 지신의 구성을 불활성화 구성으로부터 활성화 구성으로 변화할 때, 기체 발생제에 의해 생성되는 기체들 중 적어도 하나에 대한 불투과성을 의미한다.

적어도 일시적으로 기체 불투과성이라 함은, 외부 엔빌로프가, 원하는 시간 동안, 그리고 기체 발생제가 자신의 구성을 활성화 구성으로 변화할 때 기체 발생제에 의해 생성되는 기체들 중 적어도 하나와 관련해서 기체 억류 능력을 갖는 것을 암시한다. 특정한 실시예들에서, 외부 엔빌로프는 CO₂, N₂, O₂와 같은 비극성 기체(unpolar gas)들에 대해 불투과성이다.

바람직하게는, 외부 엔빌로프는, Genuine Gurley Densometer Model 4340 Automatic Densometer에 의해 측정되는 500초 이상, 바람직하게는 1500초 이상의 걸리넘버(Gurleynumber)를 갖는 기체 불투과성 재료로 만들어진다. 걸리(Gurley) 공기 유동 시험은 4.88인치(124㎜)의 수압에서 100 cc의 공기가 재료의 1 평방인치 시료를 통해 흐르는 시간을 초로 측정한다.

한 실시예에서는, 외부 엔빌로프가 수증기 투과성이고, 적어도 일시적으로 기체 불투과성이다.

특히, 외부 엔빌로프는, 내부 공동의 내측 및/또는 외부 공동의 내측의 기체 압력의 증가에 응답하여, 외부 공동의 체적이 증가하도록 구성될 수 있을 것이다. 수증기 투과성 또는 통기성 엔빌로프에 의해 둘러싸인 외부 공동은 외부 공동에 의해 덮인 전체 영역에 걸쳐 라미나 구조체의 통기성을 유지한다. 이것은, 기체 발생제가 자신의 불활성화 구성에 있을 때의 라미나 구조체의 불활성화 조건뿐만 아니라, 기체 발생제가 자신의 활성화 구성에 있을 때의 라미나 구조체의 활성화 조건에도 해당한다. 이렇게, 라미나 구조체의 전체 영역이, 라미나 구조체의 통기성의 심각한 손실 없이 하나의 외부 엔빌로프 또는 복수의 외부 엔빌로프에 의해 덮일 수 있을 것이다. 통기성은, 그러한 내부 엔빌로프가 비통기성 재료(non-breathable material)로 만들어진 경우에, 라미나 구조체가 내부 엔빌로프에 의해 덮여 있는 영역들에서만 영향을 받을 것이다.

용어 "통기성"/"수증기 투과성" 및 "기능성 층"/"기능성 라미네이트"의 정의에 관해서는, 위에서의 상세한 해설을 참조하라.

외부 엔빌로프는 적어도 일시적으로 기체 불투과성이다. 기체 불투과성은, 적어도, 기체 발생제가 지신의 구성을 불활성화 구성으로부터 활성화 구성으로 변화할 때, 즉 온도가 활성화 온도 이상으로 증가할 때, 기체 발생제에 의해 생성되는 기체들 중 적어도 하나에 대한 불투과성을 의미한다. 적어도 일시적으로 기체 불투과성은, 외부 엔빌로프가, 기체 발생제의 활성화에 의해 발생되는 기체를, 예를 들어 화염의 섬락의 이벤트에서처럼 높은 온도 이벤트의 예상 기간보다 더 긴 시간 동안 내부 공동 및/또는 외부 공동 내에 유지할 수 있음을 명시하려는 것이다.

방염성 재료(flame resistant materials)는 국제 표준 DIN EN ISO 14116(2008)에서 명시되어 있다. EN ISO 15025(2003)는 재료의 방염성을 평가하기 위한 시험 방법을 명시한다. DIN EN ISO 14116(2008)에 따르면, 상이한 레벨의 방염성이 명시되어 있다. 예로서, 소방관의 의복을 위해 이용되는 방염성 재료는, DIN EN ISO 14116(2008)에서 레벨 3를 위해 명시된 시험 절차를 통과할 것이 요구된다. 다른 용도를 위해서는, 레벨 1 및 레벨 2를 위해 명시된 바와 같은 덜 엄격한 기준이 충분할 수 있을 것이다.

외부 엔빌로프에서 이용하기에 적합한 물 불투과성 및 수증기 투과성 가요성 막은, 예를 들어, 다공성 확장된 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE) 재료를 개시하는 미국 특허 3,953,566호에 개시되어 있다. 확장된 다 공성 PTFE 재료는 원섬유들에 의해 상호 연결되는 노드를 특징으로 하는 미세 구조체를 갖는다. 원한다면, 미국 6 261 678에 기술된 소수성 및/또는 소유성 코팅 재료로 확장된 PTFE를 코팅함으로써 물 불투과성이 향상될 수 있을 것이다.

물 불투과성(water impermeable) 및 수증기 투과성(water vapor permeable) 막은, 큰 분자량의 미소 다공성 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, 미소 다공성 폴리우레탄 또는 폴리에스테르와 같은 미소 다공성 재료, 또는 폴리우레탄 또는 폴리에스테르와 같은 친수성 모놀리식 중합체, 예를 들어 폴리에테르 폴리우레탄 또는 폴리에테르 폴리에스테르일 수도 있을 것이다.

또다른 실시예에서, 제1 층 및/또는 제2 층은 상기 기능성 층을 포함할 수 있을 것이다. 다른 한 실시예에서는, 기능성 층이 라미나 구조체의 추가적 층을 형성할 수 있을 것이다.

기능성 층은, 예를 들어 미국 4 194 041에 기술되는 바와 같은 라미네이트 재료로 만들어질 수 있을 것이다.

또다른 실시예에서는, 외부 엔빌로프는 수분 흡수성(water absorbing) 재료를 포함할 수 있을 것이다. 특히, 외부 엔빌로프는 수분 흡수 특성을 갖는 재료로 만들어질 수 있다. 수분 흡수성 재료는 물 분자를 자신의 구조체 속에 흡수하는 능력을 갖는다. 물 분자(수증기)는 재료의 전반에 걸친 수증기의 분압의 차이의 경우에 그러한 재료 속에 스며들 수 있을 것이다. 그러므로, 그러한 재료는 포괄적으로 통기성이다. 그러나, 수증기 투과성에도 불구하고, 그러한 수분 흡수성 재료는 그러한 재료가 자신의 구조체 속에 물 분자가 아닌 다른(기체의) 분자를 흡수할 수 없는 경우에는 기체에 대해 불투과성일 것이다. 기체 불투과성은 물 분자가 아닌 다른 광범위한 분자에 대해 주어질 수 있거나, 또는 다수의 분자들에 대해서 선택적으로만 주어질 수 있을 것이다. 한 실시예에서, 친수성(극성) 기체(예를 들어 수증기) 재료에 대해 투과성이 있고, 비극성 기체(CO₂, N₂, O₂, 등)에 대해 더 낮은 투과성이 있다.

외부 엔빌로프를 위해 수분 흡수성 재료를 이용하는 것은 수증기 투과성을 유지하는 것을 허용하지만, 기체 발생제의 활성화 후에 생성되는 기체에 괸해서는 기체 불투과성을 제공한다.

수증기 투과성 및 수분 흡수성 재료에 대한 다른 한 예는 폐쇄 셀 미세 다공성 재료(closed cell microporous material)이다.

위에서 명시된 바와 같이, 수분 흡수성 재료를 위한 한 예는 폴리우레탄(PU)이다.

또다른 실시예들에서는, 외부 엔빌로프는 신축성 재료 또는 탄성 재료를 포함할 수 있을 것이다. 외부 엔빌로프는 신축성 재료 또는 탄성 재료로 만들어질 수도 있을 것이다. 신축성은 외부 엔빌로프가 활성화 후에 증가되는 기체 압력에 처해 있을 때 적어도 하나의 방향으로 길쭉할 수 있다는 것을 의미하는 것으로 이해하여야 한다. 특히, 재료는, 그러한 재료의 층 또는 구조체, 예를 들어 엔빌로프 층 또는 엔빌로프 부분이, 200㎜/min의 변형률로 측정될 때 EN-ISO 527-1,2,3(1996)에서 정해진 명세에 따라 적어도 50% 이상의 파열의 변형을 달성하면, 신축성인 것으로 간주될 수 있을 것이다.

이 발명에 따르면 외부 엔빌로프의 적어도 부분은 신축성 재료로 만들어질 수 있을 것이다.

활성화 후에 외부 엔빌로프를 적어도 하나의 방향으로 연신함으로써, 활성화 후의 제1 층 및 제2 층의 한층 더 긴 분리가 제공될 수 있을 것이다.

연신 외에, 외부 엔빌로프는, 제1 층과 제2 층 사이의 거리를 증가시키기 위해, 활성화 후에 "평탄한 형상"으로부터 "볼록한 형상"으로 자신의 형상을 변화시킬 수 있을 것이다. 그러한 형상 변화는 점점 더 많은 기체 발생제가 불활성화 구성으로부터 활성화 구성으로 변화함에 따라 생성되는 기체 압력 하에서 외부 엔빌로프의 주어진 표면적에 대해 공동이 자신의 체적을 증가시키는 경향으로 인한 것이다. 이 과정은 외부 공동의 평균 "두께" 또는 "높이"의 증가를 초래하고, 그럼으로써 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 증가시킨다. 외부 엔빌로프는 패드 또는 칩의 형태를 가질 수 있을 것이며, 패드 또는 칩은 불활성화 조건에서 평탄하고 활성화 조건에서 팽창된 베개의 형상으로 형상을 변화시킨다.

이론상으로, 외부 엔빌로프는 단일의 조각으로 만들어질 수 있을 것이지만, 대부분의 경우에, 서로 결합되는 몇 조각으로 만들어질 것이다.

한 실시예에서, 외부 엔빌로프는 서로 부착되는 복수의 외부 엔빌로프 층으로 된 복합 구조체를 가질 수 있을 것이다. 한 실시예에서, 외부 엔빌로프 층은, 별개의 영역에서 결합되거나 또는 그 전체 영역에 걸쳐 결합되는 라미네이션(lamination)에 의해 서로 결합될 수 있을 것이다. 두개의 이상 층이 서로 위아래로 라미네이트 될 수 있을 것이다. 그러한 층진 구조체를 갖는 외부 엔빌로프에서, 상기 층진 구조체의 각각의 층은 수증기 투과성을 제공한다. 층 중 적어도 하나가 여기에서 정의된 바와 같은 기체 불투과성을 제공하면, 일반적으로 충분하다.

어떤 실시예들에서, 외부 엔빌로프는 적어도 두개의 외부 엔빌로프 조각들로 만들어질 수 있을 것이다. 적어도 두개의 외부 엔빌로프 조각이 그 사이에서 공동을 둘러싸도록 서로 결합될 수 있을 것이다. 그러한 구성에서, 바람직하게는 외부 엔빌로프 조각의 각각이 수증기 투과성 및 기체 불투과성을 제공한다.

한 실시예에서, 외부 엔빌로프는 적어도 제1 외부 엔빌로프 층 및 제2 외부 엔빌로프 층으로 만들어질 수 있을 것이며, 시트형 재료의 각각은 위에서 기술된 바와 같이 반투과성이다. 이러한 두개의 외부 엔빌로프 층은, 외부 공동이 외부 엔빌로프 층에 의해 둘러싸이도록, 폐쇄 루프(closed loop)를 형성하는 밀폐 구조체를 따라 서로 결합될 수 있을 것이다. 각각의 외부 엔빌로프 층은 단층 구조체(monolayer structure)를 가질 수 있을 것이지만, 기술되는 바와 같이 서로 위아래로 라미네이트 되는 복수의 층으로 만들어지는 복합 라미네이트 구조체를 가질 수도 있거나, 또는 제1 엔빌로프 층은 단층 구조체를 가질 수 있을 것이고, 제2 엔빌로프 층은 복합 라미네이트 구조체를 가질 수 있을 것이다.

제1 외부 엔빌로프 층 및 제2 외부 엔빌로프 층은, 상이한 구역에서 상이한 특성을 갖는 외부 엔빌로프를 제공하면서, 상이한 재료로 만들어질 수 있다. 한 예에서, 외부 엔빌로프는 상이한 재료로 된 두개의 엔빌로프 층으로 만들어질 수 있고, 제1 외부 엔빌로프 층은 본질적으로 비신축성 재료로 만들어지며, 제2 외부 엔빌로프 층은 신축성 재료로 만들어진다. 기체 발생제의 활성화 구성에서, 내부/외부 공동에서 발생되는 압력 하에서, 주로 제2 외부 엔빌로프 층이 확장할 것이며, 즉 적어도 하나의 방향으로의 연신에 의해 그 표면적을 연장하는 반면에, 제1 외부 엔빌로프 층은 어떤 방향으로든 현저하게 연신하지는 않을 것이다. 그러한 구성에서, 제2 외부 엔빌로프 층은 라미나 구조체의 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 증가를 제공하며, 그럼으로써, 한편으로는 두꺼운 절연 체적을 제공할 것이다. 다른 한편으로는, 제1 외부 엔빌로프 층은 치수 안정성을 제공할 것이며, 그래서 여기에 기술되는 바와 같은 라미나 구조체를 포함하는 직물은, 그것들이 어떤 긴급 이벤트(예를 들어, 화재 섬락)를 발생함에 따라, 매우 높은 온도에 처해질 때에도 자신의 형상 및 크기를 유지할 것이다. 또한, 외부 엔빌로프의 팽창의 방향이 특히 잘 조절될 수 있다.

예로서, DIN EN 469(2007)는, 화재 보호성 직물이 오븐 속에서 180℃에 처해질 때 3%를 초과해서 수축하지 않는 보호성 소방관의 의복을 요구한다. 그러한 요구는 외부 엔빌로프가 활성화 후 자신의 표면을 증가시키는 적어도 하나의 외부 엔빌로프 층을 포함하는 경우에 충족될 수 있다. 의복의 한 실시예에서는, 착용자의 신체에 더 가까이에 있는 외부 엔빌로프 층은 신축성 재료로 만들어질 수 있는 반면에, 착용자의 신체로부터 멀어지는 방향으로 향하는 외부 엔빌로프 층은 비신축성 및 낮은 수축성 재료로 만들어질 수 있다.

특정한 실시예에서, 외부 엔빌로프는 기체 발생제의 활성화 구성에서의 외부 공동 속의 온도 범위와 관련해서 내온도성 재료로 만들어질 수 있을 것이다.

외부 엔빌로프 재료와 관련해서 용어 "내온도성"은, 예정된 온도 증가에 의해, 예를 들어 예정된 시간 동안 10℃의 증가에 의해 제2 활성화 온도보다 더 높은 부하 온도를 재료가 견딜 수 있다는 것을 명시하기 위한 것으로 이해된다. 일반적으로, 온도는 제2 활성화 온도를 10℃ 초과하는 것이고, 시간은 1 분 이상이다. 요구되는 내온도성 특성은 라미나 구조체의 용도, 예를 들어 의복의 다른 층들에 대한 의복에서의 라미나 구조체의 위치에 의존한다. 더 많은 라미나 구조체가 열원을 향해 배치될수록, 더 높은 내온도성에 대한 요구가 있을 것이다. 한 실시예에서, 온도는 1 분 동안 활성화 온도를 적어도 10℃ 초과하는 것이다. 다른 한 실시예에서, 온도는 2 분 동안 활성화 온도를 50℃ 초과하는 것이다. 소방관 용도를 위해 선호되는 실시예에서, 온도는 2 분 동안 활성화 온도를 약 150℃ 초과하는 것이다.

기체 억류 특성을 갖는 외부 반 투과성 엔빌로프 층을 형성하기 위해 다수의 재료가 이용될 수 있을 것이다. 어떤 예에서는, 라미나 구조체가 다음을 포함할 수 있을 것이다. 즉,

1. 제각기 폴리우레탄 또는 유사한 재료의 모놀리식 층(monolithic layer)으로 만들어지는, 제1 외부 엔빌로프 층 및 제2 외부 엔빌로프 층. 외부 엔빌로프는 폐쇄 루프를 형성하는 결합부를 따라 제1 외부 엔빌로프 층 및 제2 외부 엔빌로프 층을 서로 결합함으로써 형성된다.2. 제각기 확장된 다공성 PTFE의 층이 부착되는 폴리우레탄 또는 유사한 재료로 된 모놀리식 층을 갖는 라미네이트 구조체로 만들어지는, 제1 외부 엔빌로프 층 및 제2 외부 엔빌로프 층. 외부 엔빌로프는 폐쇄 루프를 형성하는 결합부를 따라 제1 외부 엔빌로프 층 및 제2 외부 엔빌로프 층을 서로 결합함으로써 형성된다.

3. 제각기 확장된 다공성 PTFE로 된 두개의 층 사이에 끼워지는 폴리우레탄 또는 유사한 재료로 된 모놀리식 층을 갖는 라미네이트 구조체로 만들어지는, 제1 외부 엔빌로프 층 및 제2 외부 엔빌로프 층. 외부 엔빌로프는 폐쇄 루프를 형성하는 결합부를 따라 제1 외부 엔빌로프 층 및 제2 외부 엔빌로프 층을 서로 결합함으로써 형성된다.

4. 다음과 같은 상이한 재료로 된 제1 외부 엔빌로프 층 및 제2 외부 엔빌로프 층. 즉,

a) 미국 4 194 041에서 기술되는 바와 같이 ePTFE 막을 포함하는 배리어 라미네이트를 포함하는 제1 외부 엔빌로프 층. 배리어 라미네이트는 자신의 ePFTE 면에서 섬유 층에 접착되며, 그리고

b) ePFTE 막을 포함하는 배리어 라미네이트의 형태의 제2 외부 엔빌로프 층. 배리어 라미네이트는 미국 4 194 041에 따라 만들어진다.

외부 엔빌로프는 폐쇄 루프를 형성하는 결합부를 따라 제1 외부 엔빌로프 층 및 제2 외부 엔빌로프 층을 서로 결합함으로써 형성된다. 폴리우레탄(PU) 재료 층을 용융시킴으로써 PU 층으로 만들어지는 층들이 결합층으로서 이용될 수 있다. 다른 한 층과 결합되는 층들 중 어떤 것이든 ePTFE로 만들어지는 경우에, 적합한 접착제, 예를 들어 실리콘 접착제의 이용에 의해 결합이 달성될 수 있다.

예를 들어 캘린더링에 의해, 외부 엔빌로프 층에 대해 적어도 그 한 면 상에서 추가적 밀폐층이 도포될 수 있을 것이다. 밀폐층은, 열가소성 중합체(예를 들어 폴리우레탄(PU); 폴리프로필렌(PP); 폴리에틸렌(PE); 폴리에스테르(PES))를 포함할 수 있을 것이다. 밀폐층은 외부 엔빌로프의 두께를 향상시킬 수 있을 것이며, 엔빌로프를 발생시키기 위해 두개의 외부 엔빌로프 층을 용접하는 것을 허용할 서로 수 있을 것이다. 외부 엔빌로프 층의 접착 특성을 향상시키기 위해, 예를 들어 코로나 방전(corona discharge), 플라즈마 방전(plasma discharge), 프라이머(primer)에 의한 층 표면의 전처리가 이용될 수 있다. 가능한 용접 방법은 열 밀폐, 초음파 용접, 레이저 용접 및 마이크로파 용접을 포함한다.

또다른 가능한 실시예에서, 예를 들어 열가소성 아교, 실리콘, 접촉 접착제, 반응성 아교 시스템으로 만들어지는 하나 또는 복수의 아교 비드가 결합될 외부 엔빌로프 층의 표면 중 적어도 하나에 도포되고, 그 후, 다른 표면이 아교 비드에 부착된다.

내부 엔빌로프는, 2차 활성화 조건에서의 활성화 후에 의도적으로 파열시키기 위한 방식으로 설계될 수도 있을 것이다. 이것은, 엔빌로프가 파열된 후에 기체 발생제가 내부 공동으로부터 탈출할 것이므로, 활성화 과정이 비가역적인 것, 및 단열의 증가가 단지 일시적일 것을 암시한다. 그러나, 여기에서 기술되는 바와 같이, 내부 엔빌로프 및 외부 엔빌로프를 포함하는 엔빌로프 구조체의 단일 이용 설계는, 엔빌로프 구조체가 최대 가능 범위까지 연신하고, 그러므로 라미나 구조체가 제1 층과 제2 층 사이의 거리를 최대 가능 범위로 증가시키게 하는 것을 암시한다. 이것은 라미나 구조체의 단열 능력을 신속하고 효율적으로 증가시키기 위한 효율적인 방식이다. 재앙적 이벤트, 예를 들어 화염의 섬락에서는, 이것이 생존하기 위한 유일한 방식을 제공할 수 있을 것이다. 그러한 단일 이용 설계에서는, 기체 발생제의 화학적 변환이 비가역적 화학 반응일지라도 용인할 수 있다. 더 중요한 것은, 온도가 활성화 한계를 초과할 때, 짧은 시간 내에 대량의 기체가 생성되는 것이다.

활성화 후에 엔빌로프 구조체가 파열되지 않은 한, 라미나 구조체 및/또는 엔빌로프는, 가요성 및/또는 탄성을 갖도록 설계될 수 있을 것이며, 그러므로 "자기 회복 능력"을 갖는다. 그럼으로써, 활성화 된 후, 온도가 다시 감소하면, 엔빌로프는, 자신의 원래의 형상, 즉 기체 발생제의 활성화가 시작되기 전의 자신의 형상으로 자동으로 회복할 수 있을 것이다. 이 과정을 지원하기 위한 어떤 기계적 동작도 필요하지 않다. 온도가 기체 발생제의 활성화 온도의 미만으로 감소할 때까지, 엔빌로프가 적어도 예정된 시간 동안 사실상 기밀적(gas tight)이면, 엔빌로프의 그러한 "자기 회복 능력"이 지원될 수 있을 것이다. 온도를 감소시키는 것에 의해, 활성화 및 그러므로 기체 상태의 기체 발생제가 자신의 밀도를 포괄적으로 증가시킬 것이다. 기체 발생제가 기상으로부터 액상으로 변환될 때, 밀도의 급격한 증가가 발생한다. 그러한 상황에서, 기체 발생제는 활성화 구성에서보다 불활성화 구성에서 훨씬 더 작은 체적을 점유할 것이다. 온도 감소 중에 내부 엔빌로프 속으로 흐르는 공기가 없으면, 기체 발생제의 변환은 내부 엔빌로프가 최소 체적의 공동을 둘러싸는(평탄한) 형상으로 내부 엔빌로프의 수축을 유도할 것이다. 그러한 과정에 의해, 제1 층과 제2 층 사이의 거리도 기체 발생제의 불활성화 구성에서 원래의 거리로 복귀할 것이다.

또다른 실시예들에서는, 라미나 구조체가 복수의 외부 엔빌로프를 포함할 수 있을 것이다. 외부 엔빌로프는 서로 인접하게 배열될 수 있을 것이다. 외부 엔빌로프의 그러한 연속적인 배열에서, 적어도 두개의 인접한 외부 엔빌로프들은 틈이 없이 서로 이어진다. 일반적으로, 그러한 인접한 외부 엔빌로프들은 공통의 결합 영역 또는 밀폐 영역을 공유한다. 대안적으로, 외부 엔빌로프의 일부 또는 전부는, 예를 들어 기와(roof tiles)와 유사한 구조체에서, 서로 적어도 부분적으로 중첩하도록 배열될 수 있을 것이다. 그러한 배열에서는, 라미나 구조체가 전체로서 제1 층과 제2 층 사이의 사실상 어떤 개방된 공간도 없이 배열되는 외부 엔빌로프에 의해 형성될 수 있을 것이다. 불활성화 조건에서든 활성화 조건에서든, 외부 엔빌로프의 어떤 것에 의해서도 덮이지 않은 공간 또는 틈이 없이 라미나 구조체가 얻어진다.

전에 언급한 바와 같이, 외부 엔빌로프는 패드 또는 칩의 형태를 가질 수 있을 것이며, 패드 또는 칩은 불활성화 조건에서 평탄하고 활성화 조건에서 팽창된 베개의 형상으로 자신의 형상을 변화시킨다. 그러한 구조체는 한 실시예에서 수증기 투과성 및 적어도 일시적으로 기체 불투과성인 재료로 되는 제1 반투과성 외부 엔빌로프 층, 및 수증기 투과성 및 적어도 일시적으로 기체 불투과성인 재료로 되는 제2 반투과성 외부 엔빌로프 층에 의해 형성될 수 있을 것이고, 제1 외부 엔빌로프 층은 제2 외부 엔빌로프 층에 인접하게 배치된다. 실제로, 제1 외부 엔빌로프 층은 라미네이트 구조체에서 제2 외부 엔빌로프 층의 상단에 배열될 것이다. 제1 외부 엔빌로프 층 및 제2 외부 엔빌로프 층은, 제1 층과 제2 층 사이에 외부 공동을 형성하기 위해 적어도 하나의 결합부를 따라 서로 결합될 수 있을 것이다. 제1 외부 엔빌로프 층 및 제2 외부 엔빌로프 층에 의해 둘러싸인 외부 공동을 형성하기 위해, 결합부는 일반적으로 폐쇄 루프의 형태를 가질 것이다. 복수의 외부 공동을 제공하기 위해, 복수의 결합부가 제공될 수 있을 것이며, 각각의 결합부는 제각각의 외부 공동을 한정하기 위한 폐쇄 루프를 형성한다. 결합부는, 제1 방향으로 서로에 대해 평행하게 연장하는 제1 서브셋의 결합부 및 제2 방향으로 서로에 대해 평행하게 연장하는 제2 서브셋의 결합부를 갖는, 격자의 형태를 가질 수 있을 것이다.

제각각의 외부 공동을 둘러싸는 외부 엔빌로프의 각각은, 제1 층과 제2 층을 서로 결합함으로써 라미나 구조체의 제1 층과 제2 층 사이에 형성되는 "포켓"의 형태를 가질 수 있을 것이다. 제1 층 및 제2 층은 그럼으로써 각각의 외부 엔빌로프의 제1 외부 엔빌로프 층 및 제2 외부 엔빌로프 층을 형성한다.

다른 실시예들은, 기체 발생제의 활성화 후에, 서로 관련되는 복수의 외부 공동들로 만들어지는 적어도 하나의 외부 공동 구조체를 갖는 라미나 구조체를 제공할 수 있을 것이다. 그러한 외부 공동 구조체는, 제각각의 외부 공동을 제각기 둘러싸는 복수의 연속적인 외부 엔빌로프를 포함할 수 있을 것이다. 기체 발생제의 불활성화 구성에서, 이러한 외부 공동들의 각각은 제각각의 인접한 외부 엔빌로프들 사이에 형성되는 제각각의 결합부들에 의해 자신의 이웃하는 외부 공동들로부터 분리될 수 있을 것이다. 결합부는 바람직하게는 본질적으로 외부 공동들의 서로로부터의 유밀 분리를 제공한다. 그러므로, 기체 발생제는, 활성화 구성에 있는지 또는 불활성화 구성에 있는지에 무관하게, 하나의 외부 공동으로부터 다른 하나의 외부 공동으로 건너갈 수 없다. 그러나, 결합부들은 제각기 예정된 파열 부분들을 포함할 수 있을 것이다. 그러한 파열 부분들은, 증가되는 기체 온도 및 대응적으로 증가되는 기체 압력에 한계 시간보다 더 긴 노출 시간 동안 처해 있으면, 분열 또는 파열하기에 적합하다. 그러므로, 외부 공동 구조체의 외부 공동들의 단지 부분에서 또는 각각에서 기체 발생제의 활성화 후에, 기체 발생제의 활성화 구성에서 외부 공동 속에 생성되는 증가하는 기체 압력이 외부 공동 구조체의 인접한 외부 공동들 사이에서 기체 연통을 제공한다. 결과로서, 외부 공동 구조에서의 모든 외부 공동을 효과적으로 조합함으로써, 외부 "대규모 공동(macro-cavity)" 또는 "수퍼 공동(super-cavity)"이 생성된다. 파열시키고, 인접한 외부 공동들 사이의 유체 연통을 제공하기 위해, 결합부가 증가되는 기체 온도에 노출되어야 하는 시간은, 증가되는 기체 온도 및 압력에 대한 노출 하에서 내부 엔빌로프의 파열을 유발하기 위해, 그리고, 1차 활성화 조건으로부터 2차 활성화 조건으로의 대응하는 변화를 유발하기 위해 필요한 시간과 관련해서, 위에서 정한 바와 유사한 방식으로 판단된다.

하나의 외부 공동 속의 기체 온도 및 기체 압력이 적어도 두개의 공동들을 서로 조합하기 위해 제1 층과 제2 층을 서로로부터 멀어지게 구동하기에 충분히 강하게 증가하면 충분하다.

또다른 실시예들에서는, 그러한 공동 구조체는 클러스터로 배열되는 복수의 공동을 포함할 수 있을 것이다. 적어도 자신의 불활성화 구성에 있을 때, 기체 발생제는 하나의 공동으로부터 다른 하나의 공동으로 전달될 수 있는 것을 방지하는 구성에서는, 클러스터의 공동은, 이론상으로, 서로로부터 분리된다. 그럼에도 불구하고, 특정한 조건 하에서, 특히 기체 발생제의 활성화 후에, 공동의 구성은 활성화, 및 그래서 기체 상태의 기체 발생제를 위해 공동들 사이의 유체 연통을 허용한다. 그러한 유체 연통으로 인해, 공동을 분리하는 부분들의 파열이 가능해질 수 있을 것이며, 그래서, 클러스터의 공동들로부터의 대규모 공동의 형성이 촉진될 수 있을 것이다.

한 실시예에서, 클러스터의 제각각의 인접한 공동들 사이에서 채널들을 연결하는 것이 제공될 수 있을 것이다. 그러한 채널 연결은, 예를 들어, 불활성화 구성에 있을 때는 기체 발생제의 통과를 방지하지만, 활성화 구성에 있을 때는 기체 발생제의 통과를 허용하기 위해, 충분히 얇거나 및/또는 각진 구조를 갖는 구조체를 가질 수 있을 것이다.

모든(원래의) 외부 공동들이 큰 공통의 외부 "대규모 공동(macro-cavity)" 또는 "수퍼 공동(super-cavity)"으로 조합되도록, 외부 공동 구조체에서의 복수의 인접한 외부 공동들 사이의 결합부들이 자신들의 파열 부분에서 파열하는 한계 압력이 있을 것이기 때문에, 기체 발생제의 활성화 후에, 단열 능력의 상당한 증가에 대응하는 외부 공동의 두께의 효율적인 증가가 달성될 수 있다.

위에서 개략적으로 설명한 바와 같이, 라미나 구조체의 구성은 가열되면 활성화 될 수 있는, 제각각의 거시적 외부 엔빌로프(macroscopic outer envelopes)에 의해 둘러싸인 거시적 외부 공동(macroscopic outer cavities)의 제공을 허용한다. 그러한 외부 "대규모 엔빌로프(macro-envelopes)"는 "베개(pillows)"의 형태를 가질 수 있을 것이다.

단지 예시적으로, 전형적인 외부 엔빌로프는 기체 발생제의 불활성화 구성에서 1㎜ 이상의 측면 치수를 가질 수 있을 것이다. 특정한 실시예들에서, 외부 엔빌로프는 5㎜ 이상, 바람직하게는 15㎜ 이상의 측면 치수를 가질 수 있을 것이다. 일반적으로, 외부 엔빌로프는 2㎜ 미만의 두께 치수를 가질 수 있을 것이다. 이 문맥에서 이용되는 바로서, 측면 치수는 폭/길이 평면에서, 즉 두께 방향에 직교하는 평면에서 외부 엔빌로프의 최소 치수를 지칭하며, 그 것은 일반적으로 기체 발생제의 불활성화 구성에서 외부 엔빌로프의 단연코 최소 치수이다. 그러므로, 측면 치수는 기본적으로 기체 발생제의 활성화 구성에서 외부 엔빌로프가 도달할 수 있는 두께의 최대 증가를 한정한다. 복수의 그러한 평탄한 외부 엔빌로프는, 라미나 구조체의 높은 통기성을 허용하고 그러므로 착용자를 위해 더 높은 안락감 레벨을 허용하는, 평탄한 라미나 구조체를 형성하기 위해 이용될 수 있을 것이다(위에서 기술된 바와 같이).

외부 공동은 적어도 2㎜ 이상, 바람직하게는 6㎜ 이상의 두께까지 기체 발생제의 활성화 구성에서 자신의 두께를 증가시킬 수 있을 것이다.

체적 증가라는 측면에서 표현하자면, 기체 발생제의 활성화 구성에서, 외부 공동은, 기체 발생제의 불활성화 구성에서의 체적에 대해 10과 2000 사이의 체적 증가를 가질 수 있을 것이다. 바람직하게는, 체적 증가는 40을 초과할 수 있을 것이다.

위에서 기술된 바와 같이, 라미나 구조체에서 외에, 위에서 기술된 바와 같이, 외부 공동을 둘러싸는 외부 엔빌로프, 내부 공동을 둘러싸는 내부 엔빌로프, 및 기체 발생제를 포함하는 엔빌로프 구조체에서도, 이 발명의 원리가 채택될 수 있을 것이다. 내부 엔빌로프는 외부 엔빌로프 속에 포함된다. 사실은, 그러한 엔빌로프 구조체는 그 자체가 발명의 근거인 것으로 간주되며, 의복을 생산하기 위해 이용되는 섬유 라미나 구조체를 포함하는 광범위한 라미나 구조체에 대해 적응적 단열을 제공하기 위해 이용될 수 있을 것이다. 기술되는 유형의 엔빌로프 구조체들은, 기존의 라미나 구조체, 예를 들어 의복에서 이용되는 것들에 대해 적응적 단열 기능성을 제공하거나, 또는 기존의 종래의 라미나 구조체, 예를 들어 의복에서 이용되는 것들에 대해 단열 기능성을 향상시키기 위해서 이용될 수도 있을 것이다. 그러므로, 다른 한 양태에서, 이 발명은 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체에서 이용되기에 적합한 엔빌로프 구조체를 제공하며, 엔빌로프 구조체는 적어도 하나의 외부 공동을 둘러싸는 외부 엔빌로프, 및 내부 공동을 둘러싸는 적어도 하나의 내부 엔빌로프를 포함하고, 내부 공동은 외부 공동 속에 포함된다. 엔빌로프 구조체는 불활성화 구성 및 활성화 구성을 갖는 기체 발생제를 더 포함하며, 기체 발생제는, 내부 공동 속의 온도 증가에 응답하여 내부 공동의 내측에서의 기체 압력을 증가시키기 위해, 불활성화 구성으로부터 활성화 구성으로 변화시키기에 적합하다. 엔빌로프 구조체는 내부 공동의 체적 및 외부 공동의 체적이 내부 공동의 내측의 기체 압력의 증가에 응답하여 증가하도록 구성될 수 있을 것이다. 그러한 유형의 엔빌로프 구조체는 라미나 구조체와 관련해서 위에서 기술된 바와 같이 어떤 구성이든 가질 수 있을 것이다.

위에서 개요를 설명한 라미나 구조체는 직물 복합 구조체 속에 통합될 수 있을 것이다. 용어 "직물"은 인터레이싱 방적사(interlacing yarn), 섬유, 또는 필라멘트(filament)에 의해 생산되는 평면의 섬유 구조체를 지칭한다. 섬유 구조체는 직조, 부직, 플리스(fleece) 또는 그 조합일 수 있을 것이다. "부직" 섬유 층은 섬유 및/또는 필라멘트, 펠트(felt), 니트(knit), 파이버 배트(fiber batt) 등의 네트워크(network)를 포함한다. "직조" 섬유 층은, 평직(plain weave), 크로풋 직조(crowfoot weave), 바스킷 직조(basket weave), 수자직(satin weave), 능직(twill weave) 등과 같은, 어떤 직물 직조든 이용하는 직조 직물이다. 평직 및 능직은 상거래에서 이용되는 가장 보편적인 직조일 것으로 생각된다.

그러한 직물 복합 구조체는 일반적으로 서로에 대해 배열되는 복수의 직물 층을 포함할 것이다. 복수의 직물 층은 외면 및 내면을 갖는 외부 열 보호성 껍데기 구조체를 포함할 수 있을 것이다. 복수의 직물 층은, 위에서 기술된 바와 같이, 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체를 포함할 수도 있을 것이다.

특정한 실시예에서는, 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체가 외부 열 보호성 껍데기 구조체의 내면 상에 배열될 수 있을 것이다.

실시예로서, 외부 열 보호성 껍데기 구조체는 1차 화염 보호를 제공하는 물품(의복과 같은)의 외부 층을 지칭한다. 외부 열 보호성 껍데기 구조체는, 폴리이미드(메타 아라미드(meta-aramid), 파라 아라미드(para-aramid)) 또는 그 혼합물과 같은 방염성 재료를 포함하는 직조, 니트 또는 부직 섬유와 같은, 적어도 하나의 방염적이고 열적으로 안정한 섬유 층을 포함할 수 있을 것이다. 방염성 또는 열적으로 안정한 섬유들을 위한 구체적 예는, 폴리벤지미다졸(PBI) 섬유; 폴리벤족사졸(PBO) 섬유; 폴리 다이-이미다조 피리디닐렌 다이하이드록시 페닐렌(PIPD); 모다크릴릭 섬유;

이. 아이. 듀퐁 드 네무스 인코포레이티드(E.I. DuPont de Nemours, Inc.)에 의해 상품명 Nomex^®로 판매되는 폴리(메타페닐렌 아이소프탈아미드); 이. 아이. 듀퐁 드 네무스 인코포레이티드에 의해 상품명 Kevlar^®로 판매되는 폴리(파라페릴렌 테레프탈아미드); 멜라민; 발화 지연제(FR) 면; FR 레이온, PAN(폴리 아크릴-니트릴)을 포함한다. 위에서 언급한 섬유들 중 하나 이상을 갖는 직물이 활용될 수도 있을 것이다(예를 들어, Nomex^®)/Kevlar^® 섬유). 한 실시예에서, 직조 Nomex^® Delta T 섬유로 만들어진 외부 껍데기 층이 이용된다.

방염성 재료는 국제 표준 DIN EN ISO 14116(2008)에서 명시되어 있다. EN ISO 15025(2003)는 재료의 방염성을 평가하기 위한 시험 방법을 명시한다. DIN EN ISO 14116(2008)에 따르면, 상이한 레벨의 방염성이 명시되어 있다. 예로서, 소방관의 의복을 위해 이용되는 방염성 재료는, DIN EN ISO 14116(2008)에서 레벨 3를 위해 명시된 시험 절차를 통과할 것이 요구된다. 다른 용도를 위해서는, 레벨 1 및 레벨 2를 위해 명시된 바와 같은 덜 엄격한 기준이 충분할 수 있을 것이다.

직물은 배리어 구조체(barrier structure)를 포함할 수도 있을 것이다. 한 실시예에서는, 배리어 구조체가 외부 열 보호성 껍데기 구조체의 내면 상에 배열될 것이다.

특정한 용도에서는, 배리어 구조체가 적어도 하나의 기능성 층을 포함한다. 상기 기능성 층은 수증기 투과성 및 방수성일 수 있을 것이며, 적어도 하나의 수증기 투과막 및 방수막을 포함한다.

배리어 구조체는 액체 배리어로서 작용하지만 습기 증기가 배리어를 통과하게 할 수 있는 구성요소이다. 소방수 턴아웃 기어(firefighter turn out gear)와 같은 의복에서는, 그러한 배리어 구조체가 의복의 내측으로부터 물을 배척하며, 그럼으로써 소방수가 지니는 중량을 최소화 한다. 또한, 배리어 구조체는 수증기(땀)가 빠져나가게 한다 - 뜨거운 환경에서 작업할 때 중요한 기능. 일반적으로, 배리어 구조체는 부직포 또는 직조 직물과 같은 적어도 하나의 섬유 층으로 라미네이트 된 막을 포함한다. 적어도 하나의 섬유 층으로 라미네이트 하기 위해 이용되는 막 재료(용어 라미네이트(laminate)로 알려지기도 함)는 확장된 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리우레탄 및 그들의 조합을 포함한다. 그러한 라미네이트의 상업적으로 구매 가능한 예는, CROSSTECH^® 습기 배리어 라미네이트라는 이름으로 입수 가능한 라미네이트 또는 부직 또는 직조 메타-아라미드 직물 상의 Neoprene^® 막을 포함한다.

한 실시예에서는, EP 0 689 500 B1에서 기술되는 바와 같이 만들어지는 확장된 PTFE(ePTFE) 막을 포함하는 배리어 구조체가 이용된다. 배리어 층은 부직 아라미드 섬유로 만들어지는 섬유 층에 접착될 수 있을 것이다. 그러한 배리어 구조체는 GORE-TEX^® Fire-blocker N이라는 이름으로 상업적으로 구매 가능하다. 다른 한 실시예에서는, CROSSTECH^®/Nomex^® PJ 습기 배리어라는 이름으로 입수 가능한 배리어 구조체가 이용된다. 그러한 습기 배리어는 폴리아미드 섬유(Nomex^®IIIA)에 부착되는 폴리우레탄 층을 갖는 ePTFE 필름을 포함한다. 예를 들어, 미국 4 493 870, 미국 4 187 390, 또는 미국 4 194 041에 기술되는 바와 같은 다른 배리어들이 이용될 수 있을 것이다.

습기 배리어가 아닌 다른 배리어, 예를 들어 기체, 액체 및/또는 에어로졸의 형태로 있는 화학적 화합물과 같은 기체 및/또는 액체, 또는 기체, 액체 및/또는 에어로졸의 형태로 있는 생물학적 물질을 포함하는 유사 물질의 침투를 방지하는 적어도 하나의 기능성 층을 제공하는 배리어를 상상할 수 있다. 특정한 실시예들에서는, 그러한 다른 배리어 층이 통기성일 수도 있을 것이다.

배리어 구조체는 외부 열 보호성 껍데기 구조체와 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체 사이에 배치될 수 있을 것이다. 배리어 구조체는 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체를 포함할 수도 있을 것이다.

직물은, 환경적 영향에 대한 착용자의 보호가 요구되거나, 또는 주어진 환경적 조건 하에서 원하는 기능성 특성을 제공할 것이 요구되는, 소방 활동, 경찰 활동, 군사 활동 또는 산업 활동과 같은 용도에서 일반적으로 이용되는 보호성 의복 또는 기능성 의복에서 이용될 수 있을 것이다. 그러한 의복은 열, 화염, 또는 액체에 의한 영향에 대해 착용자를 보호하기 위해 요구될 수 있을 것이다. 다른 한편으로는, 그러한 의복은 착용자에게, 그가 하려고 생각한 일을 할 수 있는, 충분한 안락감을 제공할 것이 요구된다.

특히, 직물이 화재/열 보호성 의복에서 이용하기에 적합할 것이 의도된다.

이 발명의 예시적 실시예는 아래에서 실시예들을 도시하는 첨부된 도면을 참조하여 더 상세하게 기술될 것이다.
도 1a는 한 실시예에서 내부 엔빌로프를 형성하기 위해 이용되는 층의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하며;
도 1b는 한 실시예에서 내부 엔빌로프를 형성하기 위해 이용되는 또다른 층의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하고;
도 1c는 한 실시예에서 내부 또는 외부 엔빌로프를 형성하기 위해 이용되는 모놀리식 층의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하며;
도 1d는 한 실시예에서 내부 또는 외부 엔빌로프를 형성하기 위해 이용되는 층의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하고;
도 1e는 한 실시예에서 내부 또는 외부 엔빌로프를 형성하기 위해 이용되는 또다른 층의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하며;
도 1f는 한 실시예에서 내부 또는 외부 엔빌로프를 형성하기 위해 이용되는 또다른 층의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하고;
도 2a 내지 도 2d는 기체 발생제의 예정된 양으로 충전되는 내부 엔빌로프의 제조의 가능성을 단순화 되고 개략적인 형태로 도시하며;
도 3a는 한 실시예에 따른 기체 발생제를 포함하는 내부 공동을 둘러싸는 내부 엔빌로프의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하는 것으로서, 내부 엔빌로프를 형성하기 위해 내부 엔빌로프 층이 서로 용접되는 것이고;
도 3b는 도우징 에이드 상에 도포되는 기체 발생제를 포함하는 또다른 실시예에 따른 공동을 둘러싸는 내부 엔빌로프의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하며;
도 3c는 용접 가능한 도우징 에이드 층에 도포되는 기체 발생제를 포함하는 또다른 실시예에 따른 내부 공동을 둘러싸는 내부 엔빌로프의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하고;
도 3d는 또다른 실시예에 따른 내부 엔빌로프의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하는 것으로서, 내부 엔빌로프가 제각기 기체 발생제를 포함하는 두개의 내부 공동을 둘러싸는 것이며;
도 4a는 내부 엔빌로프 클러스터를 형성하기 위해 하나가 다른 하나의 상단에 서로 결합되는 두개의 동일한 내부 엔빌로프의 개략적 배열을 도시하고;
도 4b는 다른 한 내부 엔빌로프 클러스터를 형성하기 위해 하나가 다른 하나의 상단에 서로 결합되는 상이한 형상의 두개의 내부 엔빌로프의 또다른 개략적 배열을 도시하며;
도 4c는 다른 한 내부 엔빌로프 클러스터를 형성하기 위해 자신들의 측단부 중 하나에서 서로 결합되는 두개의 내부 엔빌로프의 또다른 개략적 배열을 도시하고;
도 5는 외부 엔빌로프 속에 둘러싸인 내부 엔빌로프를 포함하는 엔빌로프 구조체의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하며;
도 6a는 불활성화 조건에서 도 5에 도시된 바와 같이 외부 엔빌로프 속에 둘러싸인 내부 엔빌로프를 포함하는 엔빌로프 구조체의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하고;
도 6b는 1차 활성화 조건에서 도 6a의 엔빌로프 구조체의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하며;
도 6c는 2차 활성화 조건에서 도 6a의 엔빌로프 구조체의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하고;
도 7a는 불활성화 조건에서 한 실시예에 따른 라미나 구조체의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하는 것으로서, 라미나 구조체는 시트형 재료의 두개의 외부 엔빌로프 층을 서로 결합함으로써 형성되는 복수의 외부 엔빌로프를 포함하며;
도 7b는 1차 활성화 조건에서 도 7a의 엔빌로프 구조체의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하고;
도 7c는 2차 활성화 조건에서 도 7a의 엔빌로프 구조체의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하며;
도 8a는 1차 활성화 조건에서 또다른 실시예에 따른 복수의 엔빌로프 구조체로 형성되는 라미나 구조체의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하고;
도 8b는 2차 활성화 조건의 제1 스테이지에서 도 8a에 도시된 실시예의 라미나 구조체의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하며;
도 8c는 제각각의 외부 공동 속에서의 기체 압력 하에서 인접한 외부 엔빌로프를 분리하는 다수의 결합부를 갖는 2차 활성화 조건의 더 진행된 스테이지에서 도 8a 및 도 8b의 실시예의 라미나 구조체의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하고;
도 9a는 이 발명의 한 실시예에 따른 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체를 포함하는 직물의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시하며;
도 9b 내지 도 9d는 이 발명의 한 실시예에 따른 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체를 포함하는 직물(50)의 다른 가능한 구성을 도시한다.
도 10은 도 9a에 도시된 바와 같은 직물을 포함하는 소방관의 재킷을 도시하며;
도 11은 라미나 구조체가 불활성화 조건으로부터 활성화 조건으로 변환하고 있을 때 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 증가를 측정하기 위한 장치의 개략적 스케치를 도시하고;
도 12는 라미나 구조체가 불활성화 조건으로부터 활성화 조건으로 변환하고 있을 때 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 증가를 측정하기 위한 라미나 구조체 시험편의 개략적 스케치를 도시하며;
도 13은 복수의 활성화/비활성화 사이클에 가역적으로 들어가도록 구성되는 라미나 구조체의 제1 기능성 및 제2 기능성의 시험 결과를 개략적으로 도시하고;
도 14는 라미나 구조체를 위한 제3 기능성 시험의 결과를 개략적으로 도시한다.

모든 도면에서, 동일하거나 또는 대응하는 기능을 갖는 제각각의 실시예의 구성요소들은 제각기 동일한 인용 부호에 의해 지칭된다. 다음의 기술에서 그러한 구성요소는 그러한 구성요소를 포함하는 실시예들 중 제1 것과 관련해서만 기술된다. 동일한 구성요소가 포함되어 있고, 동일한 인용 부호에 의해 지칭되는 제각각의 다음의 실시예들에 대해 동일한 기술이 해당함을 이해하여야 한다. 어느 것이든 달리 설명되지 않는 한, 그 것은 제각각의 선행하는 실시예에서의 그 구성요소에 대한 대응하는 기술에 대해 포괄적으로 인용된다.

도 1a은 실시예에 따른 층(6)의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 개시한다. 그러한 층(6)은 내부 엔빌로프(20)를 준비하기 위해 이용될 수 있을 것이다. 층(6)은 덮개 층(6a), 유밀 층(6b) 및 밀폐층(6c)을 포함하는 라미네이트이다. 한 예에서는, 층(6)이 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 덮개 층(6a), 알루미늄(Al) 유밀 층(6b) 및 폴리에틸렌(PE) 밀폐층(6c)을 포함하는 알루미늄/플라스틱 복합 재료로 만들어진다. Al 층(6b)을 위한 합리적인 두께 범위는 4㎛와 25㎛ 사이이다. Al 층(6b)은 충분한 유밀성을 제공하기 위해 적어도 12㎛의 두께를 갖는다. PE 층(6c)은, 내부 엔빌로프(20)를 생성하기 위해, 인접한 라미네이트 층(6)이 서로 유밀적으로 결합될 수 있게 하는 밀폐층으로서 이용된다. PE 층(6c)의 두께는 20㎛와 60㎛ 사이일 수 있다. 바람직한 두께는 약 40㎛이다. 내부 엔빌로프(20)(도시 안됨)의 외면의 원하는 특성을 제공하기 위한 덮개 층으로서 PET 층(6a)이 이용될 수 있을 것이다. 예에서는, 12㎛ 두께의 PET 층(6a)이 이용된다. 기술되는 바와 같은 복합 층 구조체(6)는 독일의 회사인 코부시 센게발드 게엠베하에 의해 얻어질 수 있을 것이다.

내부 엔빌로프(20)(도시 안 됨)를 형성하기 위한 대안 층(6)이 도 1b에 도시되어 있다. 이 층(6)은, 40㎛의 두께를 갖는 PE로 만들어진 덮개 층(6a), 적어도 12㎛의 두께를 갖는 Al 층(6b), 및 40㎛의 두께를 갖는 PE 밀폐층(6c)을 포함하는 라미네이트이기도 하다. 이 실시예에서는, 덮개 층(6a)이 밀폐층(6c)과 동일한 재료로 만들어진다. 덮개 층(6a)은 추가적 밀폐층으로서 이용될 수 있을 것이다.

도 1c는 실시예에 따른 시트형 층(8)의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 개시한다. 그러한 층(8)은 내부 엔빌로프(20) 또는 an 외부 엔빌로프(24)(둘 다 도시 안 됨)를 준비하기 위해 내부 엔빌로프 층 또는 외부 엔빌로프 층으로서 이용될 수 있을 것이다. 라미네이트 층(8)은 적어도 일시적으로 기체 불투과성이지만, 수증기 투과성인 친수성 재료의 반투과성 모놀리식 층(8a)으로 만들어진다. 그러한 재료를 위한 예는, 한 실시예에서는, 12㎛의 두께를 가질 수 있는 폴리우레탄(PU)으로 된 필름이다. 내부 엔빌로프(20) 또는 외부 엔빌로프(24)를 생성하기 위해, 도 1c에 도시된 바와 같이 친수성 재료로 된 모놀리식 층(8a)으로 만들어지는 제1 엔빌로프 층 및 제2 엔빌로프 층의 각각이, 폐쇄 루프를 형성하는 결합부를 따라 서로 결합될 수 있을 것이다(도 5 내지 도 8 참조).

내부 엔빌로프(20) 또는 외부 엔빌로프(24)를 형성하기 위한 대안적 라미네이트 층(8)이 도 1d에 도시되어 있다. 이 시트형 반투과성 층(8)은 라미네이트의 형태로 있으며, 도 1c의 실시예와 유사한 친수성 재료로 만들어지는 제1 층(8a), 및 예를 들어 미세 다공성 확장된 PTFE로서의 미세 다공성 재료로 만들어지는 제2 층(8b)을 포함한다. 한 실시예에서는, 제1 층(8a)은 12㎛의 두께를 가질 수 있고, 제2 층(8b)은 40㎛의 두께를 가질 수 있다. 제1 층(8a)은, 예를 들어 미국 4 194 041에 기술되는 바와 같은, 어떤 알려진 라미네이션 기법에 의해서든 제2 층(8b)에 부착될 수 있을 것이다.

내부 엔빌로프(20) 또는 외부 엔빌로프(24)를 형성하기 위한 또다른 대안적 시트형 반투과성 층(8)이 도 1e에 도시되어 있다. 이 라미네이트 층(8)은, 도 1c 및 도 1d의 실시예와 유사하게, 친수성 재료로 만들어진 제1 층(8), 예를 들어 PL 및 미세 다공성 재료로 만들어진 제2 층(8b), 예를 들어 미세 다공성 확장된 PTFE를 포함한다. 라미네이트 층(8)은, 도 1d의 실시예와 유사하게, 미세 다공성 재료, 예를 들어 미세 다공성 확장된 PTFE으로 된 제3 층(8c)을 더 포함한다. 친수성 재료로 된 제1 층(8a)이 제2 층(8b)과 제3 층(8c) 사이에 끼워진다. 또한, 이 예에서는, 제1 층(8a)은, 예를 들어 미국 4 194 041에 기술되는 바와 같은, 어떤 알려진 라미네이션 기법에 의해서든, 제2 층(8b) 및 제3 층(8c)에 제각기 부착될 수 있을 것이다. 한 실시예에서, 층(8a)은, 12㎛의 두께를 가질 수 있으며, 층(8b)은 40㎛의 두께를 가질 수 있고, 층(8c)은 40㎛의 두께를 가질 수 있다.

외부 엔빌로프(24)를 형성하기 위한 또다른 대안적 시트형 반투과성 층(8)이 도 1f에 도시되어 있다. 이 대안에서는, 도 1d의 라미네이트 층(8)이 섬유 층(8d)에 부착된다. 한 예에서는, 라미네이트 층(8)이 자신의 ePFTE 면(8b)에서 부직 섬유 층(8d)에 접착된다.

일반적으로, 적어도 미세 다공성 층(8b)은 라미네이트 층(8)의 반투과성 특성(수증기 투과성, 기체 불투과성)을 제공한다. 미세 다공성 층은 특히 기체 발생제에 의해 생성되는 기체와 관련해서 기체 불투과성이다. 그러한 미세 다공성 재료는 보통 방수성 특성을 갖기도 할 것이다. 그러한 미세 다공성 재료를 위한 예는, 미국 3 953 566에 기술되는 바와 같이 확장된 PTFE이다. 대부분의 경우에, 친수성 층(8a, 8c)도, 적어도 기체 발생제에 의해 생성되는 기체와 관련해서, 그리고 일반적으로 액체 물과 관련해서도, 기체 불투과 특성을 가질 수 있을 것이다. 그러나, 친수성 층의 기체 불투과성은, 도 8a에 도시된 바와 같이, 층(8)이 친수성 재료만을 포함하고 아무런 미세 다공성 재료도 포함하지 않는 경우에서만의 요구이다.

친수성 층 및 미세 다공성 층 둘다 수증기에 대해 투과성이고, 그러므로 통기성이다.

이 용도에서는, 수증기 투과성이지만, 기술되는 바와 같이, 그리고 적어도 기체 발생제에 의해 생성되는 기체와 관련해서, 적어도 일시적으로 기체 불투과성인, 친수성 및/또는 미세 다공성 층으로 만들어진 어떤 구조체든 기능성 층 또는 기능성 구조체라고 지칭된다.

기술되는 바와 같은 기능성 층 또는 기능성 구조체 외에, 이 발명에 의해 이용되는 라미네이트 층(8)은, 예를 들어 기능성 층 또는 기능성 구조체의 지원 또는 보호의 목적으로 또는 절연의 목적으로, 통기성 섬유 재료로 된 또다른 층을 포함할 수 있을 것이다.

도 3a는 기체 발생제(포괄적으로 18로 지정됨)를 포함하는 내부 공동(16)을 둘러싸는 내부 엔빌로프(포괄적으로 20으로 지정됨)의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시한다. 도 3a에서 뿐만 아니라, 도 3b, 도 3c, 도 3d, 도 4a, 도 4b, 도 4c의 각각에서도, 내부 엔빌로프(20)는 기체 발생제(18)의 불활성화 구성에서 도시되어 있고, 그러므로 내부 엔빌로프(20)는 비팽창되는, 본질적으로 평탄한 형상을 가지며, 불활성화 조건이라고 지칭되기도 한다. 도 3a 내지 도 3d 및 도 4a 내지 도 4c에서 도시된 바와 같은 평탄한 구성에서는, 엔빌로프(20)가, 두께 방향에 직교하는 방향, 즉 측방향에서의 엔빌로프(20)의 치수보다 현저하게 더 작은 두께 방향의 치수를 갖는다. 두께 방향으로의 엔빌로프(20)의 치수는 도 3a 내지 도 4c에서 d로 지정되어 있다. 측방향으로의 엔빌로프(20)의 치수는 도 3a 내지 도 4c에서 A0로 지정되어 있다. 여기에서, A0는 엔빌로프(20)의 용접 부위의 한 단부로부터 용접 부위의 반대쪽의 단부까지의 길이를 지정한다. 포괄적으로 "둥근" 또는 사각형 형상의 엔빌로프를 갖는 실시예들에서는, 엔빌로프의 치수(A0)가 모든 측방향에 대해 사실상 동등할 수 있을 것이다. 포괄적으로 길쭉한 형상을 갖는 엔빌로프의 다른 실시예들에서는, 폭 방향의 치수(A0)가 길이 방향으로의 치수(A0)보다 더 작을 수 있을 것이다.

한 실시예에서는, 내부 엔빌로프(20)는 두개의 내부 엔빌로프 층(12, 14)으로 만들어진다. 내부 엔빌로프 층(12, 14)은 도 1a 또는 도 1b에 도시된 층(6)과 같은 구성을 제각기 가질 수 있을 것이다. 특히, 명시적으로 도시되지는 않았을지라도, 내부 엔빌로프 층(12, 14)은 도 1a에 묘사되는 층(6)처럼 제각기 세개의 층으로 만들어질 수 있을 것이다. 엔빌로프 층(12)은 내부 공동(16)의 상부를 둘러싸는 내부 엔빌로프(20)의 상부를 형성한다. 엔빌로프 층(14)은 내부 공동(16)의 하부를 둘러싸는 내부 엔빌로프(20)의 하부를 형성한다. 내부 공동(16)의 상부를 둘러싸는 층(12) 및 내부 공동(16)의 하부를 둘러싸는 층(14)은 동일한 구성, 예를 들어 도 1a에서 기술되는 것과 같은 라미네이트를 갖는다. 내부 엔빌로프(20)는, 최내부 밀폐층, 중간 유밀 층, 및 외측 덮개 층을 갖는다.

대안적으로, 내부 엔빌로프(20)는 도 1b에 묘사되는 바와 같은 두개의 내부 엔빌로프 층 또는 도 1a에 묘사되는 바와 같은 하나의 내부 엔빌로프 층 및 도 1b에 묘사되는 바와 같은 하나의 내부 엔빌로프 층으로 만들어질 수 있을 것이다. 대안 재료, 특히 더 많이 또는 더 적게 복잡한 구성으로 된 단층 또는 라미네이트 층이, 위에서 개략적으로 설명한 바와 같이, 내부 엔빌로프(20)를 만들기 위해 이용될 수 있을 것이다. 자신의 불활성화 구성에서 사실상 액체인 기체 발생제가 이용되는 경우에는, 내부 엔빌로프를 형성하기 위해 이용되는 라미네이트가 유밀적이고, 유밀 내부 엔빌로프(20)가 생성되도록, 서로 유밀적으로 결합되는 것이 바람직하다.

내부 엔빌로프(20)는 기체 발생제(18)로 충전되는 내부 공동(16)을 둘러싼다. 기체 발생제(18)는 기체 발생제(18)의 불활성화 구성을 형성하는 상온에서 적합한 평형 증기압을 갖는 액체이도록 선택된다. 도 3a에 도시된 기체 발생제(18)의 불활성화 구성에서, 기체 발생제(18)는, 자신의 평형 증기압에 따라 일부의 양이 기상인 채로 18'에 의해 지정되는 사실상 자신의 액상에 있다. 내부 엔빌로프(20)는 내부 공동(16)의 사실상 유밀 인클로저(fluid tight enclosure)를 제공하고, 그러므로 내부 공동(16)은 충분한 양의 기체 발생제(18)를 담고 있으며, 내부 공동(16)의 잔여 체적은 다른 기체로, 특히 기체 발생제(18)가 충전되었을 때 내부 공동(16) 속에 둘러싸여 있던 공기 또는 다른 기체의 잔량으로 충전된다. 개시되는 예에서는, 기체 발생제(18)가 화학식 CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂를 갖는 유체이다. 그러한 유체는 일반적으로 화재를 진압하기 위해 이용되고 쓰리엠(3M)으로부터 상품명 "Novec^® 1230 Fire extinguishing fluid"로서 상업적으로 구매 가능하다. 위에서 정한 바와 같이, 기체 발생제를 위해 다른 유체들이 이용될 수 있을 것이다. 대안적으로, 기체 발생제(18)는 불활성화 구성에서 고체, 예를 들어 분말의 형태로 선택될 수 있을 것이다. 그러한 경우에, 내부 엔빌로프는, 기체 발생제를 오염으로부터 보호하기에 충분하게 밀폐적이면, 충분할 것이다.

도 3a에 도시된 바와 같이 내부 엔빌로프(20)를 생성하는 제1 방법은 다음과 같다. 즉,

1. 내부 엔빌로프, 방법 1 : 제1 밀폐 단계:

도 1a 또는 1b에 따른 재료로부터 만들어지는 두개의 내부 엔빌로프 층(12, 14), 자신들의 제각각의 밀폐 층을 서로 대면시키도록, 서로의 상단 위에 얹혀진다. 사각형내부 엔빌로프(20)를 형성하기 위해, 뜨거운 봉(hot bar)(밀폐 폭: 2㎜)가, 밀폐 층들을 접촉하게 이동시키고 밀폐 층들을 서로 용접하기 위해, 내부 엔빌로프 층(12, 14)과 접촉하도록 이동된다. 이 절차는 사각형 엔빌로프(20)의 네개의 측부 중 세개에서 행해진다. 그래서, 하나의 측부가 개방된 내부 엔빌로프(20)가 형성된다.

2. 내부 엔빌로프, 방법 1 : 충전 단계:

내부 엔빌로프(20)가 정밀 저울 상에 놓여지고, 예를 들어 주사기 바늘을 이용하여, 기체 발생제(18)가 내부 엔빌로프 속에 충전된다. 충전될 기체 발생제의 양은 저울에 의해 제어된다.

예로서: 내부 엔빌로프(20)가 다음의 명세를 갖는 경우에, 0.07g의 기체 발생제(18)의 양이 내부 엔빌로프(20) 속에 충전될 것이다. 즉, 내부 엔빌로프(20)가, 위에서 기술된 바와 같이, PET/AI/PE로 만들어지는 두개의 내부 엔빌로프 층(12, 14)으로부터 형성되고, 내부 엔빌로프(20)의 외부 크기가 길이 20㎜ 및 폭 20㎜(길이 16㎜ 및 폭 16㎜인 공동의 내부 크기에 대응)이며, 기체 발생제(18)가 Novec^® 1230로 선택되는 경우.

3. 내부 엔빌로프, 방법 1 : 제2 밀폐 단계:

충전 단계가 완료된 후에, 내부 엔빌로프(20)의 개방 측부가 제4의 2㎜ 밀폐 선에 의해 폐쇄된다. 그 후, 내부 엔빌로프(20)가 밀폐 선을 따라 정밀하게 절단된다.

위에서 개략적으로 설명한 바와 같이 생성되는 내부 엔빌로프를 위한 충전량의 정확한 값은, 다음과 같이 측정될 수 있다. 즉,

내부 엔빌로프(20)의 예정된 양(예를 들어, 10개의 내부 엔빌로프)이 제1 밀폐 단계에 따라 생성되고, 이러한 내부 엔빌로프(20)의 각각은 4자릿수 저울(예를 들어, Satorius BP121S) 상에서 개별적으로 표시되고 중량이 측정된다. 액체의 형태로 예정된 양의 기체 발생제(18)가, 시간에 의해 촉발되는 밸브(time-triggered valve)를 포함하는 중력 이용 공급 장치 저장소(gravity feed reservoir)로부터의 파이프를 통하고, 주사기 바늘을 통해 내부 엔빌로프의 내부 속으로 주입된다. 조절 가능한 전기식 타이머(electrical timer)에 의해, 밸브 개방을 위한 예정된 시간이 보장된다.

각각의 내부 엔빌로프(20)는 제2 밀폐 단계에 의해 즉시 폐쇄된다. 충전되는 내부 엔빌로프(20)의 각각이 중량이 측정되고, 비어 있는 내부 엔빌로프(20)의 중량(충전하기 전에 측정되는)이 감산된다. 시료 세트의 평균 값으로부터 플러스/마이너스 10 %의 최대 편차가 달성될 수 있다.

도2a 내지 도 2d에 도시된 바와 같이 내부 엔빌로프(20)를 생성하는 제2 방법은 다음과 같다. 즉,

내부 엔빌로프, 방법 2: 제1 단계(도 2a):

도 1a에 따른 라미네이트 재료(6)로부터 만들어지는, 길쭉한 내부 엔빌로프 라미네이트 시트, 예를 들어, 폭 65㎜ 및 길이 1.3 m인 시트가 이용된다. 대안적으로, 상이한 크기를 갖거나 및/또는 다른 한 라미네이트 재료로 만들어지는, 예를 들어 도 1b에 도시된 바와 같은 라미네이트 재료(6)로 만들어지는, 시트가 이용될 수 있을 것이다. 내부 엔빌로프 라미네이트 시트는, 라미네이트(6)의 덮개 층(6a)이 외측에 배치되고, 밀폐층(6c)이 내측에 배치되는 방식으로, 자신의 장측부(long side)를 따라 절첩된다. 그럼으로써, 상측 내부 엔빌로프 층(12) 및 하측 내부 엔빌로프 층(14)은, 밀폐층(6c, 6c)이 서로 대면하고 있는 방식으로, 형성된다. 이렇게 프리엔빌로프(pre-envelope)(101)가 생성된다. 프리엔빌로프(101)는 폭 32.5㎜ 및 길이 1.3 m를 갖는다. 프리엔빌로프(101)는 자신의 하나의 장측부(102)에 폐쇄되고, 자신의 반대쪽의 장측부(103)를 따라 개방된다. 프리엔빌로프(101)의 단측부(short side)(104 및 105)는 둘 다 개방된다.

내부 엔빌로프, 방법 2: 제2 단계(도 2b):

두개의 밀폐층(6c)이 서로 접촉하게 이동하도록, 회전하는 초음파 용접 휠(예를 들어, 폭 5㎜)이 개방된 장측부(103)에서 라미네이트(6)와 접촉하게 이동된다. 프리엔빌로프(101)의 개방된 장측부(103)에 평행하게 연장하는 밀폐선(106)을 따라 연속적으로 밀폐층(6c)이 서로 용접된다. 그럼으로써, 장측부(103)가 폐쇄되고, 프리엔빌로프(101)는 두개의 개방된 단측부(104, 105)를 갖는 튜브형 형상을 갖는다. 밀폐층(6c)을 서로 접촉하게 이동시키기 위해, 뜨거운 밀폐 봉(hot sealing bar)(밀폐 폭: 2㎜)이 단측부(105) 중 하나에서 프리엔빌로프(101)의 라미네이트(6)와 접촉하게 이동된다. 단측부(105)에서 프리엔빌로프(101)를 폐쇄하기 위해, 단측부(105)와 평행하게 연장하는 밀폐선(107)을 따라 밀폐층(6c)이 서로 용접된다. 그 후, 프리엔빌로프(101)는 하나의 단부가 폐쇄된 튜브의 형상을 갖는다.

그 후, 개방된 단측부(104)를 폐쇄된 단측부(105)보다 더 높게 유지하고, 개방된 단측부(104)를 거쳐 기체 발생제(18)가 개방된 튜브형 프리엔빌로프(101) 속에 충전된다. 예로서, 기술되는 바와 같고 폭 23㎜ 및 길이 1m의 내부 크기를 갖는 내부 공동을 형성하는 프리엔빌로프(101)를 위해, 위에서 기술된 바와 같이, 그리고 도 1a에 도시된 바와 같이, PET/AI/PE에 의해 만들어지는 라미네이트 층(6)에 의해 프리엔빌로프(101)가 만들어지고, 위에서 기술된 바와 같이, Novec^® 1230으로서 알려진 액체인 기체 발생제(18)에 관해서는, 4 ml의 기체 발생제(18)의 양이 프리엔빌로프(101) 속에 충전된다.

내부 엔빌로프, 방법 2 : 제3 단계(도 2c)

프리엔빌로프(101)는 자신의 개방된 단측부(104)를 위로 향하고 유지되어 있으며, 직립 위치로 유지되어 있어서, 공동 속에 충전되는 기체 발생제(18)가 프리엔빌로프(101)의 폐쇄된 단측부(105)에서 농축하게 한다. 폐쇄된 단측부(105)로부터 시작해서, 프리엔빌로프(101)는 제2의 회전하는 초음파 용접 휠(110)과의 밀접한 접촉으로 이동된다. 용접 휠(110)은 한 쌍의 용접 휠(110, 111)을 갖는 초음파 용접기의 부분이다. 용접 휠(110)은 복수의 원주의 밀폐부 윤곽(114A, 114B, ...)에 의해 형성되는 원주면(112)을 갖는다. 밀폐부 윤곽(114A, 114B, ...)의 각각은 생성될 엔빌로프(20A, 20B, ...)의 밀폐선의 형상에 대응하는 형상을 갖는다. 이 구성에서는, 용접 휠(111)이 평면의 원주의 표면을 갖는다.

프리엔빌로프(101)는 자신의 폐쇄된 단측부(105)에서 시작해서 한 쌍의 용접 휠(110, 111)을 통해 운반되며, 프리엔빌로프(101)의 이동의 방향을 나타내는 도 2c에서의 화살표 B를 보라. 이렇게 용접 휠(110)은 먼저 프리엔빌로프(101)의 폐쇄된 단측부(105)와 접촉하고, 마지막으로 프리엔빌로프(101)의 개방된 단측부(104)와 접촉한다.

용접 휠(110)이 프리엔빌로프(101)와 접촉하면, 기체 발생제(18)는, 밀폐 윤곽(114A, 114B) 중 하나가 프리엔빌로프(101)와 접촉해 오는 영역에서 회전하는 초음파 용접 휠(110, 111)에 의해 밀어내어지는데, 그러한 영역에서 밀폐층들이 서로 접촉하게 이동되고 서로 용접되기 때문이다. 이렇게, 최종의 엔빌로프(20a)의 밀폐 부분을 한정하는 폐쇄된 밀폐 윤곽(116A)이 프리엔빌로프(101) 속에 형성된다.

프리엔빌로프(101)가 회전하는 용접 휠(110, 111)들 사이의 틈을 통해 이동함에 따라, 프리엔빌로프(101) 속에 복수의 연속적 밀폐 윤곽(116A, 116B, ...)이 형성된다. 각각의 밀폐 윤곽(116A, 116B, ...)은 예정된 양의 기체 발생제(18)에 의해 충전되는 제각각의 공동(16A, 16B, ...)을 둘러싼다.

위에서 기술된 절차에 따르면, 프리엔빌로프(101) 속에 형성되는 각각의 공동(16A, 16B, ...)은 대략적으로 동일한 예정된 양의 기체 발생제(18)에 의해 충전될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 프리엔빌로프(101) 속에 밀폐 윤곽(116A, 116B, ...)을 생성하기 위해 예를 들어 한 쌍의 초음파 용접 휠(110, 111)의 형태로 있는 초음파 용접 공구를 이용함으로써, 특히 양호한 재현 가능한 결과가 얻어질 수 있다.

개략적으로 설명한 치수를 갖는 한 예에서는, 폭 20㎜ 및 길이 23㎜의 외부 치수 및 폭 16㎜ 및 길이 18㎜의 공동 크기를 각각 갖는 40개의 충전된 밀폐 윤곽(116A, 116B)이 생성될 수 있다.

내부 엔빌로프, 방법 2: 제4 단계(도 2d):

마지막으로, 밀폐 윤곽(116A, 116B, ...)이 형성된 최종의 프리엔빌로프(101)가,

예를 들어, 밀폐 윤곽(116A, 116B)의 외부 치수들의 형상을 갖는 절단 다이(cutting dye)를 갖는 수동식 또는 자동식 표준 다이컷 기계(dye cut machine)를 이용하여 절단된다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 이렇게 개별적 내부 엔빌로프(20A, 20B)가 생성된다.

위의 제2 방법에 따라 생성되는 내부 엔빌로프를 위한 충전량의 정확한 값은, 다음과 같이 측정될 수 있다. 즉,

내부 엔빌로프(20)의 예정된 양(예를 들어, 10개의 내부 엔빌로프)이 위에서의 제1 내지 제4 밀폐/충전 단계에 따라 생성되고, 이러한 내부 엔빌로프(20)의 각각은 4자릿수 저울(예를 들어, Satorius BP121S) 상에서 개별적으로 표시되고 중량이 측정된다. 내부 엔빌로프(20)의 각각은, 내부 엔빌로프(20)의 각각이 터지고 기체의 기체 발생제(18) 완전히 방출하는 것을 보장하기 위해 기체 발생제(18)의 활성화 온도를 충분히 초과하는 온도를 갖는 열판 상에 얹혀진다. 비어 있는 내부 엔빌로프들이 4자릿수 저울 상에서 개별적으로 중량이 측정된다. 각각의 내부 엔빌로프의 중량 손실이 계산된다. 내부 엔빌로프 재료의 습도 픽업의 경우에는, 내부 엔빌로프는 적어도 1 시간 동안 동일한 환경, 이상적으로는 23℃ 및 65% 상대 습도 속에서 조절되어야 한다.

내부 엔빌로프의 유밀성은 다음의 방법 중 하나에 따라 측정될 수 있다.

내부 엔빌로프의 유밀성을 측정하는 방법 1:

각각의 내부 엔빌로프(20)가 개별적으로 표시된다. 각각의 내부 엔빌로프(20)가 4자릿수 저울(예를 들어, SatoriusBP121S) 상에서 중량이 측정된다. 내부 엔빌로프(20)가 예정된 환경적 조건(20℃, 65% 상대 습도)에 저장된다. 기술되는 중량 측정 절차가 저장 1 개월 후 반복된다. 이 절차는 적어도 6 개월 동안 계속된다. 6 개월 후의 중량 손실은 충전 중량의 20 % 미만, 양호하게는 10 %, 이상적으로는 1 % 미만이어야 한다. 또한, 각각의 내부 엔빌로프(20)의 기능성이 6 개월 후 열판 상에서 또는 수조 속에서 점검된다. 내부 엔빌로프(20)는, 활성화 온도를 초과하는 온도에 처할 때, 두께 증가를 나타내야 한다.

도 3b는 또다른 실시예에 따라 내부 공동(16)을 둘러싸는 내부 엔빌로프(20)를 도시한다. 도 3b에 도시된 내부 엔빌로프(20)는 도우징 에이드(19) 상에 도포되는 기체 발생제(18)를 포함한다. 도우징 에이드(19)는, 예를 들어 흡수지 재료, 직조 또는 부직 섬유 재료, 또는 스폰지형 재료인 기체 발생제(18)를 흡수할 수 있는 어떤 재료로든 만들어질 수 있을 것이다. 도 3b에서는, 압지(blotting paper)가 도우징 에이드(19)로서 이용된다. 도우징 에이드(19)는 미리 정해진 양의 기체 발생제(18)로 적셔지고, 그 후, 내부 공동(16) 속에 삽입된다. 이것은 위에서 기술되는 제1 방법과 유사한 방식으로 행해질 수 있다. 위에서 기술되는 절차에 대한 대안으로서, 제1 단계에서 도우징 에이드(19)에 기체 발생제(18)가 제공될 수 있을 것이며, 그 후, 제1 내부 엔빌로프 층(12)과 제2 내부 엔빌로프 층(14)이 서로 결합되기 전에, 도우징 에이드(19)는 제1 내부 엔빌로프 층(12)과 제2 내부 엔빌로프 층(14) 사이에 배열될 수 있을 것이다. 활성화 되면, 기체 발생제(18)가 도우징 에이드(19)로부터 방출되고 내부 공동(16)을 팽창시킬 것이다.

도 3b의 실시예에서는, 도우징 에이드(19)가 내부 공동(16)보다 측면 치수가 더 작아서, 도우징 에이드(19)가 제1 내부 엔빌로프 층(12)과 제2 내부 엔빌로프 층(14)의 결합부(예를 들어, 봉합선을 따르는)와 간섭하지 않게 한다.

도 3c는 또다른 실시예에 따라 내부 공동(16)을 둘러싸는 내부 엔빌로프(20)를 도시한다. 이 실시예에서는, 또한, 내부 엔빌로프(20)는 도우징 에이드(19) 상에 도포되는 기체 발생제(18)를 포함한다. 이 실시예에서, 도우징 에이드(19)는 내부 엔빌로프 층(12, 14)들을 서로 결합시키기 위해 이용되는 결합 공정과 간섭하지 않는 재료로 만들어지거나, 또는 밀폐 층으로서의 그러한 결합 공정을 지원하는 재료로 만들어질 수도 있을 것이다. 이것은, 제1 내부 엔빌로프 층(12)과 제2 내부 엔빌로프 층(14)이 서로 결합되기 전에, 도우징 에이드(19)가 이들 사이에서의 샌드위치 유형 배열로 도포되게 한다. 도우징 에이드(19)는 제1 내부 엔빌로프 층(12)과 제2 내부 엔빌로프 층(14)이 서로 결합되는 밀폐 영역들을 덮을 수도 있을 것이며, 그러므로 도우징 에이드(19)는 시트형 구성을 갖고 제1 내부 엔빌로프 층(12)과 제2 내부 엔빌로프 층(14) 사이에 끼워지며 제1 내부 엔빌로프 층(12)과 제2 내부 엔빌로프 층(14)의 전체 밀폐 영역을 덮는 도우징 에이드 층(19)의 형태로 이용될 수 있을 것이다. 제1 내부 엔빌로프 층(12) 및 제2 내부 엔빌로프 층(14)은, 예를 들어 사이에 끼워지는 도우징 에이드(19)와 용접함으로써 밀폐 영역을 따라 서로 결합된다.

기체 발생제(18)가 제1 내부 엔빌로프 층(12) 및 제2 내부 엔빌로프 층(14)의 결합과 간섭하지 않는다면, 기체 발생제(18)는 도우징 에이드(19)에 전체로서 도포될 수 있을 것이다. 밀폐 부분에서의 도우징 에이드에 대해 기체 발생제가 도포되는 영역을 제한하기 위해, 기체 발생제(18)는 도우징 에이드(19) 상에 별개의 줄의 형태로 도포될 수 있을 것이다. 그러면, 줄과 줄 사이의 거리는 각각의 내부 엔빌로프가 한 줄의 기체 발생제에 의해 교차되도록 선택될 수 있다. 내부 공동(16)의 내측일 것인, 즉 제1 내부 엔빌로프 층(12)과 제2 내부 엔빌로프 층(14)이 서로 결합되는 밀폐 영역에 의해 완전히 둘러싸일 것인 도우징 에이드(19)의 부분에만 기체 발생제(18)를 도포하는 것이 일반적으로 더 양호할 것이다. 이 방식으로, 내부 엔빌로프(20)의 적절한 활성화 및 팽창을 위한 the 원하는 예정된 양의 기체 발생제(18)가 더 정밀하게 조절될 수 있다. 예를 들어, 기체 발생제(18)는, 제각각의 내부 공동(16) 속에 전부 완전히 둘러싸여 있는 복수의 별개의 점 또는 영역들의 어레이로 도우징 에이드(19)에 도포될 수 있을 것이다.

사이에 있는 도우징 에이드를 용접함으로써 제1 내부 엔빌로프 층(12)과 제2 내부 엔빌로프 층(14)이 서로 결합되는 한 실시예에서는, 도우징 에이드(19)가 폴리프로필렌 부직포와 같은 섬유 구조체일 수 있거나; 또는 확장된 폴리에틸렌(ePE)과 같은 다공성 재료로 만들어질 수 있거나; 또는 확장된 폴리프로필렌(ePP)으로 만들어질 수 있을 것이다. 이러한 재료의 각각은 그 재료의 층이 사이에 끼어 있는 상태에서 제2 내부 엔빌로프 층(14)에 대한 제1 내부 엔빌로프 층(12)의 용접을 허용한다.

또다른 실시예에서는, 제1 내부 엔빌로프 층(12) 및/또는 제2 내부 엔빌로프 층(14)이 도우징 에이드(19)의 기능을 제공할 수 있을 것이다. 이것은, 제2 내부 엔빌로프 층(14)에 대해 제1 내부 엔빌로프 층(12)을 용접할 때 접촉해 오는 제1 내부 엔빌로프 층(12) 및/또는 제2 내부 엔빌로프 층(14)의 최내부 층을 적합한 재료, 예를 들어 전에 언급한 재료들로부터 형성함으로써 달성될 수 있다.

도 3c에 도시된 실시예에서, 도우징 에이드(19)는, 두개의 내부 서브 공동(16a 및 16b)이 형성되는 방식으로 제1 내부 엔빌로프 층(12)과 제2 내부 엔빌로프 층(14)의 사이에 또다른 층의 형태로 끼워진다. 내부 서브 공동(16a)은 상부 라미네이트 층(12) 및 도우징 에이드 층(19)에 의해 둘러싸이고, 내부 서브 공동(16b)은 하부 라미네이트 층(14)과 도우징 에이드 층(19)에 의해 둘러싸인다. 활성화 되면, 기체 발생제(18)가 도우징 에이드 층(19)으로부터 방출되고 내부 서브 공동(16a 및 16b)을 팽창시킬 것이다. 도우징 에이드(19)는 기체 발생제(18)와 관련해서 유밀적이 아니며, 적어도 기체 발생제(18)가 활성화 구성(기체의 구성)에 있는 동안에는 아니고, 내부 서브 공동(16a 및 16b)에서의 기체 발생제(18)의 일부 교환은 가능성을 유지한다. 이 실시예는 엔빌로프 내에서의 기체 발생제의 대류가 제한된다는 이점을 갖는다.

도 3d는 또다른 실시예에 따른 다른 한 내부 엔빌로프(20)를 도시한다. 도 3d의 엔빌로프(20)는, 도 1b에서의 층(6)에 따른, 제1 내부 엔빌로프 층(12)과 제2 내부 엔빌로프 층(14) 및 중간 층(21)을 갖는다. 중간 층(21)은 샌드위치 유형 배열로 층(12)과 층(14) 사이에 끼어 있다. 이 배열은 형성되는 두개의 내부 서브 공동(16a 및 16b)을 제공한다. 기체 발생제(18)는 제1 내부 서브 공동(16a)을 위한 제1 기체 발생제(18a) 및 제2 내부 서브 공동(16b)을 위한 제2 기체 발생제(18b)로 분리해서 제공된다. 또다른 실시예에서는, 제1 기체 발생제(18a)가, 도 3b의 실시예와 유사하게 제1 도우징 에이드에 의해 제공될 수 있을 것이다. 제2 기체 발생제(18b)도, 마찬가지로 도 3b의 실시예와 유사하게 제2 도우징 에이드에 의해 제공될 수 있을 것이다.

또한, 중간 층(21)은, 불활성화 구성에서의 기체 발생제(18)와 관련해서뿐만 아니라, 활성화 구성에서의 기체 발생제(18a, 18b)와 관련해서도, 본질적으로 유밀 재료로 만들어진다. 중간 층(21)은, 위에서 기술된 바와 같이, 제1 내부 엔빌로프 층(12)과 제2 내부 엔빌로프 층(14) 사이의 유밀 결합을 제공하는 재료로 만들어지기도 한다. 도 3a의 실시예에서의 재료들의 적합한 조합은 다음과 같다. 즉, 제1 내부 내부 엔빌로프 층(12): PET/AI/PE(도 1a 참조); 중간 층: PE/AI/PE(도 1b 참조); 제2 내부 엔빌로프 층(14): PET/AI/PE(도 1a 참조).

자신의 양면 둘 다에서 제1 도우징 에이드 층 및 제2 도우징 에이드 층으로 코팅되는 중간 층(21)을 이용하는 것도 가능하며, 그러한 코팅 층은 제각기 제1 내부 서브 공동(16a) 및 제2 내부 서브 공동(16b)을 위한 도우징 에이드로서 작용한다.

도 3d의 실시예에서는, 내부 서브 공동(16a 및 16b)의 크기/체적, 및 대응적으로, 내부 서브 공동(16a, 16b) 속에 충전될 기체 발생제(18a, 18b)의 양이 원하는 대로 조절될 수 있다. 내부 서브 공동(16a 및 16b) 속에서 제각기 상이한 기체 발생제(18a 및 18b)를 이용하는 것도 가능하다. 이것은, 내부 서브 공동(16a, 16b) 중 규칙적으로 하나가 다른 내부 서브 공동보다 열원에 더 가깝게 배열될 것이라는 점에서 중요할 수 있다. 그래서, 도 3d의 엔빌로프(20)는, 열원에 더 가깝게 배열되는 내부 서브 공동(16a 또는 16b) 속의 기체 발생제(18a 또는 18b)가 다른 내부 서브 공동보다 더 높은 활성화 온도를 갖게 하는 방식으로, 설계될 수 있다. 또한, 두개의 "독립적인" 내부 서브 공동의 제공은, 내부 서브 공동 중 하나가 파열된 경우에도 적응적 절연 시스템이 여전히 작동한다는 의미에서 중복성(redundance)을 제공한다.

도 3d는, 내부 엔빌로프(20)의 두께(d)가 두개의 거리 da(제1 내부 서브 공동(16a)의 두께), 및 db(제2 내부 서브 공동(16b)의 두께)에 의해 판단될 것임을 더 나타낸다. 기체 발생제(18a, 18b)가 불활성화 구성으로부터 활성화 구성으로 제각기 변화할 것인 경우에는, da 및 db 둘 다 증가할 것이다. 기체 발생제(18a 및 18b)의 활성화 후, 이 발명에 따른 라미나 구조체의 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 D0로부터 D1으로의 증가(도 6a 및 도 6b 또는 도 7a 및 도 7b 참조)는 내부 엔빌로프(20)의 두께(d)의 증가, 및 그러므로 제1 내부 서브 공동(16a)의 두께(da)의 증가 플러스 제2 내부 서브 공동(16b)의 두께(db)의 증가에 의해 주어지는 것과 사실상 일치한다.

기체 발생제(18)의 정확한 도우징을 가능하게 하는 것 외에, 도우징 에이드(19)는, 도 3c에 도시된 바와 같이, 그것이 제1 내부 엔빌로프 층(12)과 제2 내부 엔빌로프 층(14) 사이의 중간 시트로서 샌드위치 유형 구성으로 도포될 수 있다는 이점을 제공한다. 이것은 내부 엔빌로프(20)의 매우 단순화 된 제조를 허용한다. 하나의 시트의 내부 엔빌로프 층(12), 하나의 시트의 도우징 에이드(19) 및 하나의 시트의 내부 엔빌로프 층(14)만을 이용하여 복수의 내부 엔빌로프(20)를 제조하는 것이 가능하다. 최종 절단 단계를 생략하는 것, 즉 복수의 단일의 내부 엔빌로프(20)를 제공하지 않지만, 복수의 내부 엔빌로프의 어레이를 포함하는 샌드위치 유형 라미네이트 시트 층을 제공하는 것도 상상할 수 있다. 인접한 내부 엔빌로프(20)들 사이의 이용되지 않는 부분들을 절단함으로써, 개별적 내부 엔빌로프(20)가 생성될 수 있거나, 또는 내부 엔빌로프(20)의 메시(mesh)가 생성될 수 있다. 내부 엔빌로프의 메시를 생성하기 위해, 내부 엔빌로프의 완전한 밀폐 선을 따라 절단이 행해지지 않고, 인접한 내부 엔빌로프들을 서로 연결하는 웨브들은 남겨진다.

중간 층(21)과 관련해서 유사한 고려 사항들이 적용된다.

도 4a, 도 4b 및 도 4c는, 내부 엔빌로프 구조체를 형성하기 위해 결합부(23a)를 거쳐 서로 결합되는 두개의 내부 엔빌로프(20a 및 20b)의 배열을 도시한다. 그러한 배열은 사용 중에 도 3d에 도시된 실시예와 매우 유사한 특성들을 갖는다. 내부 엔빌로프(20A, 20B)의 각각은 제각각의 내부 공동(16a, 16b)을 둘러싼다. 제1 내부 공동(16a)은 도 3b의 실시예와 유사한 방식으로 제1 기체 발생제(18a)가 제공되는 제1 도우징 에이드(19a)를 포함한다. 제2 내부 공동(16b)은 도 3b의 실시예와 유사한 방식으로 제2 기체 발생제(18b)가 제공되는 제2 도우징 에이드(19b)를 포함한다. 도 3b의 실시예에 따른 도우징 에이드(19a, 19b)의 이용에 대한 대안으로, 기체 발생제(18a 및 18b)는, 도 3a의 실시예와 유사하게 도우징 에이드를 이용하지 않거나, 또는 도 3c의 실시예와 유사하게 도우징 에이드 층(19a, 19b)을 이용하여, 제공될 수 있을 것이다. 각각의 내부 엔빌로프(20a, 20b)는 본질적으로 유밀적이다. 제1 기체 발생제(18a) 및 제2 기체 발생제(18b)의 활성화에 대한 옵션에 관해서는, 도 3d의 실시예와 관련해서 위에서 개략적으로 설명한 것과 동일한 것이 적용된다.

도 4a의 실시예에서는, 내부 엔빌로프(20A, 20B)들 둘 다 본질적으로 동일한 크기를 갖는다. 도 4b는, 내부 엔빌로프(20a)가 내부 엔빌로프(20b)보다 더 작은 것을 제외하고는, 도 4a의 실시예와 동일한 또다른 실시예를 도시한다.

도 4a 및 도 4b의 실시예에서는, 내부 엔빌로프(20A, 20B)들의 중앙 부분에 배치되는 결합부에 의해 내부 엔빌로프(20A, 20B)들이 서로 결합된다. 그러므로, 도 3d의 실시예와 유사하게, 내부 엔빌로프 구조체의 두께(d)는 두개의 거리 da(제1 내부 공동(16a)의 두께), 및 db(제2 내부 공동(16b)의 두께)의 합에 의해 판단된다. 기체 발생제(18a 및 18b)의 활성화 후, 제1 층과 제2 층 사이의 거리(D)의 증가는 내부 엔빌로프 구조체의 두께(d)의 증가, 및 그러므로 제1 내부 공동(16a)의 두께(da)의 증가 플러스 제2 내부 공동(16b)의 두께(db)의 증가에 의해 주어지는 것과 사실상 일치할 것이다.

내부 엔빌로프(20a 및 20b)의 결합은 적합한 접착제에 의해, 용접에 의해 또는 스티칭(stitching)에 의해(스티칭의 경우에는, 유밀성을 유지하기 위해 적절한 수단이 취해져야 한다) 실행될 수 있다.

도 4c는 엔빌로프 구조체를 형성하기 위해 서로 결합되는 두개의 내부 엔빌로프(20A, 20B)의 또다른 개략적 배열을 도시한다. 이 실시예에서는, 내부 엔빌로프(20A, 20B)의 측단부 중 하나에 배치되는 결합부(23b)에 의해 내부 엔빌로프(20A, 20B)들이 서로 결합된다. 도 4c에서 알 수 있듯이, 결합부(23b)의 그러한 측면 배열에 의해, 제1 내부 엔빌로프(20a)의 측면 평면과 제2 내부 엔빌로프(20b)의 측면 평면 사이에 제로(zero)보다 더 큰 각도(γ)가 형성된다. 내부 엔빌로프(20a, 20b)의 측면 평면은, 제각기 내부 엔빌로프의 두께 방향에 대해 직교하는 평면이라고 정의된다.

도 4c에 도시된 바와 같은 측면 결합부(23b)에 의해, 내부 엔빌로프 구조체의 두께(d)는 제1 내부 공동(16a)의 두께(da) 플러스 제2 내부 공동(16b)의 두께(db)의 합에 의해 판단되지 않으며, da 및 db는, 제각기 공동(16a, 16b)의 평평한 평면에 직교하게 측정된다(도 4a 및 도 4b의 실시예를 위해 나타낸 바와 같이). 자세히 말하자면, 도 4c에 도시된 바와 같이, 내부 엔빌로프 구조체의 두께(d)는 제2 내부 공동(16b)의 두께(db) 플러스 제1 내부 공동(16a)의 "유효 두께"(da')에 의해 판단된다. 제1 내부 공동의 "유효 두께"(da')는

에 의해 대략적으로 주어지며, 여기에서, A는 제1 내부 엔빌로프(20a)의 측면 치수이다.

기체 발생제(18a, 18b)의 활성화 후에, 제1 내부 엔빌로프(20A) 및 제2 내부 엔빌로프(20B)는 자신들의 조건을 불활성화 조건(내부 엔빌로프(20A, 20B)들 둘 다 본질적으로 평탄함)으로부터 활성화 조건(내부 엔빌로프(20A, 20B)들 둘 다 팽창되고, 그래서 볼록한 형상으로 됨)으로 변화시킬 때, 각도(γ)는 증가할 것이다. 그럼으로써, 기체 발생제(18a, 18b)의 활성화 구성에서의 제1 내부 공동(16a)의 유효 두께(da')의 증가는 내부 공동(16a)의 평평한 평면에 직교하게 측정되는 제1 내부 공동(16a)의 두께(da)의 증가보다 더 커진다(도 4a 및 도 4b 참조). 기체 발생제(18a 및 18b)의 활성화 후, 이 발명의 라미나 구조체의 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 증가는 내부 엔빌로프 구조체의 두께(d)의 증가, 및 그러므로 제1 내부 공동(16a)의 두께(da)의 증가 플러스 제2 내부 공동(16b)의 두께(db)의 증가에 의해 주어지는 것과 사실상 일치할 것이다.

불활성화 조건으로부터 활성화 조건으로 변화시킬 때 각도(γ)를 증가시킴으로써, 도 4c의 내부 엔빌로프 구조체는 힌지와 유사한 기능을 제공한다. 이것은, 특히 엔빌로프들이 불활성화 조건에서 본질적으로 평탄한 구성을 갖는 경우에는, 그러한 구성에서는 내부 엔빌로프의 측면 치수(A)가 크고, 활성화시에 각도(γ)가 현저하게 증가할 것이므로, 그러한 거리를 증가시키는 매우 효율적인 방식이다. 불활성화 조건으로부터 활성화 조건으로 변화할 때, 아코디언을 펼치는 방식의 확연한 힌지형 거동을 제공하기 위해, 두개를 초과하는 내부 엔빌로프(20A, 20B)도 이러한 방식으로 결합될 수 있다.

이 힌지형 거동의 결과는, 내부 엔빌로프 구조체가 도 4c의 엔빌로프 구조체를 사이에 끼운 직물 구조체의 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 큰 증가를 허용하는 것이다. 대안적으로, 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 원하는 증가를 달성하기 위해, 단일의 내부 엔빌로프들이 이용되었다면, 또는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같은 내부 엔빌로프 구조체가 이용되었더라도 불가피했을 것인 것보다 훨씬 더 작은 직물의 면적을 덮는, 내부 엔빌로프 구조체가 이용될 수 있다.

바로 전에 기술된 바와 같이, 복수의 두개의 또는 그 이상의 내부 엔빌로프(20A, 20B, ...)를 서로의 위아래로 배열함으로써, 내부 엔빌로프 구조체 전체로서의 두께의 매우 큰 증가가 달성될 수 있고, 그럼으로써 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 매우 확연한 증가가 가능하게 한다. 결과는, 온도 변화의 결과로서 단열 능력을 매우 효과적 증가시키는 것이다. 이것은 특히, 불활성화 조건으로부터 활성화 조건으로 변화할 때 힌지형 효과를 제공하는 도 4c의 실시예에 대해 유지한다.

또한, 도 4c의 실시예에서는, 내부 엔빌로프(20a 및 20b)의 결합은 적합한 접착제에 의해, 용접에 의해 또는 스티칭(stitching)에 의해(스티칭의 경우에는, 유밀성을 유지하기 위해 적절한 수단이 취해져야 한다) 실행될 수 있다.

도 5는, 예를 들어 도 3a 내지 도 4c에 도시된 바와 같은 유형의 내부 엔빌로프(20), 및 외부 엔빌로프(24)를 포함하는 엔빌로프 구조체(포괄적으로 10으로 지정됨)의 형태로 라미나 구조체의 단순화 되고 개략적인 횡단면도를 도시한다. 내부 엔빌로프(20)는 내부 공동(16)을 둘러싼다. 외부 엔빌로프(24)는 외부 공동(22)을 둘러싼다. 내부 엔빌로프(20)는 외부 공동(22) 속에 포함된다. 내부 엔빌로프(20)는 도 1a 또는 도 1b에 도시된 바와 같은 재료로 된 두개의 내부 엔빌로프 층(12, 14)으로 형성된다. 내부 엔빌로프 층(12, 14)은 내부 엔빌로프 결합부(13a, 13b)를 따라 서로 유밀적으로 결합된다. 외부 엔빌로프(24)는 도 1c, 도 1d 또는 도 1e에 도시된 바와 같은 재료로 된 두개의 외부 엔빌로프 층(26, 28)으로 형성된다. 외부 엔빌로프 층(26, 28)은 외부 엔빌로프 결합부(27a, 27b)를 따라 서로 결합된다. 내부 공동(16)은 포괄적으로 18로 지정되는 기체 발생제를 포함한다. 도 5에서, 기체 발생제(18)는 불활성화 구성에서의 액체이다. 대안적 실시예에서는, 기체 발생제(18)가 불활성화 구성에서 고체, 예를 들어 분말일 수 있을 것이다. 그러한 단일의 엔빌로프 구조체(10)는 이 발명에 따른 라미나 구조체의 가장 단순한 형태일 수 있을 것이다. 도 5에서뿐만 아니라, 도 6a, 도 7a, 도 9a 내지 도 9d의 각각에서도, 기체 발생제(18)의 불활성화 구성에서의 라미나 구조체(10)가 도시되고, 그러므로 내부 엔빌로프(20)뿐만 아니라, 외부 엔빌로프(24)도, 불활성화 조건이라고 지칭되기도 하는, 비팽창되는, 본질적으로 평탄한 구성을 갖는다. 불활성화 조건에서, 길이 방향 및 폭 방향으로의 엔빌로프(20, 24)의 치수는, 도 5에서 d 또는 D로 지정되는, 두께 방향으로의 엔빌로프(20, 24)의 치수보다 훨씬 더 크다. 길이 방향으로의 치수는 도 5에서 a0 또는 A0라고 지정된다. 폭 방향의 치수는 투영의 평면에 대해 직교하며, 그래서 지정되지 않는다. 폭 치수에서의 엔빌로프(20, 24)의 길이는 이러한 예에서는 A0와 동등하다. 다른 실시예들에서는, 폭 방향의 치수가 한층 더 클 수 있을 것이다.

외부 엔빌로프(24)는 두개의 외부 엔빌로프 층(26, 28)으로 만들어진다. 외부 엔빌로프 층(26, 28)은 제각기 도1c, 도 1d, 도 1e, 도 1f와 관련해서 위에서 기술된 바와 같은 구성 또는 모놀리식 또는 복합 시트형 재료의 유사한 구성을 가질 수 있을 것이다. 특히, 명시적으로 도시되지 않았을지라도, 외부 엔빌로프 층(26, 28)은 제각기, 예를 들어 도 1b 내지 도 1f에서 묘사되는 바와 같고 서로에 대해 라미네이트 되는 다중 시트를 갖는 복합 구조체로 만들어질 수 있을 것이다. 상기 복합 구조체는 외부 엔빌로프(24)의 제1 부분(도 5에서의 상부) - 이 제1 부분은 외부 공동(22)의 제1 부분을 둘러쌈 -, 외부 엔빌로프(24)의 제2 부분(도 5에서의 하부) - 이 제2 부분은 외부 공동(24)의 제2 부분을 둘러쌈 - 을 제각기 형성한다. 외부 공동(22)의 제1 부분을 둘러싸는 외부 엔빌로프 층(26) 및 외부 공동(22)의 제2 부분을 둘러싸는 외부 엔빌로프 층(28)은 일치하는 구성을 가질 수 있을 것이지만, 이 것이 불가피한 요구는 아니다. 어떤 선호되는 실시예들에서는, 제1 외부 엔빌로프 층(26)이 제2 외부 엔빌로프 층(28)과 상이한 구성을 갖는다.

또한, 제1 외부 엔빌로프 층(26)은 제2 외부 엔빌로프 층(28)과 상이한 엔빌로프 재료로 만들어질 수 있을 것이다. 한 실시예에서는, 제1 외부 엔빌로프 층(26)은 도 1f에 따른 시트형 층의 형태이고, 제2 외부 엔빌로프 층(28)은 도 1d에 따른 시트형 층의 형태이다.

외부 엔빌로프(24)는 폐쇄 루프를 형성하는 결합부(27a, 27b)를 따라 두개의 외부 엔빌로프 층(26, 28)을 서로 결합함으로써 형성된다. 그러한 방식으로, 외부 엔빌로프(24)에 의해 둘러싸인 외부 공동(22)이 형성된다. PU로 만들어진 외부 엔빌로프 층(26, 28), 또는 다른 외부 엔빌로프 층에 대해 노출되는 PU 층을 제각기 포함하는 외부 엔빌로프 층(26, 28)이, 접착제를 형성하기 위해 PU 재료를 용접하기 위해 또는 용융시킴으로써 결합층으로서 이용될 수 있다. 다른 한 엔빌로프 층에 결합될 외부 엔빌로프 층 중 어떤 것이든 용접하기 위해 또는 예를 들어 ePTFE로 된 접착제로서 이용 가능하지 않은 다른 재료로 만들어지는 경우에, 적합한 접착제의 이용에 의해 결합이 달성될 수 있다.

재료 자체가 기체 발생제(18)에 의해 생성되는 적어도 하나의 비극성 기체와 관련해서 반투과성(수증기 투과성 및 기체 불투과성)이라면, 위에서 개략적으로 설명한 바와 같이, 외부 엔빌로프(24)를 만들기 위해, 대안적 재료들이 이용될 수 있을 것이다. 또다른 요구는, 기체 발생제(18)의 활성화 후 충분히 긴 시간 동안 기체 외부 공동(22) 속에 포함되어 유지되는 것을 확실하게 하기에 충분하게 기밀적으로 외부 엔빌로프 층(26, 28)이 서로 결합될 수 있어야 한다는 것이다.

외부 엔빌로프(24)는 내부 엔빌로프(20)를 포함하는 외부 공동(22)을 둘러싼다. 내부 엔빌로프(20)는 기체 발생제(18)로 충전된다. 도 5에 묘사된 바와 같이, 기체 발생제(18)는 기체 발생제(18)의 불활성화 구성을 형성하는 상온에서 적합한 평형 증기압을 갖는 액체이도록 선택된다. 도 5에 도시된 기체 발생제(18)의 불활성화 구성에서, 기체 발생제(18)는, 자신의 평형 증기압에 따라 일부의 양이 기상인 채로 사실상 자신의 액상에 있다. 내부 엔빌로프(20)는 내부 공동(16)의 사실상 유밀 인클로저를 제공하고, 그러므로 내부 공동(16)은 거의 전체적으로 기체 발생제(18)로 채워지며, 내부 공동(16)의 단지 무시할 만한 체적만 다른 기체로, 특히 기체 발생제(18)가 충전되었을 때 내부 공동(16) 속에 둘러싸여 있던 공기의 잔량으로 충전된다. 개시되는 예에서는, 기체 발생제(18)가 화학식 CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂를 갖는 유체이다. 그러한 유체는 일반적으로 화재를 진압하기 위해 이용되고 쓰리엠(3M)으로부터 상품명 "Novec^® 1230 Fire extinguishing fluid"로서 상업적으로 구매 가능하다. 위에서 정한 바와 같이, 기체 발생제를 위해 다른 유체들이 이용될 수 있을 것이다. 대안적으로, 기체 발생제(18)는 불활성화 구성을 형성하는 상온에서 분말에게 선택될 수 있을 것이다.

도 5에 도시된 바와 같은 엔빌로프 구조체의 형태의 라미나 구조체(10)의 활성화 과정에서의 기능성은 도 6a, 도 6b 및 도 6c에 보여지고 있다. 도 6a는 액상의 기체 발생제(18)를 갖는 불활성화 조건에서의 도 5의 엔빌로프 구조체(10)를 도시한다. 도 6b는 1차 활성화 조건에서의, 즉 기체 발생제(18)의 대부분이 그것의 기체로 증발된 후, 그러나 여전히 내부 공동(16) 내에 완전히 둘러싸여 있는, 엔빌로프 구조체(10)를 도시한다. 도 6a와 도 6b를 비교함으로써, 내부 엔빌로프(16)의 형상이, 단지 작은 두께(d0)(불활성화 조건에서 제1 내부 엔빌로프 층(12)의 외면과 제2 내부 엔빌로프 층(14)의 외면 사이의 거리(d0)에 대응하는)만을 갖는 평탄한 형상으로부터 도 6b의 1차 활성화 조건에서의 훨씬 더 긴 두께(d1)를 갖는 오목한 형상으로 변화되었음을 알 수 있다. 대응적으로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 1차 활성화 조건에서, 거리(d)가 측정되는 방향으로 정해진 바로서의 두께 방향에 직교하는 측방향으로의 내부 엔빌로프(20)의 치수는 약간 저감한다. 액체 기체 발생제(18)에 의해 도시된 실시예에 관해서 말하자면, 제1 내부 엔빌로프 층(12) 및 제2 내부 엔빌로프 층(14)은, 기체 발생제(18)의 활성화에 대한 응답 후, 어떤 방향으로도 현저하게 길쭉하지 않는 본질적으로 비신축성 또는 비탄성 재료로 만들어진다. 그러나, 기체 발생제(18)의 활성화시 내부 공동(16)에서의 증가하는 압력에 응답하여, 내부 엔빌로프(20)의 형상은 내부 공동(16)의 최대 체적이 도달되는 방식으로 변화한다.

내부 엔빌로프(20)의 두께(d)를 d0로부터 d1으로 증가시킬 때, 동시에, 엔빌로프 구조체의 두께 또는 라미나 구조체(10)의 두께(D)가 대응적으로 증가하는데, 이것은 내부 엔빌로프(20)가 외부 엔빌로프(24)의 내측 표면과 맞닿고, 그러므로 외부 엔빌로프(24)의 제각각의 마주보는 벽들을 서로로부터 멀어지게 밀어내기 때문이다. 그럼으로써, 외부 엔빌로프 층(26 및 28)들 사이의 두께 방향의 거리가 기체 발생제(18)의 불활성화 구성에서의 D0의 값(도 6a 참조)으로부터 1차 활성화 조건에서의 D1의 값(도 6b 참조)으로 증가한다.

온도가 기체 발생제(18)에 의해 발생되는 기체 압력을 더 증가시킴에 따라, 내측 내부 공동(16)은 더 증가한다. 내부 엔빌로프(20)가 증가되는 온도 및 증가되는 기체 압력에 얼마간 노출될 때, 내부 엔빌로프(20)의 재료는 더 이상 그러한 압력을 견딜 수 없고, 내부 엔빌로프(20)는 파열하거나 또는 다른 방식으로 천공된다. 내부 엔빌로프(20)가 파열하거나 또는 천공되기 위해 필요한 한계 노출 시간은 내부 공동(16) 속에서의 기체 발생제(18)의 압력, 및 내부 공동(16) 속의 기체 온도에 의존한다. 내부 공동(16) 속의 기체 압력이 더 높고 내부 공동(16) 속의 온도가 더 높을수록, 한계 노출 시간이 더 짧을 것이다. 도 6c에 도시된 그러한 상황에서, 기체 발생제(18)는 외부 공동(22)으로 방출되고 외부 공동(22)을 충전할 것이다. 그럼으로써, 기체 발생제(18)는, 제1 외부 엔빌로프 층(26)과 제2 외부 엔빌로프 층(28) 사이의 거리가 2차 활성화 조건에서 제3 거리(D2)에 도달하기까지, 외부 엔빌로프(24)를 직접 팽창시킨다. 일반적으로 선호되는 것은, 제2 활성화 조건으로 변화시키기 위해 내부 엔빌로프(20)가 파열하거나 또는 천공될 때, 기체 발생제(18)가 아직 기체로 완전히 방출되지 않는 것이다. 내부 엔빌로프를 적합한 재료로 만들고 선택되는 기체 발생제(18)의 적합한 양을 내부 공동 속에 충전함으로써 한계 노출 시간이 조절될 수 있을 것이다.

도 7a, 도 7b, 및 도 7c는 이 발명에 따른 라미나 구조체(10)의 또다른 실시예를 위한 유사한 활성화 과정을 도시한다.

도 7a 내지 도 7c의 실시예는 위에서 도 6a 내지 도 6c와 관련해서 상세하게 기술되는 바와 같은 복수의 엔빌로프 구조체를 포함한다. 그러한 엔빌로프 구조체는 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이에 형성된다.

이 실시예에서는, 제1 층(26) 및 제2 층(28)이 다음과 같은 상이한 재료로 만들어진다. 즉,

a) 제1 층(26)은 ePTFE 막 및 PU로 만들어진 친수성 층을 포함하는 막 구조체를 포함한다. 막 구조체는 미국 4 194 041에 따라 만들어진다. 막 구조체는 자신의 ePFTE 면에서 시트형 2층 라미네이트를 형성하는 부직 섬유 층에 접착된다(도 1f). 이 제1 층(26)은 본질적으로 비탄성 또는 비신축성이다.

b) 제2 층(28)은 ePTFE 막 및 PU로 만들어진 친수성 층을 포함하는 막 구조체를 포함한다. 막은 미국 4 194 041에 따라 만들어진다. 이 제2 층(28)은 본질적으로 탄성 또는 신축성이다.

층(26, 28)들은 PU 층을 거쳐 서로 결합된다. 횡단면에서, 라미나 구조체(10)는 도 7a(불활성화 조건), 도 7b(1차 활성화 조건), 및 도 7c(2차 활성화 조건)에 도시된 바와 같은 구성을 갖는다.

가능한 구성에서, 층(26, 28)은 포켓이 형성되는 방식으로 결합부(27a, 27b, 27c, 27d)에 연결될 수 있을 것이며, 즉 상면도에서 볼 때, 결합부(27a, 27b, 27c, 27d)는 폐쇄된 곡선을 형성한다. 이렇게 형성되는 포켓은 라미나 구조체의 외부 엔빌로프(24)로서 구성된다. 예로서, 제1 층(26) 및 제2 층(28)은 누벼진(quilted) 복합체의 형태로 스티치에 의해 연결되고 나중에 밀폐될 수 있거나, 또는 외부 엔빌로프(24)의 더 양호한 유밀 또는 기밀이 요구되는 경우에 서로 용접될 수 있을 것이다.

이 실시예에서는, 제1 층 및 제2 층(26, 28)을 연결함으로써 형성되는 외부 엔빌로프(24)의 각각이 제각기 하나의 내부 엔빌로프(20)를 받아들인다. 각각의 외부 엔빌로프(24)가 하나를 초과하는 내부 엔빌로프(20)를 받아들이거나, 또는 포켓들 중 일부는 어떤 내부 엔빌로프(20)도 받아들이지 않는 다른 실시예들을 상상할 수 있다. 그렇게 해서, 내부 엔빌로프(20)는, 층(26, 28)들에 의해 한정되는 길이/폭 평면에서의 이동과 관련해서, 자신들의 제각각의 포켓/외부 엔빌로프(24)에 의해 고정된다. 한 실시예에서는, 내부 엔빌로프가, 예를 들어 접착제 점들에 의해 외부 엔빌로프의 내부 표면에 고정된다.

이 실시예에서는, 기체 발생제(18)가 도 7a에 도시된 불활성화 구성에서 분말인 것으로 선택된다. 그러한 분말은 가열 하에서 분해한 분해 생성물 중의 하나가 기체 CO₂일 것인 중탄산나트륨("베이킹 소다") NaHCO₃를 포함할 수 있을 것이다. 대안적으로, 내부 엔빌로프(20)가 해당 액체와 관련해서 유밀적이라면, 액체 기체 발생제(예를 들어, 위에서 언급한 CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂)가 이용될 수 있다.

활성화 사이클에서 하나 또는 복수의 엔빌로프(20)를 포함하는 라미나 구조체(10)의 기능성이 도 7a, 도 7b 및 도 7c에서 보여진다. 도 7a는 기체 발생제(18)가 고상인 불활성화 조건에서의 라미나 구조체(10)를 도시한다. 도 7b는 1차 활성화 조건에서의 라미나 구조체(10)를 도시하며, 즉 기체 발생제(18)가 자신의 기체로 변환되었지만, 기체 발생제는 내부 공동(16) 속에 한정되어 있다. 도 6a 내지 도 6c의 실시예와 유사하게, 도 7a와 도 7b를 비교함으로써, 내부 엔빌로프(20)의 형상이 불활성화 조건에서의 단지 작은 두께(d0)만을 갖는 평탄한 형상으로부터 1차 활성화 조건에서의 훨씬 더 큰 두께(d1)를 갖는 오목한 형상으로 변화되었음을 알 수 있다. 도 7a와 도 7b를 비교하면, 기체 발생제(18)의 활성화가 외부 엔빌로프(24) 속에 수용된 내부 엔빌로프(20)를 팽창시키고 있음이 명백해진다. 내부 엔빌로프(20)의 그러한 팽창은 제1 층(26)과 제2 층(28)의 서로로부터 멀어지는 이동을 유도하며, 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리(D)를 제1 거리(D0))로부터 제2 거리(D1)로 증가시킨다.

제1 외부 엔빌로프 층(26)은 본질적으로 비탄성 또는 비신축성 재료로 만들어지고, 제2 외부 엔빌로프 층(28)은 본질적으로 탄성 또는 신축성 재료로 만들어질 수 있다. 그러므로, 기체 발생제(18)의 활성화에 응답하여 제2 외부 엔빌로프 층(28)의 표면적만 증가한다. 그럼으로써, 기체 발생제(18)의 활성화시의 내부 공동(16) 속의 증가하는 압력 및 내부 엔빌로프(20)의 대응하는 팽창에 응답하여, 외부 엔빌로프(24)는, 제1 외부 엔빌로프 층(26)은 본질적으로 변화되지 않은 구성으로 안정하게 유지되지만, 제2 외부 엔빌로프 층(28)의 팽창은 일어나는 방식으로, 형상을 변화시킨다. 제1 외부 엔빌로프 층(26)은, 기체 발생제의 활성화 후, 형상을 변화시키지 않는, 사실상 비신축성 재료로 만들어진다. 제1 외부 엔빌로프 층(26)의 안정성은, 라미나 구조체(10)로 생산되는 어떤 직물이든 열에 대한 노출 하에서 형상을 유지할 것이며, 예를 들어 낮은 열 수축을 나타낼 것임을 보장한다.

도 7a 및 도 7b의 실시예에서는, 제1 외부 엔빌로프 층(26) 및 제2 외부 엔빌로프 층(28)은 둘 다, 기술되는 바와 같이, 복수의 외부 엔빌로프(24)를 형성하기 위해, 규칙적인 격자형 패턴으로 영역(27a, 27b, 27c, 27d)들을 결합함으로써 서로에 대해 결합되는 라미네이트 층이다. 그럼으로써, 각각 두개의 인접한 외부 엔빌로프(24)가, 제각각의 두개의 인접한 외부 공동을 분리하는 적어도 하나의 결합부(27a, 27b, 27c, 27d)를 공유한다. 라미나 구조체(10)는 전체로서 외부 엔빌로프(24) 중 적어도 하나에 의해 덮여 있다. 외부 엔빌로프(24)의 각각은 수증기 투과성 재료로 만들어지기 때문에, 라미나 구조체(10)는 여전히 통기성을 유지한다.

도 7a 및 도 7b는 제1 외부 엔빌로프 층(26) 및/또는 제2 외부 엔빌로프 층(28)이 볼록부(embossments) 및/또는 오목부(depressions)를 갖는 구조체를 갖는 경우에, 그것이 제1 외부 엔빌로프 층(26) 및 제2 외부 엔빌로프 층(28)의 기준면과 관련해서 거리(D0 및 D1)를 제각기 측정할 수 있을 것임을 더 도시한다. 도시된 예에서는, 제1 외부 엔빌로프 층(26) 및 제2 외부 엔빌로프 층(28)의 가장 먼 거리에 있는 점에 닿는 기준면을 이용하여 거리(D0 및 D1)가 제각기 측정된다.

도 7a 및 7b는 각각 두개의 이웃하는 내부 엔빌로프(20) 사이에서 틈이 자유롭게 유지되는 방식으로 내부 엔빌로프(20)가 포켓 속에 수용되어 있는 것을 도시한다. 이러한 틈들의 거리는 도 7a 및 도 7b에서 X로 표시되어 있다. 이 거리(X)는 거의 일정하게 유지되거나 또는 내부 엔빌로프(20) 속의 기체 발생제(18)가 불활성화 구성으로부터 활성화 구성으로 변화할 때 약간 증가하는 것을 알 수 있다.

도 7c에서는, 도 6c의 실시예와 유사하게, 기체 발생제(18)에 의해 생성되는 증가하는 기체 압력 하에서 내부 엔빌로프(20)가 터졌고, 기체 발생제(18)가 외부 공동(22)으로 방출되는 것을 알 수 있다. 외부 공동(22) 속에서 기체 발생제(18)에 의해 생성되는 압력은 신축성 제2 외부 엔빌로프 층(28)의 추가적인 팽창을 초래한다. 그러한 팽창의 결과로서, 외부 공동(22)이 추가로 팽창되고, 그러므로 제1 층과 제2 층 사이의 거리가 2차 활성화 조건에서 제3 거리(D2)로 증가한다.

도 8a 내지 도 8c는 단순화 되고 개략적인 횡단면도에서, 추가적 실시예에 따른 라미나 구조체(10)를 도시한다. 도 8a는 1차 활성화 조건에서 라미나 구조체(10)를 도시한다. 도 8b는 2차 활성화 조건의 제1 스테이지에서 라미나 구조체를 도시한다. 도 8c는 2차 활성화 조건의 더 진행된 스테이지에서 라미나 구조체(10)를 도시한다. 또한, 도 8a 내지 도 8c의 실시예에 따른 라미나 구조체(10)는 복수의 엔빌로프 구조체를 포함한다. 내부 엔빌로프(20)를 둘러싸는 제각각의 외부 엔빌로프(24)에 의해 각각의 엔빌로프 구조체가 형성된다(쉽게 기술하기 위해, 도 8a 내지 도 8c에서, 외부 엔빌로프는 24a 내지 24e로 지정되고 내부 엔빌로프는 20a 내지 20e로 지정된다). 내부 엔빌로프(20a 내지 20e)는 위에서 기술된 바와 같이 어떤 유형으로든 될 수 있을 것이다. 외부 엔빌로프(24a 내지 24e)의 각각은, 각각 두개의 인접한 외부 엔빌로프(24a 내지 24e)가 적어도 하나의 공통의 결합부(27a 내지 27f)를 공유하도록, 기술되는 바와 같이, 격자형 패턴으로 결합부(27a, 27b, 27c, 27d, 27e, 27f)를 따라 서로 결합되는 두개의 엔빌로프 층(26, 28)으로 만들어진다.

기체 발생제는 도 8a 내지 도 8c에서의 엔빌로프 구조체 중 하나에 대해 예시적으로 18이라고 지정된다. 기체 발생제의 적어도 상당한 부분의 증발에 의한 기체 발생제(18)의 활성화시에, 내부 공동(16a 내지 16e) 속의 기체 압력이 증가한다. 이것은 내부 엔빌로프(20a 내지 20e)의 팽창 및 외부 엔빌로프(24a 내지 24e)의 팽창으로 귀결된다.

도 8a 내지 도 8c의 각각에서, 기체 발생제(18)는 이미 기체로의 변환에 들어갔다. 도 8a에서는, 내부 엔빌로프(20a 내지 20e) 및 외부 엔빌로프(24a 내지 24e)의 팽창은, 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리(D1)가 불활성화 조건에서의 거리(D0)와 관련해서 현저하게 증가하였지만(도 6a 및 도 6b의 기술도 참조), 내부 엔빌로프(20a 내지 20e) 및 외부 엔빌로프(24a 내지 24e)의 수 및 대응하는 내부 공동(16a 내지 16e) 및 외부 공동(22a 내지 22e)의 수는 불활성화 조건 에서와 여전히 동일한, 스테이지에, 도달하였다(1차 활성화 조건).

내부 엔빌로프(20a 내지 20e)에 의해 형성되는 내부 공동(16a 내지 16e) 속에서 기체 발생제(18)에 의해 생성되는 기체 압력은 도 8a의 1차 활성화 조건으로부터 도 8b 및 도 8c의 2차 활성화 조건으로 더 증가한다. 2차 활성화 조건이 도달되면, 내부 엔빌로프(20a 내지 20e)는 내측의 기체 압력 하에 파열하고, 기체 발생제(18)가 외부 공동으로 방출되며, 도 8b를 참조하라. 2차 활성화 조건의 초기 스테이지에서는, 외부 엔빌로프(24a 내지 24e)의 수 및 대응하는 외부 공동(22a 내지 22e)의 수는 불활성화 조건 및 1차 활성화 조건에서와 여전히 동일하다.

도 8c는 라미나 구조체의 2차 활성화 조건(10)의 더 진행된 스테이지를 도시한다. 도 8c의 스테이지에서는, 인접한 외부 공동(22b 및 22c뿐만 아니라 22c 및 22d도)을 분리하는 다수의 결합부(27c, 27d)가 제각각의 외부 공동(22b, 22c, 22d) 속의 기체 압력 하에서 적어도 부분적으로 터졌다. 결과로서, 앞서 분리된 외부 공동(22b, 22c, 22d)은 도 8c에 도시된 스테이지에서 단일의 "대규모 공동"(30)으로 통합되었다.

라미나 구조체의 2차 활성화 조건(10)의 예정된 스테이지에서 복수의 분리되는 외부 공동(22)의 그러한 통합은, 더 큰 체적을 갖는 외부 공동(22)이 더 작은 체적을 갖는 외부 공동(22)보다 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리를 증가시키기에 더 효율적이기 때문에, 이점이라고 생각된다. 이 이유로, 활성화시의 단열의 효율적인 증가를 달성하는 것과 관련해서, 큰 외부 공동을 제공하는 것이 양호하다. 활성화 후, 단열 능력의 더 효율적인 증가를 허용하는 더 긴 "대규모 공동"을 형성하기 위해, 기체 압력 하에서 외부 엔빌로프가 조합될 수 있을 것이다.

인접한 외부 공동(22b 내지 22d)을 서로로부터 분리하는 외부 엔빌로프(24b 내지 24d)의 결합부(27c 및 27d)는, 외부 공동(22b -22d)의 내측의 압력의 제각각의 증가에 응답하여, 활성화 스테이지에서 양호하게 정해진 파열 점들을 제공하기 위해, 그들의 예정된 부분에서 다소 더 약해지게 하는 방식으로 설계될 수도 있을 것이다.

도 8a 내지 8c의 실시예에서, 제1 외부 엔빌로프 층(26) 및 제2 외부 엔빌로프 층(28)은 둘 다 신축성 재료로 만들어지며, 그러므로 적어도 하나의 방향으로 길쭉해질 수 있고 공동의 내측의 기체 압력 하에서 형상을 변화시킬 수도 있다. 그러나, 공동의 내측의 기체 압력이 한계를 초과하여 증가할 때 대규모 공동이 형성되는 도 8a 내지 8c에 도시된 바와 같은 구조체는, 상이한 재료로 만들어진 제1 외부 엔빌로프 층(26) 및 제2 외부 엔빌로프 층(28)을 포함하는 라미나 구조체(10)를 이용하여, 특히 도 7a 내지 도 7b에 도시된 바와 같이, 비신축성 재료로 된 제1 엔빌로프 층(26) 및 신축성 재료로 된 제2 외부 엔빌로프 층을 포함하는 라미나 구조체(10)를 이용하여, 실현될 수도 있을 것이다.

도 9a 내지 도 9c는 이 발명에 따른 라미나 구조체(10)를 포함하는 직물 복합체(50)를 도시한다. 직물 복합체(50)는 서로에 대해 배열되는 복수의 층을 포함한다.

외면(A)은, 도 9a 내지 도 9c에서의 모든 실시예에 대해, 환경으로 향하고 있는, 그러한 직물 복합체(50)로 만들어진 의복의 상기 면을 의미한다.

도 9a의 실시예에서는, 도 9a 내지 도 9d에서 화살표 A로 표시된 바와 같은, 그러한 직물 복합체(50)로 만들어진 의복의 외면(A)으로부터 보이는 다음의 층들이 서로 위아래로 배열된다. 즉,

(1) 외면(35) 및 내면(37)을 갖는 외부 열 보호성 껍데기 층(36);

(2) 위에서 기술된 바와 같이, 외부 열 보호성 껍데기 구조체(36)의 내면(37) 상에 배열되는, 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체(10);

(3) 직물 구조체(50)의 내면에 배치된 절연 섬유 구조체(46).

외부 열 보호성 껍데기 층(36)은 상품명 Nomex Delta T로 입수 가능한 섬유를 이용하여 200g/㎡의 섬유 중량을 갖는 직조 섬유로 만들어지며, 섬유는 예를 들어 독일 소재의 회사인 프리츠쉐(Fritsche)로부터 입수 가능하다.

라미나 구조체(10)는 외부 열 보호성 껍데기 층(36)을 향하는 제1 외부 엔빌로프 층(26) 및 절연 섬유 구조체(46)를 향하는 제2 외부 엔빌로프 층(28)을 포함한다. 제1 외부 엔빌로프 층(26)은 외부 열 보호성 껍데기 층(36)의 내면에 부착된다. 라미나 구조체(10)의 제1 외부 엔빌로프 층(26) 및 제2 외부 엔빌로프 층(28)은 둘 다 기능성 층을 포함할 수 있을 것이지만, 불가피한 것은 아니다.

제1 외부 엔빌로프 층(26)은 ePTFE 막 및 PU로 만들어진 친수성 층을 포함하는 막 구조체(40)를 포함한다. 막 구조체(40)는 미국 4 194 041에 따라 만들어진다. 막 구조체(40)는 자신의 ePFTE 면에서 시트형 2층 라미네이트를 형성하는 부직 아라미드 섬유 층(42)에 끈끈하게 부착된다(예를 들어, 접착제 점(44)에 의해)(도 1f). 섬유 층(42)은 90g/㎡의 섬유 중량을 갖고 15%의 파라-아라미드 섬유 및 85%의 메타-아라미드 섬유로 만들어진다. 이 제1 외부 엔빌로프 층(26)은 본질적으로 비탄성 또는 비신축성이다.

제2 외부 엔빌로프 층(28)은 ePTFE 막 및 PU로 만들어진 친수성 층을 포함하는 막 구조체이다. 막은 미국 4 194 041에 따라 만들어진다. 이 제2 외부 엔빌로프 층(28)은 본질적으로 탄성 또는 신축성이다.

라미나 구조체(10)의 내부 엔빌로프(20)는 도 2a 내지 도 2d와 관련하여 기술되는 바와 같이 몇 개의 밀폐 단계에 의해 형성된다. 내부 엔빌로프(20)는 위에서 기술된 바와 같이 다른 구성을 가질 수 있을 것이다. 제각각의 내부 엔빌로프(20)를 둘러싸는 외부 엔빌로프(24)를 포함하는 라미나 구조체(10)의 엔빌로프 구조체는 도 7a 내지 도 7c와 관련하여 기술되는 바와 같은 구성을 갖는다. 다른 대등한 구성을 상상할 수 있다.

외부 엔빌로프(24)는 위에서 기술된 바와 같이 외부 엔빌로프 층(26, 28)으로 형성된다. 각각의 외부 엔빌로프(24)는 하나의 내부 엔빌로프(20)를 포함한다. 내부 엔빌로프(20)는 위에서 기술되는 어떤 유형으로든 될 수 있을 것이다.

최내부 직조 섬유 층(46)은, 예를 들어 135g/㎡의 섬유 중량을 가지며, Nomex /viscose(독일 소재의 회사인 프리츠쉐로부터 입수 가능한)로 만들어진다. 최내부 직조 섬유 층(46)은 직물 복합체(50)가 의복을 제조하기 위해 이용되는 경우에 착용자의 피부를 향한다.

도 9a의 실시예에서는, 사실상 비탄성 또는 비신축성 재료로 만들어지는 제1 외부 엔빌로프 층(26)이 외부 열 보호성 껍데기 층(36)을 향하고 있으며, 사실상 탄성 또는 신축성 재료로 만들어지는 제2 외부 엔빌로프 층(28)은 절연 섬유 구조체(46)를 향하고 있다. 그러므로, 기체 발생제(18)의 활성화는 사실상 내면을 향한, 즉 착용자의 피부를 향한 라미나 구조체(10)의 내부 공동(16) 및 외부 공동(22)의 팽창으로 귀결된다.

도 9a의 직물에서도, 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체(10)가 외부 껍데기(36)의 내측 및 절연 섬유 구조체(46)의 외측에 배치된다. 외부 껍데기는 내화성 및 절연 특성을 가지며, 그러므로 열원과 관련하여 라미나 구조체(10)에 대한 차폐부(shielding)를 제공한다. 그러므로, 라미나 구조체(10)는 열원 및/또는 화염에 노출될 것인 의복의 외부 껍데기(36)에 존재하는 것보다 훨씬 더 낮은 온도를 체험할 것으로 기대된다. 이것은 라미나 구조체(10)를 위해 이용되는 재료의 내온도성이 외부 껍데기(36)에 더 가까이 배치된 재료에 대해 요구될 것인 것만큼 높을 필요는 없다는 이점을 갖는다. 그러나, 적응적 단열 구조체(10)는 상대적으로 부드러운 온도 증가로 응답할(즉, 활성화 될) 수 있어야 한다. 가장 중요하게는, 단지 적절히 증가되는 온도에서 불필요한 활성화를 회피하기 위해, 그리고 한편으로는, 활성화 이벤트를 위해 기대했던 것보다 단지 약간 더 강한 온도 증가의 경우에 활성화에 대한 재앙적 실패를 회피하기 위해, 그러한 응답이 정밀하게 조절되어야 한다. 이 발명에 따른 제1 층(26), 제2 층(28)을 갖는 라미나 구조체(10)를 이용하여, 상대적으로 정밀하게 제어 가능한 적응적 단열 메커니즘이 구현될 수 있음을 보여주었다.

라미나 구조체(10)가 도포될 수 있는 다른 예시적 구성의 직물(50)이 도 9b 내지 도 9d에 도시되어 있다.

도 9a의 직물(50)에서, 라미나 구조체(10)는, 도 1f에 도시된 바와 같은 라미네이트에 의해 형성되는 제1 엔빌로프 층(26) 및 도 1d에 도시된 바와 같은 막 라미네이트에 의해 형성되는 제2 엔빌로프 층(28)을 포함한다. 그러므로, 라미나 구조체(10) 자체가 배리어 구조체(38)를 형성한다.

도 9b의 직물(50)에서, 라미나 구조체(10)는 도 9a에서 기술되는 것과 동일한 구조체를 갖는다. 라미나 구조체(10)는 직물에서 도 9a에서와 반대의 방식으로 배열된다 제2 엔빌로프 층(28)은 외부 껍데기(36)의 내면(37)을 향하고, 제1 엔빌로프 층(26)은 섬유 층(47 및 49)을 포함하는 최내부 섬유 구조체(48)를 향하고 있다.

외부 열 보호성 껍데기 층(36)은 상품명 Nomex Delta T로 입수 가능한 섬유를 이용하여 200g/㎡의 섬유 중량을 갖는 직조 섬유로 만들어지며, 섬유는 예를 들어 독일 소재의 회사인 프리츠쉐(Fritsche)로부터 입수 가능하다.

섬유 층(47 및 49)은 절연 섬유 구조체(48)를 형성한다. 상기 절연 섬유 구조체(48)는, 135g/㎡ Nomex /viscose woven(프리츠쉐사로부터 입수 가능한)로 된 최내부 라이너(49)에 대해 서로 누벼진 55g/㎡ spunlace(프뢰덴베르그(Freudenberg) 사로부터 Vilene Fireblocker로서 입수 가능한)로 된 하나의 층(47)으로 만들어진다. 최내부 라이너(49)는 직물 복합체(50)가 의복을 제조하기 위해 이용되는 경우에 착용자의 피부를 향한다.

라미나 구조체(10)는 외부 열 보호성 껍데기 층(36)과 절연 섬유 구조체(48) 사이에 배치된다. 도 9b의 실시예에서는, 사실상 비탄성 또는 비신축성 재료로 만들어지는 제1 외부 엔빌로프 층(26)이 절연 섬유 구조체(48)를 향하고 있으며, 사실상 탄성 또는 신축성 재료로 만들어지는 제2 외부 엔빌로프 층(28)은 외부 열 보호성 껍데기 층(36)을 향하고 있다. 그러므로, 기체 발생제(18)의 활성화는 사실상 외면(A)을 향하는 라미나 구조체(10)의 공동(16)의 팽창으로 귀결된다.

또한, 도 9b의 직물(50)에서는, 라미나 구조체(10)가 기능성 라미네이트에 의해 형성되는 제1 엔빌로프 층(26), 및 기능성 라미네이트에 의해 형성되는 제2 엔빌로프 층(28)을 포함한다. 그러므로, 라미나 구조체(10) 자체가 배리어 구조체(38)를 형성한다.

도 9c에서, 라미나 구조체(10)는 제1 외부 엔빌로프 층(26) 및 제2 외부 엔빌로프 층(28)을 포함한다. 제2 외부 엔빌로프 층(28)은 ePTFE 막 및 PU로 만들어진 친수성 층을 포함하는 막 구조체(40)이다. 막은 미국 4 194 041에 따라 만들어진다. 이 제2 외부 엔빌로프 층(28)은 본질적으로 탄성 또는 신축성이다. 제1 외부 엔빌로프 층(26)은 ePTFE 막 및 PU로 만들어진 친수성 층을 포함하는 막 구조체(40)를 포함한다. 막 구조체(40)는 미국 4 194 041에 따라 만들어진다. 막 구조체(40)는 자신의 ePFTE 면에서 제1 외부 엔빌로프 층(26)을 형성하는 외부 열 보호성 껍데기 층(36)에 대해 끈끈하게 부착된다(예를 들어, 접착제 도트(44)에 의해).

외부 열 보호성 껍데기 층(36)은 상품명 Nomex Delta T로 입수 가능한 섬유를 이용하여 200g/㎡의 섬유 중량을 갖는 직조 섬유로 만들어지며, 섬유는 예를 들어 독일 소재의 프리츠쉐사로부터 입수 가능하다.

도 9b의 실시예와 유사한 층(47, 49)을 포함하는 절연 섬유 구조체(48)가 라미나 구조체(10)의 제2 외부 엔빌로프 층(28)에 대해 제공된다.

이 실시예의 라미나 구조체(10)는 직물(50)의 외부 층을 형성하며, 외부 열 보호성 껍데기 층(36)과 절연 섬유 구조체(46) 사이에 엔빌로프 구조체가 배치된다. 제1 외부 엔빌로프 층(26)은 사실상 비탄성 또는 비신축성 재료로 만들어진다. 제2 외부 엔빌로프 층(28)은 사실상 탄성 또는 신축성 재료로 만들어지고, 절연 섬유 구조체(46)를 향한다.

또한, 도 9c의 직물(50)에서는, 라미나 구조체(10)가 기능성 라미네이트에 의해 형성되는 제1 엔빌로프 층(26), 및 마찬가지로 기능성 라미네이트에 의해 형성되는 제2 엔빌로프 층(28)을 포함한다. 그러므로, 라미나 구조체(10) 자체가 배리어 구조체(38)를 형성한다.

도 9d의 직물은, 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체(10)가 접착제 점(45)을 거쳐 최내부 절연 섬유 구조체(46)에 부착되는 것을 제외하고는, 도 9c와 일치한다. 최내부 절연 섬유 구조체(46)는 도 9a와 일치하는 구성을 갖는다.

도 9a 내지 도 9d의 각각에서, 기체 발생제(18)는, 도 9a 및 도 9b에서 인용 부호 18'로 표시된 바와 같은, 액체 기체 발생제일 수 있거나, 또는 기체 발생제는, 예를 들어, 도 9a 및 도 9b에서 인용 부호 18"로 표시된 바와 같은 분말의 형태인 고체 기체 발생제일 수 있을 것이다.

도 10은 도 9a 내지 도 9d에 도시된 바와 같이 직물 복합체(50)를 포함하는 소방관의 재킷(52)을 도시한다. 이 발명에 따른 직물(50)을 포함할 수 있을 것인 다른 의복은, 재킷, 코트, 바지, 작업복(overalls), 신발, 장갑, 양말, 각반, 헤드기어, 등 또는 그것들의 부분을 포함한다. 직물 복합체는, 예를 들어, 텐트, 또는 담요 등과 같은 다른 물품에도 잘 이용될 수 있을 것이다.

도 11은, 라미나 구조체(10)가 불활성화 조건으로부터 1차 및/또는 2차 활성화 조건으로 이동할 때, 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리(D)의 증가를 측정하기 위한 장치(300)의 개략적 스케치를 도시한다. 이 맥락에서, 도 12는, 시험 편(test piece)(60)의 라미나 구조체(10)가 불활성화 조건으로부터 1차 활성화 조건 및/또는 2차 활성화 조건으로 이동할 때, 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리(D)의 증가를 측정하기 위해, 도 11의 장치에 의해 이용될 시험 편(60)의 형태인 라미나 구조체(10)의 개략적 스케치를 도시한다. 시험 편(60)은 도 12에서 상면도로 도시되어 있다. 그 횡단면도는 도 3a에 도시된 바와 같은 내부 엔빌로프(20)를 갖는 도 7a, 도 7b 및 도 7b에 도시된 횡단면도에 대응한다.

도 12에 도시된 바와 같은 시험 편(60)은, 도 3a에 도시된 바와 같은 복수의 내부 엔빌로프(20) 및 도 7a 내지 도 7c와 관련해서 기술되는 바와 같은 복수의 외부 엔빌로프(24)를 포함한다. 도 3a에 도시된 바와 같이 액체 기체 발생제(18)로 충전되는 내부 엔빌로프(20)가 외부 엔빌로프(24) 속에 포함되는 것을 제외하고는, 그러한 시료 라미나 구조체(10)가 도 7a(불활성화 조건), 도 7b(1차 활성화 조건), 및 7c(2차 활성화 조건)에 횡단면으로 도시되어 있다.

시험 편(60)은 폭 140㎜(W = 140㎜) 및 길이 140㎜(L = 140㎜)이며, 9개의 사각형 외부 엔빌로프(24)로 된 사각형 어레이(도 12에서 단지 하나의 외부 엔빌로프만 예시적으로 24로 지정됨)를 형성하며, 각각의 외부 엔빌로프(24)는 폭 40㎜ 및 길이 40㎜(a = 40㎜)이다. 내부 엔빌로프(20)의 각각은, 위에서 볼 때, 타원의 장경(larger diameter) b1 = 23㎜ 및 타원의 단경 b2 = 20㎜인, 대략 타원형 형상을 가지며, 기체 발생제(18)로서의 0,07g의 "3M NOVEC^® 1230 Fire Protection Fluid"(화학식 : CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂)로 충전된다.

도 12의 시험 편(60)에서, 제1 외부 엔빌로프 층(26) 및 제2 외부 엔빌로프 층(28)은 다음과 같은 상이한 재료로 만들어진다. 즉,

a) 제1 외부 엔빌로프 층(26)은, 미국 4 194 041에 기술된 바와 같은 ePTFE 막(총 30g/㎡) 및 PU로 된 친수성 층을 포함하는 배리어 라미네이트를 포함한다. 배리어 라미네이트는 자신의 ePFTE 면에서 부직 섬유(90g/㎡, 15% p-아라미드, 85% M-아라미드)로 된 섬유 층에 접착된다.

b) 제2 외부 엔빌로프 층(28)은 ePTFE 막 및 PU로 만들어진 친수성 층을 포함하는 막 구조체이다. 막 구조체는 미국 4 194 041에 따라 만들어진다(총 30g/㎡).

외부 엔빌로프 층(26, 28)은 PU 층을 거쳐 서로 결합된다.

내부 엔빌로프(20)의 구성에 대해서는, 위에서 도 2a 내지 도 2d 및 도 3a에 관한 기술을 참조하라.

시험 편(60)은 다음과 같이 생산되었다:

외부 엔빌로프: 제1 밀폐 단계:

각각 폭 140㎜ 및 길이 140㎜인 두개의 라미네이트 층(26, 28)이 친수성 층이 서로 대면한 채로 서로 위아래로 놓여졌다. 도 12의 예에서는, 각각의 층이 자신의 적어도 한 면 상에서 노출되는 친수성 층(예를 들어, PU 층)을 갖고(예를 들어, 도 1c, 도 1d, 도 1e에 도시된 라미네이트(8)), 그럼으로써, 층(26, 28)은 PU 재료의 용접에 의해 서로 결합될 수 있다. 다른 구성에 관해서는, 다른 적합한 결합 기법이 이용될 수 있을 것이다. 친수성 층들을 접촉하게 이동시키고 사각형의 변 중 하나를 따라 친수성 층들을 서로 용접하기 위해, 뜨거운 봉(밀폐 폭: 2㎜)이 층(26, 28)과 접촉하게 이동된다. 그럼으로써, 제1 선형 결합부(27a)가 형성된다.

외부 엔빌로프: 제2 밀폐 단계

제1 선형 결합부(27a)에 대해 직각으로 연장하는 네개의 선형 결합부(27b, 27c, 27d, 27e)를 따라 라미네이트들을 서로 용접하기 위해, 뜨거운 봉이 라미네이트(26, 28)와 접촉하게 이동된다. 네개의 평행한 결합부(27b, 27c, 27d, 27e)의 각각은 서로로부터 40㎜의 거리를 갖는다. 한쪽의 선형 결합부(27b, 27c) 및 다른 쪽의 선형 결합부(27d, 27f)는 140㎜ 폭 시험 편(60)의 중간에 대해 대칭적으로 배열된다. 이렇게, 세개의 길쭉한 포켓 또는 외부 공동이 생성된다.

외부 엔빌로프: 제1 충전 단계

내부 엔빌로프(20)를 길쭉한 포켓 속에 넣기 위해, 시험 편(60)은, 내부 엔빌로프(20)가 개방 측부로부터 세개의 길쭉한 포켓 속으로 충전되어 길쭉한 포켓의 바닥으로 떨어져 내리도록, 상단에서 개방 측부와 직립 상태를 유지한다. 내부 엔빌로프(20)의 각각은 도 2a 내지 도 2d와 관련해서 위에서 기술된 바와 같이 생성되며, 외부 공동(22) 중 하나에 대해 요구되는 바와 같은 예정된 양의 기체 발생제(18)로 충전된다. 도 12의 시험 편(60)에 관해서는, 내부 엔빌로프의 각각이, 위에서 볼 때, 타원의 장경 b1 = 23㎜ 및 타원의 단경(smaller diameter) b2 = 20㎜인 대략 타원형 형상을 가지며, 기체 발생제로서의 0,07g의 "3M NOVEC^® 1230 Fire Protection Fluid"(화학식: CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂)로 충전된다.

외부 엔빌로프(24)의 각각은 내부 엔빌로프(20) 중 하나를 받아들인다.

대안적으로, 고체의 형태인 기체 발생제가 이용될 수 있다. 예를 들어, 외부 엔빌로프(24)의 각각이 폭 40㎜ 및 길이 40㎜인 도 12의 시험 편(60)에 관해 말하자면, 중탄산나트륨으로 만들어진 분말이 기체 발생제(18)로서 이용될 수 있을 것이다. 충전될 기체 발생제(18)의 양은 내부 엔빌로프(20) 당 대략 0.3g이다.

외부 엔빌로프: 제3 밀폐 단계:

뜨거운 봉을 이용하여, 제1 선형 결합부(27a)에 대해 평행하게 그로부터 40㎜의 거리에서 연장하는, 제6 선형 결합부(27f)가 생성된다. 그럼으로써, 제1 열에서의 세개의 외부 엔빌로프(24)는 제각각의 외부 공동(22)을 제각기 둘러싸게 생성된다(도 12에서, 이러한 외부 공동 중 단지 하나가 22로 지정됨). 이러한 외부 공동(22)의 각각은 하나의 내부 엔빌로프(20)를 수용한다.

상측에 개방된 세개의 잔여 길쭉한 포켓의 각각을 위해 제1 충전 단계가 반복된다. 그 후, 제7 선형 결합부(27g)로부터40㎜의 거리에서 제1 선형 결합부(27a) 및 제7 선형 결합부(27f)에 평행하게 연장하는 제7 선형 결합부(27g)를 생성하기 위해 제3 밀폐 단계가 반복된다. 그럼으로써, 제2 열에서 추가적인 세개의 외부 엔빌로프(24)가 제각각의 외부 공동(22)을 제각기 둘러싸게 생성된다.

기체 발생제(18)로 충전되는 하나의 내부 엔빌로프(20)가 충전되는 제각각의 외부 공동(22)을 제각기 둘러싸게 총 9개의 외부 엔빌로프(24)를 갖는 시료 라미나 구조체(10)를 완성하도록 추가적 결합부(27h)를 생성하기 위해, 제1 충전 단계 및 제3 밀폐 단계가 반복된다.

증가되는 온도에 처할 때 그러한 시험 편(60)의 두께 변화는 다음과 같이 측정되었다:

측정 장치의 설정:

온도의 변화에 응답하여 시험 편(60)의 두께 변화를 측정하기 위한 배열(300)이 도 11에 도시되어 있다. 배열은 베이스(302), 가열판(304), 상판(306), 및 레이저 기반 거리 측정기(314)를 포함한다.

가열판(304)이 가열 장치에 연결된다(에릭센(Erichsen)에 의한 판 300m-mx500㎜, 닥터 블레이드 코팅 기 509/MC/1 + 제어기 Jumo dtron16이 220V/16A에 연결되는 가열 제어 Jumo Matec)

시험 편(60)이 가열판 상에 평탄하게 놓여진다.

상판(306)은 직경 89㎜의 평탄한 디스크의 형태를 가지며, "Monolux 500"(잉글랜드, 억스브리지 소재의 케이프 앤드 패널즈 리미티드(Cape Boards & Panels, Ltd.)로부터 입수 가능한) 또는 대등한 재료로 만들어진다. 상판(306)은 시험 편(60)의 상단에 평탄하게 놓여진다.

레이저 기반 거리 측정기(310)는 프레임(312) 및 거리 레이저 기기(314)를 포함한다(레이저 센서: 초 당 3개의 측정치의 판독 속도를 갖는 A/D 변환기 Almemo 2590-9V5에 연결되는 Leuze ODSL-8N 4-400-S12, A/D 변환기는 레이저 센서의 0 V 내지 10 V 출력을 0㎜ - 400㎜ 거리 판독치로 변환함, 정확도 : 평판 상에서 0.2㎜). 프레임(312)은 베이스(302)에 대해 장착되며, 거리 레이저 기기(314)가 상판(306)의 상면을 향해 레이저 빔(316)을 방출하고 반사 빔(318)을 받는 방식으로, 자신의 상부 아암(top arm)에 거리 레이저 기기(314)를 장착한다. 거리 레이저 기기(314)는 거리 레이저 기기(314)와 상판(106)의 상면 사이의 거리(h)를 검출할 수 있다. 바람직하게는, 레이저 빔(316)은 상판(306)의 상면에 직교하게 방출된다.

판(304)의 온도 기울기는 측정의 범위에서 판의 전체에 걸쳐 2K보다 더 낮다.

제1 측정 절차:

온도의 증가에 대한 두께의 증가

시험은 상온, 즉 23℃ 및 65% 상대 습도의 조화된 분위기에서 행해졌다. 위에서 개략적으로 설명된 바와 같이, 기체 발생제로서의 0.07g의 3M Novec^® 1230 Fire Protection Fluid로 충전된 각각의 내부 엔빌로프(20)를 갖는 시험 편(60)이 이용되었다.

(a) 제로 판독치(zero 판독치)(h_0)를 얻기 위해, 상판(306)이 가열판(304) 상에 직접(시험 편 없이) 배치되었다.

(b) 그 후, 가열판(304)과 상판(306) 사이에 시험 편(60)이 배치되었다. 초기 높이 판독치(h_1)를 얻기 위해, 가열판(304)은, 주변 온도를 초과하고 기체 발생제의 예상되는 활성화 온도의 5K 미만의 온도로(기체 발생제로서의 3M Novec^® 1230 Fire Protection Fluid의 경우에 44℃까지) 가열되었다. 시험 편(60)의 두께(불활성화 조건에서 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리에 대응) D0 = h_0 - h_1.

(c) 가열판의 온도는 단계별로 5K 증가되었고, 각각의 새로운 단계가 조절된 후, 두께 변화(h_1 - h)를 계산하기 위해 1 분 후 거리(h) 판독되었다. 이 절차는 1차 활성화 조건을 나타내는 시험 편(60)의 제1 최대 팽창이 도달될 때까지 반복되었다. 적어도 두개의 연속적 5K 단계에서의 두께 변화(h_1 - h)가 0.4㎜ 내에서 일치하면(거리 측정 도구의 정확도의 2배), 제1 최대 팽창이 도달된 것으로 간주되었다.

. 판독치(h_max1)가 얻어진다.

시험 편(60)의 두께는, 도 13에서 개략적으로 설명한 바와 같이 점 A로부터 점 B까지의 곡선부(450)만큼 증가하였다. 점 B는 1차 활성화 조건을 나타낸다. 1차 활성화 조건에서, 가열판의 온도는 T1이었고, 시험 편(60)의 두께는 D1이었다.

1차 활성화 조건에서 시험 편(60)의 두께(1차 활성화 조건에서의 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리에 대응): D1 = h_0 - h_max1

시험 편(60)의 두께의 증가(불활성화 조건에 대한 1차 활성화 조건에서의 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리(D)의 증가에 대응) D1 - D0 = h_1 - h_max1.

(e) 가열판의 온도는 다시 단계별로 5K 증가되었고, 각각의 새로운 단계가 조절된 후, 두께 변화(h_2 - h)를 계산하기 위해, 1 분 후에 거리(h)가 판독되었다. 이 절차는, 내부 공동(16)의 내측의 기체 압력 하에 내부 엔빌로프(20)가 터지고, 기체 발생제(18)가 외부 공동(22)에 방출되기까지 반복되었다. 시험을 위해 선택되는 조건 및 이용되는 시험 편(10)의 구성 하에서, 시험편의 9개 내부 엔빌로프(20)의 거의 전부가 동일한 5K 온도 증가 단계에서 터졌다. 내부 엔빌로프의 파열의 점은 도 13에서 B'로 표시되었고, 시험 편(60)의 두께는 단지 약간의 두께 증가(D1으로부터 D1'으로)와 함께 점 B와 점 B' 사이의 곡선부(452)를 따랐다. 동일한 온도 증가 단계에서 모든 내부 엔빌로프(20)가 파열하지 않는 구성에서는, 시험 편(60)의 두께가, 도 13에 도시된 바와 같이, B와 B' 사이의 곡선부에서 다소 증가할 수 있을 것이다. 동일한 온도 증가 단계에서 모든 내부 엔빌로프(20)가 파열하는 구성에서는, 시험 편(60)의 두께가, 현저하게 증가하지 않거나 또는 도 13에서의 점 B'에 대응하는 모든 엔빌로프(20)가 파열하는 온도 단계까지 단지 약간만 증가할 것이다. 다음의 온도 단계에서는 두께가 확연하게 증가할 것이다.

(f) 내부 엔빌로프(20)의 파열이 발생한 후, 모든 9개의 엔빌로프 구조체에서 기체 발생제(18)가 외부 공동(22)으로 방출되었고, 외부 공동(22)이 팽창되었다. 그러므로, 다음의 5K 온도 증가 단계에서, 시험 편(60)의 두께는 도 13의 곡선부(454)를 따라 점 B'와 점 C 사이에서 더 증가하였다. 온도 증가 절차는 더 반복되었고, 각각의 5K 온도 증가 단계에서 높이 판독치(h_2)가 얻어졌다. D = h_0 - h_2에 따라 높이 판독치(h_2)가 각각의 5K 단계에서의 시험 편(60)의 두께(D)로 변환되었다. 도 13에서 개략적으로 나타낸 바와 같이, D 대 T 곡선에서의 슬로프에서의 감소가, 점 C에서 곡선부(454)의 급격한 슬로프로부터 곡선부(456)의 더 얕은 슬로프까지 관측되었다. 도 13에서의 점 C는 2차 활성화 조건이 도달된 것을 나타낸다. 2차 활성화 조건에서, 가열판의 온도는 T2이었고, 시험 편(60)의 두께는 D2이었다. 온도 증가 단계는 도 13에서의 점 E에서 정지되었다.

2차 활성화 조건에서 시험 편(60)의 두께(2차 활성화 조건에서의 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리에 대응): D2 = h_0 - h_max2(점 C에서 얻어지는 h_max2).

시험 편(60)의 두께의 증가(불활성화 조건에 대한 2차 활성화 조건에서의 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리의 증가에 대응) D2 - D0 = h_1 - h_max2.

제2 측정 절차: 두께 가역성 방법:

1차 활성화 조건으로 활성화 될 때, 복수의 활성화/불활성화 사이클에 들어갈 수 있는 시험 편(60)의 예를 위해, 가역성을 입증하기 위한 다음의 시험 절차가 수행되었다:

시험은 상온, 즉 23℃ 및 65% 상대 습도의 조화된 분위기에서 행해졌다. 위에서 개략적으로 설명된 바와 같이, 기체 발생제로서의 0.07g의 3M Novec^® 1230 Fire Protection Fluid로 충전된 각각의 내부 엔빌로프(20)를 갖는 시험 편(60)이 이용되었다.

위에서 기술된 바와 같은 두께 측정 장치의 설정이 이용되었다.

(a) 제로 판독치(zero 판독치)(h_0)를 얻기 위해, 상판(306)이 가열판(304) 상에 직접(시험 편 없이) 배치되었다.

(b) 그 후, 가열판(304)과 상판(306) 사이에 시험 편(60)이 배치되었다. 초기 높이 판독치(h_1)를 얻기 위해, 가열판(304)은, 주변 온도를 초과하고 기체 발생제의 예상되는 활성화 온도의 5K 미만의 온도로(예를 들어, 기체 발생제로서의 3M Novec^® 1230 Fire Protection Fluid의 경우에 44℃까지) 가열되었다. 시험 편(60)의 두께(기체 발생제의 불활성화 조건에서 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리에 대응) D0 = h_0 - h_1.

(c) 가열 사이클:

가열판(304)의 목표 온도는 활성화 온도, 예를 들어 내부 엔빌로프(20)에서의 기체 발생제의 비등 점을 초과하는 온도 30℃로 설정되었고, 가열판(304)은 1 K/min의 가열 속도로 가열되었다. 두께의 증가(제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리(D)의 증가에 대응)가 매 10초마다 거리 레이저 기기(314)에 의해 측정되었다. 가열판(304)이 목표 온도(T1)에 도달하였을 때, 이 온도는 약 10 분 동안 유지되었고, 두께 증가의 판독은 계속되었다. 10 분 후, 최종의 두께 증가가 측정되었다(1차 활성화 조건에서의 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리에 대응)

그러한 측정 절차의 결과가 도 13의 점 A로부터 점 B까지 연장하는 곡선부(450)에 개략적으로 도시되어 있다.

(d) 냉각 사이클 :

가열판(302)의 목표 온도는 상온으로 설정되었고, 가열판(302)은 1 시간 내에 환경까지 냉각되었다. 두께의 감소(제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리(D)의 감소에 대응)가 매 10초마다 거리 레이저 기기(314)에 의해 측정되었다. 가열판(304)이 목표 온도에 도달하였을 때, 이 온도는 약 10 분 동안 유지되었고, 두께 감소의 판독은 계속되었다. 10 분 후, 최종의 두께 감소가 측정되었다(불활성화 구성에서의 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리에 대응)

그러한 측정 절차의 결과가 도 13의 점 B로부터 점 A까지 연장하는 곡선부(460)에 개략적으로 도시되어 있다.

가열 사이클(c) 및 냉각 사이클(d)은 3회 반복되었다. 최고 온도에서의 두께 증가 및 최고 온도에서의 두께 감소가 매회 측정되었다.

불활성화 구성으로부터 1차 활성화 조건으로 및 그 역으로의 하나의 가열 사이클 및 하나의 냉각 사이클을 위한 두께 가역성 시험의 결과가 도 13에서 거리(D) 대 온도(T) 다이어그램의 형태로 도시되어 있다. 곡선부(450 및 460)의 이력 곡선이 생성되었음을 알 수 있다. 이 이력 곡선의 최상 안정기(topmost plateau)로부터, 1차 활성화 조건에서의 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리(D1), 및 이 이력 곡선의 최저 안정기(lowermost plateau)로부터, 기체 발생제(18)의 불활성화 구성에서의 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리(D1)가 추론될 수 있다.

제3 측정 절차:

주어진 온도에 관한 시간별 두께 증가

시험편(60)이 일정한 온도의 열원에 처해지고, 시간에 따른 시험편(60)의 두께 변화가 검출되었다.

시험은 상온, 즉 23℃ 및 65% 상대 습도의 조화된 분위기에서 행해졌다. 위에서 개략적으로 설명된 바와 같이, 기체 발생제로서의 0.07g의 3M Novec^® 1230 Fire Protection Fluid로 충전된 각각의 내부 엔빌로프(20)를 갖는 시험편(60)이 이용되었다.

위에서 기술된 바와 같이, www.vwr.com으로부터 얻을 수 있는 유형 VHP C7-2의 가열판을 갖는 두께 측정 장치가 이용되었다.

(a) 가열판(304)이 상온에 유지되었다. 상판(306)이 가열판(304) 상에 직접(시험편 없이) 배치되었고, 제로 높이 판독치(h_0)가 얻어졌다.

(b) 그 후, 가열판(304)이 250℃의 온도까지 가열되었고, 이간에 따른 높이 판독치(h)의 검출이 시작되었다. 시간에 따른 시험편(60)의 두께 변화를 판단하기 위해, 고 시간 분해능(high temporal resolution)으로 높이 판독치가 얻어졌다. 가열판(304)이 시험 내내 250℃의 온도에 유지되었다.

(c) 시험편(60)의 상단에 배치된 상판(306)과 함께 시험편(60)이 가열판(304) 상에 두어졌다. 시험편(60)의 초기 두께(d0)(불활성화 조건에서 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리에 대응) D0 = h_0 - h_1을 얻기 위해, 제1 높이 판독치(h_1)가 즉시 얻어졌고, 가열판(304)의 가열 시작 후 경과되는 시간에 대한 시험편(60)의 두께(D)의 변화를 개략적으로 도시하는 도 14에서의 점 A를 참조하라. 시간 t0에서, 시험편(60)이 가열판(304)(250℃의 온도에 있었던) 상에 두어졌고, 두께(d0)가 판단되었다.

(d) 가열판(304)이 이미 250℃의 온도에 있었으므로, 기체 발생제(18)(이 예에서는, 기체 발생제로서의 3M Novec^® 1230 Fire Protection Fluid)는 자신의 구성을 신속하게 기체로 변화했으며, 그래서, 도 14의 점 A와 점 B 사이의 곡선부(550)에 의해 나타낸 바와 같이, 시험편(60)의 두께(D)가 신속하게 증가하였다. 두께 대 시간 곡선은 점 B에서 제1 중간 최대에 도달하였다. 점 B에서 높이 판독치(h_max1)가 얻어졌다. 점 B는 엔빌로프(20)가 가능한 한 많이 확장되었지만, 여전히 온전하게 유지되는 1차 활성화 조건에 대응한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 1차 활성화 조건이 시간 t1에 도달되었고, 시험편(60)의 두께는 D1이었다.

1차 활성화 조건에서 시험편(60)의 두께(1차 활성화 조건에서의 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리에 대응): D1 = h_0 - h_max1.

시험편(60)의 두께의 증가(불활성화 조건에 대한 1차 활성화 조건에서의 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리(D)의 증가에 대응) D1 - D0 = h_1 - h_max1.

(e) 점 B에서 중간 최대 팽창에 도달했을 때, 내부 공동(16)의 내측의 기체 압력 하에 내부 엔빌로프(20)가 터졌고, 기체 발생제(18)가 외부 공동(22)으로 방출되었다. 이에 따라, 두께 대 시간 곡선은 먼저, 도 14에서 점 B'로 나타낸 바와 같이, 작은 중간 최소를 도시하는 도 14에서의 곡선부(552)에서 약간 감소하였다. 두께 대 시간 곡선에서의 이 하락(dip)은, 기체 발생제(18)가 내부 엔빌로프(20)로부터 외부 공동(22)으로 방출되었을 때, 기체 발생제(18)로 충전될 체적의 급작스러운 증가로 인한 속성이다. 이 경우에서의 체적의 증가는 아직 불활성 상태인 기체 발생제(18)의 활성화 구성으로의 추가적 변환에 의해 충분히 신속하게 보상되지 않았고, 그러므로 외부 공동(22)의 내측의 압력은 짧은 시간 동안 약간 강하되었다. B'에 의해 나타낸 바와 같이 중간 최소가 관측되는지는, 이용되는 시험편의 특정한 구성, 특히 이용되는 기체 발생제(18)의 속성 및 양에 의존해야 한다. 내부 엔빌로프(20)가 터졌을 때, 아무런 중간 최소도 전혀 관측되지 않는 다른 구성이 있을 수 있을 것이다.

외부 공동(22)이 기체 발생제(18)로 충분히 충전되었을 때, 외부 공동(24)의 내측의 기체 압력이 회복하였고, 그 후, 시간에 따라 급격하게 증가하였다. 이에 대응하여, 시험편(60)의 두께(D)는, 도 14에서 곡선부(554)로 나타낸 바와 같이, 시간에 따라 급격하게 증가하였다. 급격한 증가는 도 14에서의 점 C에서 현저하게 느려졌다. 점 C에서 대응하는 높이 판독치(h_C)가 얻어졌다. 점 C에서의 슬로프의 변화는 시험편(60)의 2차 활성화 조건의 제1 스테이지를 나타낸다.

2차 활성화 조건에서 시험편(60)의 두께(2차 활성화 조건에서의 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리에 대응): D2 = h_0 - h_C.

시험편(60)의 두께의 증가(불활성화 조건에 대한 2차 활성화 조건에서의 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리의 증가에 대응): D2 - D0 = h_1 - h_C.

(f) 도 14에서의 점 C 후에, 시험편의 두께(D)는 여전히 증가했지만, 슬로프는 더 낮아졌다. 시험편(60)의 두께 증가 속도의 저감은 다음의 두개의 효과 중 적어도 하나로 인한 것으로 추측된다:(i) 기체 발생제가 활성화 구성으로 완전히 변환되었고, 그러므로, 외부 공동 속의 기체의 양은 더 이상 증가하지 않았지만, 외부 공동 속의 압력만 온도에 따른 기체의 팽창에 따라 증가하며;(ii) 외부 공동은 주어진 표면적을 위해(즉, 구형 형상을 향해) 체적을 최적화 하기 위해 형상을 변화했고, 그러므로, 추가적 팽창은 기체 압력 하에서의 외부 엔빌로프의 재료의 신장에 따라 신속하게만 가능하다.

(g) 시험편의 두께(D)의 증가 속도의 추가적 저감은 도 14에서의 점 E에서 관측되었다. 점 E에서, 외부 엔빌로프(24)를 분리하는 결합부(27c, 27d, 27f, 27g)가 외부 공동(22)의 내측의 기체 압력 하에서 터졌고(결합부(27a, 27b, 27h, 27e)는 온전하게 유지되는 것을 주목하라), 그래서, 단일의 대규모 공동에 대해 외부 공동(22)을 조합함으로써, 외부 대규모 공동이 형성된 것이 관측되었다. 대규모 공동 형성 속도의 저감에 따른 두께(D) 증가 속도의 저감은 대규모 공동의 더 큰 체적에 기인한다. 도 14의 점 E에 후속하여, 시험편(60)의 두께의 증가는 가열판(304)에 의해 제공되는 모든 열적 에너지가 대규모 공동의 내측과 대규모 공동의 외측 사이의 압력 차이로 변환되기까지 계속되었다.

직물 구조체의 예:

도 9a의 구성을 갖는 직물 시료 구조체(50)가 구성되었다. 그러한 직물 시료 구조체(50)는 도 12와 관련해서 기술되는 바와 같은 라미나 구조체(10)를 갖는 시험편(60)을 포함한다. 라미나 구조체(10)는 도 2a 내지 도 2d와 관련해서 기술되는 생성 방법에 따라 생성되는 내부 엔빌로프(20), 및 도 12와 관련해서 기술되는 바와 같이 생성되는 외부 엔빌로프를 포함한다. 기준예로서, 내부 엔빌로프(20)를 기체 발생제(18)로 충전하지 않고 동일한 설정이 이용되었다.

다음의 시험 결과가 얻어졌다:

	예 1	기준예
EN367-HTI24 - 평균 [s]	29.1	18.9
면적 당 중량 [g/㎡]	528	504
RET [㎡Pa/W]	19.3	19.3

"EN367-HTI24 - 평균"은 DIN EN 367(1992)에서 정해진 바와 같은 "열전달 지수 80 W/㎡"을 지칭한다. 이 양은, 제1 면(외면(35))이 화염을 갖는 80 W/㎡의 열원에 처해졌을 때, 도 11에 도시된 바와 같은 시료 직물의 제2 면(내면)에서의 온도의 24의 증가를 얻기 위해 필요한 시간을 기술한다.

RET는 위에 정해진 바와 같은 수증기 관류 저항을 지칭한다.

Claims (58)

1. 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체(10)로서,
   제1 층(26),
   제2 층(28),
   제1 층(26), 제2 층(28), 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이에 제공되는 적어도 하나의 외부 공동(22),
   외부 공동(22) 속에 포함되어 있는 적어도 하나의 내부 공동(16), 및
   불활성화 구성과 활성화 구성을 갖는 기체 발생제(18)를 포함하며,
   내부 공동(16) 속에서의 온도의 증가에 응답하여 적어도 내부 공동(16)의 내측에서의 기체 압력을 증가시키기 위해, 기체 발생제(18)는 불활성화 구성으로부터 활성화 구성으로 변화시키에 적합하고,
   제1 층(26), 제2 층(28), 외부 공동(22) 및 내부 공동(16)은 내부 공동(16)의 내측에서의 기체 압력의 증가에 응답하여 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리(D)가 증가하도록 배열되는, 라미나 구조체.
2. 제1항에 있어서,
   기체 발생제(18)는 불활성화 구성에서 내부 공동(16) 속에 포함되어 있는, 라미나 구조체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   기체 발생제(18)의 활성화 구성에서, 라미나 구조체의 1차 활성화 조건 및 라미나 구조체의 2차 활성화 조건을 갖고, 1차 활성화 조건에서, 기체 발생제(18)는 내부 공동(16) 속에 포함되어 있고, 2차 활성화 조건에서, 기체 발생제(18)는 외부 공동(22)으로 방출되는, 라미나 구조체.
4. 제3항에 있어서,
   기체 발생제(18)는 예정된 제1 활성화 온도를 초과하는 내부 공동(16) 속의 온도에 응답하여 내부 공동(16) 속에서 기체를 발생시켜, 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리(D)가 기체 발생제(18)의 불활성화 구성에서의 제1 거리(D0)로부터 1차 활성화 조건에서의 제2 거리(D1)로 증가하게 하기에 적합한, 라미나 구조체.
5. 제4항에 있어서,
   1차 활성화 조건에서의 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 제2 거리(D1)가 기체 발생제(18)의 불활성화 구성에서의 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 제1 거리(D0)보다 1㎜ 이상, 바람직하게는 3㎜ 이상 더 먼, 라미나 구조체.
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   내부 공동(16)을 둘러싸고 있으며 외부 공동(22)에 기체를 방출하여, 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리(D)가 1차 활성화 조건에서의 제2 거리(D1)로부터 2차 활성화 조건에서의 제3 거리(D2)로 증가하게 하기에 적합한, 내부 엔빌로프(20)를 더 포함하는, 라미나 구조체.
7. 제6항에 있어서,
   내부 엔빌로프(20)는 예정된 2차 활성화 한계를 초과하는 내부 공동(16) 속에서의 기체 압력에 응답하여 외부 공동(22)에 기체를 방출하기에 적합한, 라미나 구조체.
8. 제7항에 있어서,
   2차 활성화 한계는 내부 공동(16)의 내측의 온도 및 내부 엔빌로프(20)가 내부 공동의 내측의 온도에 노출되는 시간에 의해 판단되는, 라미나 구조체.
9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   2차 활성화 조건에서의 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 제3 거리(D2)가 기체 발생제(18)의 불활성화 구성에서의 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 제1 거리(D0)보다 6㎜ 이상 더 먼, 라미나 구조체.
10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    내부 엔빌로프(20)는 유밀적인, 라미나 구조체.
11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    내부 엔빌로프(20)는 1차 활성화 조건에서 내부 공동(16) 속에 생성되는 기체 압력을 받는 것과 관련해서 비신축성 재료로 만들어지는, 라미나 구조체.
12. 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    내부 엔빌로프(20)는 1차 활성화 조건에서 내부 공동(16) 속의 온도 범위와 관련해서 내온도성 재료로 만들어지는, 라미나 구조체.
13. 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    내부 엔빌로프(20)는, 유밀 재료로 된 적어도 하나의 내부 엔빌로프 조각(12, 14)으로 만들어지고, 바람직하게는 유밀 재료로 된 적어도 두개의 조각(12, 14)으로 만들어지며, 내부 엔빌로프 조각(12, 14)은 유밀 방식으로 서로 결합되어 있는, 라미나 구조체.
14. 제6항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    내부 엔빌로프(20)는 금속/중합체 복합 재료로 만들어지는, 라미나 구조체.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    기체 발생제(18)는 불활성화 구성에서 액체(18')의 형태로 있고, 라미나 구조체(10)의 활성화 온도는 기체 발생제(18)의 비등 온도에 대응하는, 라미나 구조체.
16. 제15항에 있어서,
    기체 발생제(18)는 불활성화 구성에서 고체 또는 겔의 형태로 있고, 라미나 구조체(10)의 활성화 온도는 기체 발생제(18)의 승화 온도 또는 분해 온도에 대응하는, 라미나 구조체.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    기체 발생제(18)는, 200℃ 미만, 바람직하게는 30℃와 100℃ 사이, 더 바람직하게는 30℃와 70℃ 사이, 한층 더 바람직하게는 40℃와 60℃ 사이, 및 가장 바람직하게는 45℃와 55℃ 사이의 증발 온도 또는 분해 온도를 갖는, 라미나 구조체.
18. 제17항에 있어서,
    액체는 CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂를 포함하는 라미나 구조체.
19. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    기체 발생제(18)는, 불활성화 구성에서, 액체, 겔, 고체, 또는 그 혼합물의 형태로 있고, 라미나 구조체(10)의 활성화 온도는 기체 발생제(18)로부터의 적어도 하나의 기체의 화합물의 방출을 초래하는 화학 반응의 활성화 에너지에 대응하는 온도인, 라미나 구조체.
20. 제19항에 있어서,
    기체 발생제(18)는 분말 물질 또는 입자 물질의 형태로 있는, 라미나 구조체.
21. 제19항에 있어서,
    기체 발생제(18)는 하이드로겔의 형태로 있는, 라미나 구조체.
22. 제6항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    내부 엔빌로프(20)는 도우징 에이드(19)를 포함하고, 도우징 에이드(19)는 내부 공동(16) 속으로 연장하며 기체 발생제(18)가 도포되는 부분을 갖고, 상기 부분은 내부 공동(16) 속에 포함되는, 라미나 구조체.
23. 제22항에 있어서,
    도우징 에이드(19)는 기체 발생제(18)의 불활성화 구성에서 기체 발생제(18)를 흡수할 수 있는 재료로 만들어지는, 라미나 구조체.
24. 제22항에 있어서,
    도우징 에이드(19)는 기체 발생제(18)의 불활성화 구성에서 기체 발생제(18)를 흡수할 수 있는 재료로 만들어지는, 라미나 구조체.
25. 제22항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    도우징 에이드(19)는 기체 발생제(18)의 불활성화 구성에서 내부 공동(16)보다 더 작은, 라미나 구조체.
26. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    도우징 에이드(19)는, 내부 엔빌로프(20)의 재료와 함께 용접되면 유밀 밀폐부의 형성을 지원할 수 있는 재료로 만들어지는, 라미나 구조체.
27. 제26항에 있어서,
    도우징 에이드(19)는 용접 가능한 도우징 에이드 층을 형성하는 시트로서 제공되는, 라미나 구조체.
28. 제6항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    내부 엔빌로프(20)는 내부 공동(16)을 내부 제1 서브 공동(22a)과 내부 제2 서브 공동(22b)으로 분리하는 중간 층(21)을 포함하는, 라미나 구조체.
29. 제28항에 있어서,
    중간 층(21)은, 유밀 재료로 만들어지고, 내부 엔빌로프(20)의 재료와 함께 용접되면 유밀 밀폐부의 형성을 지원하도록 구성되는, 라미나 구조체.
30. 제28항 또는 제29항에 있어서,
    기체 발생제(18)는 중간 층(21)의 한 면 또는 양면에 도포되는, 라미나 구조체.
31. 제6항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    서로 결합되는 적어도 두개의 내부 엔빌로프(20a, 20b)에 의해 형성되는 내부 엔빌로프 클러스터를 포함하는, 라미나 구조체.
32. 제6항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 내부 공동(22)을 포함하며, 각각의 내부 공동(22)은 제각각의 내부 엔빌로프(20)에 의해 감싸이고, 내부 엔빌로프(20)는 서로에 대해 거리(X)를 두고 서로의 바로 옆에 배열되는, 라미나 구조체.
33. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
    온도의 증가에 응답하여, 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리(D)를, 기체 발생제(18)의 불활성화 구성에서의 제1 거리(D0)로부터 기체 발생제(18)의 활성화 구성에서의 더 먼 거리로, 및/또는, 온도의 감소에 응답하여, 기체 발생제(18)의 활성화 구성에서의 더 먼 거리로부터 기체 발생제(18)의 불활성화 구성에서의 제1 거리(D0)로 가역적으로 변화시키도록 구성되는, 라미나 구조체.
34. 제33항에 있어서,
    온도의 증가에 응답하여, 제1 층(26)과 제2 층(28) 사이의 거리(D)를, 기체 발생제(18)의 불활성화 구성에서의 제1 거리(D0)로부터 라미나 구조체의 1차 활성화 조건에서의 제2 거리(D1)로, 및/또는, 온도의 감소에 응답하여, 라미나 구조체의 1차 활성화 조건에서의 제2 거리(D1)로부터 기체 발생제(18)의 불활성화 구성에서의 제1 거리(D0)로 가역적으로 변화시키도록 구성되는, 라미나 구조체.
35. 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
    내부 공동(16)은, 기체 발생제의 불활성화 구성에서, 1㎜ 이상, 바람직하게는 5㎜ 이상, 가장 바람직하게는 15㎜ 이상의 측면 치수(A0), 및 2㎜ 이하의 두께 치수를 갖는, 라미나 구조체.
36. 제1항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서,
    내부 공동(16)은, 기체 발생제(18)의 활성화 구성에서, 기체 발생제(18)의 불활성화 구성에서의 내부 공동(16)의 체적에 대해 10과 2000 사이의 체적 증가를 갖는, 라미나 구조체.
37. 제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서,
    외부 공동(22)을 둘러싸는 외부 엔빌로프(24)를 더 포함하고, 내부 공동(16) 및 외부 공동(22)의 체적은 내부 공동(16)의 내측에서의 기체 압력의 증가에 응답하여 증가하는, 라미나 구조체.
38. 제37항에 있어서,
    외부 공동(22)은 반투과성 외부 엔빌로프(24)에 의해 둘러싸여 있는, 라미나 구조체.
39. 제38항에 있어서,
    반투과성 외부 엔빌로프(24)는 수분 흡수성 재료를 포함하는, 라미나 구조체.
40. 제39항에 있어서,
    반투과성 외부 엔빌로프(24)는 폴리우레탄을 포함하는, 라미나 구조체.
41. 제37항 내지 제40항 중 어느 한 항에 있어서,
    반투과성 외부 엔빌로프(24)는 적어도 부분적으로 신축성 재료로 만들어지는, 라미나 구조체.
42. 제37항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서,
    외부 엔빌로프(24)는 서로 결합되는 적어도 두개의 외부 엔빌로프 층으로 만들어지는, 라미나 구조체.
43. 제42항에 있어서,
    외부 엔빌로프(24)는 비신축성 재료로 된 제1 외부 엔빌로프 층, 및 신축성 재료로 된 제2 외부 엔빌로프 층을 포함하는, 라미나 구조체.
44. 제37항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서,
    외부 엔빌로프(24)는 2차 활성화 조건에서 외부 공동(22) 속의 온도 범위와 관련해서 내온도성 재료로 만들어지는, 라미나 구조체.
45. 제37항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 외부 엔빌로프(24)를 포함하고, 외부 엔빌로프(24)는 서로 인접하여 배열되는, 라미나 구조체.
46. 제37항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 층(26) 및 제2 층(28)은 서로에 대해 인접하게 배치되고, 제1 층 및 제2 층(26, 28)은 적어도 하나의 결합부(27a, 27b, 27c, 27d)를 따라 함께 결합되어, 제1 층(26) 및 제2 층(28)에 의해 외부 공동(22)을 둘러싸는 외부 엔빌로프(24)를 형성하는, 라미나 구조체.
47. 제37항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서,
    외부 공동(22)은 서로 기체 연통하고 있는 복수의 외부 서브 공동을 포함하는, 라미나 구조체.
48. 제37항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 외부 공동(22a 내지 22e)을 포함하고, 외부 공동(22a 내지 22e)의 각각은, 기체 발생제(18)의 불활성화 구성에서, 제각각의 결합부(27a 내지 27e)에 의해 자신의 인접한 외부 공동으로부터 분리되며, 결합부(27c 내지 27d)는 제각기 예정된 파열 부분을 포함하고, 파열 부분은 2차 활성화 조건에서 생성되는 기체 압력을 받으면 파열하여, 2차 활성화 조건에서 복수의 인접한 외부 공동들 사이에서의 기체 연통을 허용하기에 적합한, 라미나 구조체.
49. 제37항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서,
    외부 공동(22)은, 기체 발생제(18)의 불활성화 구성에서, 1㎜ 이상, 바람직하게는 5㎜ 이상, 가장 바람직하게는 15㎜ 이상의 측면 치수, 및 2㎜ 이하의 두께 치수를 갖는, 라미나 구조체.
50. 제37항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서,
    외부 공동(22)은, 기체 발생제(18)의 활성화 구성에서, 기체 발생제(18)의 불활성화 구성에서의 외부 공동(22)의 체적에 대해 10과 2000 사이의 체적 증가를 갖는, 라미나 구조체.
51. 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체(10)를 위한 엔빌로프 구조체로서, 엔빌로프 구조체는 적어도 하나의 내부 공동(16)을 둘러싸는 내부 엔빌로프(20), 적어도 하나의 외부 공동(22) - 내부 엔빌로프(20)는 외부 공동(22) 속에 포함됨 - 을 둘러싸는 외부 엔빌로프(24), 및 불활성화 구성과 활성화 구성을 갖는 기체 발생제(18)를 포함하며,
    내부 공동(16) 속에서의 온도의 증가에 응답하여 내부 공동(16)의 내측에서의 기체 압력을 증가시키기 위해, 기체 발생제(18)는 불활성화 구성으로부터 활성화 구성으로 변화시키에 적합하고,
    엔빌로프 구조체는, 내부 공동(16)의 내측에서의 기체 압력의 증가에 응답하여 내부 공동(16) 및 외부 공동(22)의 체적이 증가하도록 구성되는, 엔빌로프 구조체.
52. 제51항에 있어서, 제1항 내지 제50항 중 어느 것의 특징요소들이든 적어도 하나를 포함하는, 엔빌로프 구조체.
53. 복합 구조체를 갖는 직물(50)로서, 복합 구조체는 제1항 내지 제52항 중 어느 것에 따른 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체(10) 또는 엔빌로프 구조체든 포함하는, 직물.
54. 제53항에 있어서,
    서로에 대해 배열되는 복수의 직물 층을 포함하고, 상기 복수의 직물 층은 외면(35) 및 내면(37)을 갖는 외부 열 보호성 껍데기 구조체(36)를 포함하며, 라미나 구조체(10)는 적응적 단열을 제공하고, 라미나 구조체(10)는 외부 열 보호성 껍데기 구조체(36)의 내면(37) 상에 배열되는 적응적 단열을 제공하는, 직물.
55. 제53항 또는 제54항에 있어서,
    배리어 구조체(38)를 더 포함하는, 직물.
56. 제55항에 있어서,
    배리어 구조체(38)는 적어도 하나의 수증기 투과층 및 방수층을 포함하고, 수증기 투과층 및 방수층은 수증기 투과막 및 방수막을 포함하는, 직물.
57. 제53항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서,
    직물(50)은 방화복에서 이용하기에 적합한, 직물.
58. 제53항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서,
    직물은 150 ㎡Pa/W 미만, 바람직하게는 30 ㎡Pa/W 미만, 더 바람직하게는 20㎡Pa/W 미만의 Ret를 포함하는, 직물.

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