KR20150034286A

KR20150034286A - 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체용 엔벨로프

Info

Publication number: KR20150034286A
Application number: KR1020157004808A
Authority: KR
Inventors: 아나톨리오 피글리우치; 슈테판 하우어
Original assignee: 더블유.엘.고어 앤드 어소시에이츠 게엠베하
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2015-04-02
Also published as: CN104507340B; EP2879538A1; CN104507340A; WO2014019613A1; EP2879538B1; RU2015106948A; JP6151778B2; CA2877322A1; JP2015530488A

Abstract

본 발명은 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체용 엔벨로프(20)에 관한 것으로, 상기 엔벨로프(20)는 비활성화된 형태 및 활성화된 형태를 가지는 기체 발생제(18)를 내포하고 있는 하나 이상의 캐비티(16)를 둘러싸고 있고, 기체 발생제(18)는 캐비티(16) 내 온도의 증가에 대응하여 캐비티(16) 내 기체 압력을 증가시키는 것과 같이 비활성화된 형태에서 활성화된 형태로 변화하도록 적응되며, 엔벨로프(20)는 캐비티(16) 내 기체 압력의 증가에 대응하여 엔벨로프(20)의 부피가 증가하도록 구성되며, 엔벨로프(20)는 중합체 복합 물질(8)로 되어 있고, 중합체 복합 물질(8)은 중합체 물질을 포함하는 강화 층에 의해 피복되는 유밀 층을 포함하고, 강화 층은 엔벨로프(20)가 1회 또는 복수 회의 활성화/탈활성화 사이클에 적용될 때 유밀 층(8b) 내 주름 형성을 제한하도록 구성된다.

Description

적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체용 엔벨로프{ENVELOPE FOR A LAMINAR STRUCTURE PROVIDING ADAPTIVE THERMAL INSULATION}

본 발명은 적응적 단열을 제공하는 구조체에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체용 엔벨로프에 관한 것이다. 그러한 엔벨로프는 직물 또는 텍스타일의 설계, 특히 개인 보호용 장비, 예를 들어 보호용 의복과 같은 의복 또는 장갑과 같은 다른 기능성 의복을 위한 용도에 사용될 수 있다.

보호용 의복 또는 기능성 의복은 통상적으로 환경 영향에 대해 착용자의 보호가 필요하거나 주어진 환경 조건 하에서 요망되는 기능적 특성을 제공하는 것이 필요한 소방, 법률 집행, 군사적 작업 또는 산업적 작업 등의 용도에 사용된다. 의복은 착용자를 열, 화염, 또는 액체에 의한 충격으로부터 보호할 것이 필요할 수 있다. 통상적으로, 의복은 착용자가 자신이 해야 할 일을 수행할 수 있을 정도로 착용자에게 충분한 편안함을 제공할 것이 요망된다.

보호용 의복 또는 기능성 의복이 사용되는 하나의 용도로서 소방복에 대해 말하자면, 그러한 의복은 한편으로 화염과 열에 대해 상당한 정도의 단열을 제공하는 것이 필요하다. 이것은 의복이 외부로부터 내부까지 의복을 통한 열 전달을 효율적으로 억제하는 것을 필요로 한다. 다른 한편, 소방복은 소방관이 의복을 입고 있으면서 자신의 일을 효율적으로 수행할 수 있도록 충분한 유연성 및 통기성을 제공할 것이 필요하다. 이에 의해, 의복은 자체를 통해 내부로부터 외부로 어느 정도 수증기 전달을 허용하는 것(통기성)이 필요하다.

소방복에 의해 제공될 단열은 광범위한 환경 온도 하에서 효과적인 것이 필요하다: 극한의 경우를 말하자면, 소방복은 환경 온도가 약 1000℃ 이상일 수 있는 화재에서 화염의 "플래시오버(flashover)"에 노출 시에 소방관을 보호하기에 충분한 단열을 제공하는 것이 필요하다. 이러한 경우, 의복은 적어도 일시적으로는 의복의 외피에서 약 800 내지 900℃의 온도에 노출될 것이다. 심한 화재라면, 소방관이 화염에 가까이 접근하여야 할 때 의복의 외피는 여전히 약 350℃ 이하의 온도에 있을 것으로 예상된다. 소방관의 피부 온도는 약 24℃ 이하의 증가가 되도록 감쇠되어야 한다.

화재와 무관한 기술적 작업에서, 전통적인 소방복은 통상은 필요하지 않은 열 성능 수준을 제공하고 두껍고 무거운 의복 층에 기인하여 낮은 편안함(예컨대, 의복의 낮은 통기성)가 수득된다. 의복이 광범위한 단열을 제공하는 것이 필요한 전술한 소방복과 같은 용도에서, 정적인 구조체에 의해, 즉, 언제나 최악의 시나리오에 요구되는 바와 같은 단열을 제공하는 구조체에 의해 모든 요건을 만족시키는 것은 통상적으로 곤란하다.

다수의 동적인 개념들이 제안되었다. 이러한 동적인 개념의 배경 사상은 주어진 환경 조건에 따라 단열 정도를 달리 제공하는 구조체를 형성하는 것이다. 제공되는 단열은 구조체가 외부 및/또는 내부에서 겪는 환경 온도에 적응할 수 있다.

소방 분야에서, 팽창 시스템의 개념이 개발되어서, 예를 들어 방화 도어용 팽창 개스킷 또는 배관용 팽창 코팅의 형태 등의 다양한 용도에 사용되고 있다. 이러한 팽창 시스템은 통상적으로 열에 노출되는 상태에서 발포 처리되어 부피가 증가함으로써 단열성을 증가시키는 고체를 가지는 팽창성 물질을 포함한다. 통상 이러한 발포 과정은 팽창성 물질이 이미 정해진 활성화 온도에 도달하면 시작한다. 발포 과정의 결과, 팽창성 물질은 다공성이 됨으로써, 즉 밀도가 감소하고 부피가 증가하지만 여전히 고체 구조체를 가지는 것을 유지한다. 전형적 팽창성 물질은 규산나트륨, 발포성 흑연, 또는 탄소 및/또는 상당량의 수화물을 포함하는 물질이다.

소방복 또는 다른 기능성 의복을 제조하기 위해 팽창성 물질을 사용하는 것이 제안된 바 있다. US2009/0111345 A1은 통기성을 유지하면서 착용자를 열이나 화염으로부터 보호하기 위해 방수성의 수증기 투과 직물/의복에 대해 적응적 단열을 제공하는 구조체를 개시한다. 고분자 수지 발포성 흑연 혼합물을 기초로 한 팽창성 물질은 화염 배리어와 방수 배리어 사이에 위치된다. US 2009/0111345 A1은 약 200℃의 활성화 온도와, 300℃에 90초간 노출 후 적어도 200%의 팽창성 물질의 부피 증가를 특정한다. 시험은 소방복의 직물에 적용 시 이러한 접근이 한계가 있음을 보여주었다.

팽창성 메커니즘을 통해 방열을 제공하는 난연성 가요성 물질을 제조하기 위한 추가의 접근이 WO2009/025892 A2에 제시된다. 이러한 물질에는 복수의 개별 가드 플레이트가 가요성 기재 직물의 외부 면에 서로에 대해 이격된 관계로 부착된다. 가드 플레이트는 충분한 열에 노출 시에 크게 팽창하는 팽창성 물질을 포함한다. 따라서, 활성화 시에 연속적 단열 및 난연성 외피 필름이 형성된다. 한 실시양태에서, 가드 플레이트는 열에 노출 시에 증발되는 물 또는 수용액을 포함하는 열 발포성 마이크로캡슐을 포함함으로써, 화염원으로부터의 열을 흡수하고, 마이크로캡슐을, 해당 마이크로캡슐이 파열되어 그 내용물을 해리시켜 산소를 몰아내고 화염을 급냉시킬 때까지 발포시킨다. 함수 마이크로캡슐의 활성화 온도는 약 100 내지 400℃인 것으로 보고되고 있다.

팽창성 시스템에 대한 대안으로서, 형상 기억 합금 또는 이금속 물질을 사용하여 소방복에 대해 적응적 단열을 제공하는 것이 제안된 바 있는데, WO 99/05926 A1을 참조할 수 있다. 이러한 접근에 따르면, 동적인 적응적 단열 시스템은 외피 직물과 내부 라이너 직물 사이에 배치된 스페이서 물질을 기초로 한다. 스페이서 물질은 나선 형상, 트로프(trough) 형상, 또는 코일 형상으로 전개되는 형상 기억 합금일 수 있거나, 이금속 스트립 또는 스냅 디스크일 수 있다. 약 65 내지 75℃(형상 기억 합금)와 50℃(이금속 스트립)의 활성화 온도가 보고되고 있다. 상기 논의된 팽창성 시스템에 기초한 제시들에 반해, WO 99/05926 A1은 원칙적으로 복수 회의 활성화/탈활성화 사이클을 수행할 수 있는 가역적 시스템을 제공한다.

WO 2008/097637 A1은 외피 직물, 수분 배리어 및 열 라이너를 포함하는 열 배리어를 가지는 복합 직물 시스템을 개시한다. 열 라이너는 비활성화된 상태에서 열가소성 결합제에 의해 압축 상태로 유지되는 권축(crimped) 내열성 섬유로 된 하나 이상의 열 발포성의 내연성 직물을 포함한다. 열 라이너가 열이나 화염에 노출되면, 라이너는 3배 이상 정도 두께가 증가하는 것으로 보고된다.

본원의 출원인은 비공개 국제 특허 출원 PCT/EP2011/051265에 기재된 바와 같이, 완전히 상이한 유형의 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체에 대해 제시하였다. 이러한 문헌의 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체의 기재가 본원에 참조 인용된다.

본 발명의 목적은 고온에 대해 적응적 단열을 허용하는 향상된 라미나 구조체용 향상된 엔벨로프를 제공하는 것이다. 특정 용도에서, 본 발명은 보호용 및/또는 기능성 의복에 사용하기 위한 직물, 특히 소방복에 사용하기 위한 직물로서, 향상된 라미나 구조체를 포함하는 직물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 하나 이상의 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체용 엔벨로프를 제공한다. 엔벨로프는 비활성화된 형태 및 활성화된 형태를 가지는 기체 발생제를 내포하고 있는 하나 이상의 캐비티(cavity)를 둘러싸고 있다. 기체 발생제는 비활성화된 형태에서 활성화된 형태로 변화시키도록 적응화되어, 캐비티 내 온도의 증가에 대응하여 캐비티 내 기체 압력을 증가시키게 된다. 엔벨로프는 캐비티 내 기체 압력의 증가에 대응하여 엔벨로프의 부피가 증가하도록 구성된다. 엔벨로프는 중합체 복합 물질, 특히 금속/중합체 복합 물질로 되어 있어. 그러한 중합체 물질은 통상적으로 금속성 물질, 예를 들어 유밀 층과 관련하여 상기 기재된 금속성 물질들 중 임의의 것의 유밀 층을 포함할 것이다. 유밀 층은 강화 층에 의해 피복될 것이 제시된다.

실시양태들에서, 엔벨로프는, 기체 발생제가 비활성화된 형태인 상태에서는, 엔벨로프의 두께가 엔벨로프의 측방 연장보다 작은 평탄한 형상을 가진다. 이에, 엔벨로프는 엔벨로프 두께가 캐비티 내 기체 압력의 증가에 대응하여 증가하도록 구성된다.

본 발명에 따른 엔벨로프를 이용함으로써, 온도 증가에 대응하여 단열 성능을 증가시키는 적응적 단열 구조체가 제공된다. 최근 이러한 구조체는 온도가 정상적 또는 동작 온도의 범위로부터 상승된 온도의 범위까지 증가할 때 단열 성능의 확실한 증가를 보여줄 수 있음이 입증되었다. 소정의 실시양태에서, 저온에서의 제1의(통상 더 낮은) 단열 성능으로부터 고온에서의 제2의(통상 더 높은) 단열 성능까지의 분명한 향상이 수득될 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 단열 성능의 분명한 향상은 활성화 온도와 관련될 수 있는데, 즉 구조체는 온도가 활성화 온도 또는 그 이상으로 증가할 때 활성화된다.

실시양태들에서, 엔벨로프는 기체 발생제가 비활성화된 형태인 엔벨로프의 상태에서는, 엔벨로프의 측면에 걸쳐 있는 2개의 측방 방향을 따라 측정되는 2개의 측방 치수, 및 측면에 실질적으로 수직으로 측정되는 1개의 두께 치수를 정의하도록 기재될 수 있고, 여기서 두께 치수는, 기체 발생제가 비활성화된 형태인 엔벨로프의 상태에서는, 2개의 측방 치수 중 어느 것보다 작다. 즉, 엔벨로프는 적어도, 기체 발생제가 비활성화된 형태로 존재하고 기체 발생제의 활성화된 형태로의 유의적 변환을 아직 겪지 않은 비활성화된 형태인 상태에서는, 평탄하거나 얇을 수 있다. 엔벨로프가 가장 작은 치수를 가지는 방향이 두께 방향으로 간주된다.

온도가 증가하게 될 때, 기체 발생제는 캐비티 내에서 기체의 생성을 시작할 것이므로 캐비티 내의 기체 압력은 증가할 것이다. 캐비티 내부의 기체 압력의 증가는 캐비티의 "팽창(inflation)"을 야기한다. 팽창의 결과, 캐비티는 두께가 증가하므로 제1 층 및 제2 층 사이의 거리가 증가한다. 그 결과는 기체/공기의 낮은 열 전도와 증가된 엔벨로프의 두께로 인해 효율적 단열을 제공하는 "기체 층" 또는 "공기 층"이다.

기체 발생제는 엔벨로프의 두께를 증가시키고 단열 부피를 증가시키기 위한 "구동물질(driver)"이다. 온도에 따라, 기체 발생제는 비활성화된 형태와 활성화된 형태를 가질 수 있다. 기체 발생제가 비활성화된 형태로 있고, 적응적 단열 구조체는 자체가 비활성화된 상태로 있다. 적응적 단열 라미나 구조체의 활성화된 상태는 기체 발생제의 형태 변화에 의해 수득된다. 비활성화된 형태의 기체 발생제는 캐비티 내에 포함될 수 있다. 기체 발생제는 액체, 고체, 겔 또는 이들의 조합 중 임의의 것일 수 있다. 기체 발생은 물리적 변환(즉, 액체-기체 상 전이 및/또는 고체-기체 상 전이 및/또는 흡착 기체의 방출)을 통해, 화학적 변환(즉, 적어도 일종의 기체 생성물을 방출하는 화학 반응)을 통해, 또는 이들의 조합에 의해 일어날 수 있다. 기체 발생제의 요망되는 활성화 역치, 즉 활성화 온도는 기체 발생제를 적어도 2 성분의 혼합물의 형태로 제공하는 것으로 의해 적당히 잘 조정될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 한 예로서, 요망되는 비점을 가지는 액체 기체 발생제는 2종 이상의 "순수" 액체들을 혼합함으로써 제공될 수 있다.

본 발명에 따라, 캐비티를 둘러싸고 있는 엔벨로프 및 기체 발생제는 온도 증가 시에 그 두께가 증가하고, 다수의 실시양태들에서는 부피가 증가하는, 열적으로 활성화된 팽창가능한 복합 구조체를 형성한다. 따라서, 본 발명은 상기 유형의 복수 개의 엔벨로프를 사용하여, 온도 증가 시에 팽창성 물질의 거동과 유사한 효과를 제공하지만, 팽창과는 완전히 다른 공정을 이용한다. 본원에 기재되는, 엔벨로프에 있어, 특히 라미나 구조체에 사용될 때 캐비티 및 기체 발생제는 형상 증가 및 특히 캐비티의 부피 증가가 엔벨로프 두께의 현저한 증가를 초래하도록 구성된다. 이로써, 본질적으로 공기 및/또는 기체로 충전된, 비교적 두꺼운 단열 부피가 형성된다. 온도 증가에 따라 밀착형 고체 구조체로부터 다공성 고체 구조체로 형태가 변하는 공지된 팽창성 물질과 달리, 본 발명에 따른 "준-팽창성" 복합 구조체는 저온에서의 팽창되지 않은 상태로부터 고온에서 팽창된 상태로 형태가 변한다. 발포 과정이 활성화된 이후에 시작되고, 그 결과 상당수의 개별 캐비티들이 형성되는 공지된 팽창성 물질에 비해, 본 발명은 이미 활성화되지 않은 상태로 존재하는 소정의 형상의 캐비티를 제공한다. 활성화 후, 이 캐비티는 자체 형상을 변화시켜, 그것의 두께, 특히 그것의 부피를 증가시킨다.

본 발명의 발명자들은 그러한 "준-팽창성" 구조체가 임의의 공지된 팽창성 물질보다 활성화 온도 및 활성화 속도(즉, 온도가 활성화 온도에 도달하였을 때 온도 증가에 따른 단열 성능의 향상 속도)의 측면이 훨씬 양호하게 조정 및 제어될 수 있음을 밝혀내었다. 더욱이, 심지어, 요망되는 경우 복수 개의 사이클에서도, 시스템을 활성화된 상태로부터 비활성화된 상태로 리셋하도록 허용하는, 심지어 가역적인 "준-팽창성" 복합 라미나 구조체가 형성될 수 있는 것으로 나타났다.

비활성화된 형태로 캐비티에 포함될 수 있는 기체 발생제는 소정의 활성화 온도를 초과하는 캐비티 내 온도에 대응하여 캐비티 내에 기체를 발생하도록 적응화될 수 있다.

활성화 온도는 기체 발생제가 캐비티 내 상당량의 기체를 생성하기 시작하고, 캐비티 내 기체 압력이 증가하기 시작하며, 이러한 캐비티 내 증가하는 기체 압력은 캐비티의 부피 증가("팽창")을 초래하는 온도를 의미한다.

엔벨로프는 캐비티를 유밀 방식으로 둘러싸도록 구성된다.

엔벨로프는 적어도 기체 발생제가 비활성화된 형태일 때 캐비티 밖으로의 유체 형태로의 기체 발생제의 누설을 방지하기 위한 방식으로 유밀식일 수 있다. 유체는 인가되는 전단 응력 하에서 유동하는 물질이다. 유체는 물질 상(phases)의 하위체(subset)이며, 액상, 기상, 플라즈마 및 가소성 고상을 포함하고, 그들의 혼합물도 포함할 수 있다. 유체는 또한 준임계 및 초임계 상도 포함할 수 있다. 따라서, 엔벨로프는 적어도 기체 발생제의 비활성화된 형태에 대해, 기체 발생제에 대해 본질적으로 불투과성인 것으로 간주된다.

제1 측면에 따른 엔벨로프의 유밀성은 수개월 또는 수년까지도 되는 상당히 긴 기간과 관련된다. 제1 측면에 따른 유밀성을 시험하는 방식의 한 예시가 이하에 기재된다.

제2 측면에서, 엔벨로프는 활성화된 때의 기체 발생제로부터 발생되는 기체에 대해서도 유밀식일 수 있다. 적어도 일시적으로 기체 발생제가 활성화된 형태일 때라도 제공되는 그러한 유밀성은 기체 발생제의 유의적 손실 없이 엔벨로프의 활성화를 허용한다. 제2 측면에 따른 엔벨로프의 유밀식이 더 양호할수록, 가역적 기체 발생제와 함께 사용되는 엔벨로프에 대해 수득될 수 있는 활성화/탈활성화 사이클의 수가 더 커질 것이다.

엔벨로프가 적어도 부분적으로 신축성 또는 탄성 물질을 포함하는 것이 절대적으로 필수인 것은 아니다. 놀랍게도, 엔벨로프가 기체 발생제가 활성화된 형태일 때 캐비티 속에서 생성되는 기체 압력에 처해지는 것과 관련해서 비신축성 물질로 만들어지는 경우에도, 엔벨로프의 충분히 큰 부피의 증가가 수득될 수 있다. 엔벨로프를 위해 비신축성 물질을 이용하는 것의 이점은 다수의 활성화/탈활성화 사이클 후에도 유밀 특성을 유지하게 하는 한층 더 견고한 물질들이 입수가능하다는 것이다. 또한, 활성화된 형태의 엔벨로프의 크기는 비신축성 물질에 의해 한층 더 제어 가능하다.

용어 "비신축성"은 엔벨로프가 만들어지는 물질이 활성화된 후에 내부 엔벨로프의 내면의 증가되는 기체 압력에 처해질 때 어떤 방향으로도 유의적으로 신장되지 않는다는 의미로 이해하여야 한다. 엔벨로프의 두께의 증가 및/또는 엔벨로프의 부피의 증가는 "평탄한 형상"으로부터 "볼록한 형상"으로의 엔벨로프의 형상 변화를 초래할 수 있다. 그러한 형상 변화는 점점 더 많은 기체 발생제가 비활성화된 형태로부터 활성화된 형태로 변화함에 따라 생성되는 기체 압력 하에서 엔벨로프의 주어진 표면적에 대해 캐비티가 자신의 부피를 증가시키는 경향으로 인한 것이다. 이 과정은 엔벨로프의 평균 두께 또는 높이의 증가를 초래한다.

한 특정 실시양태에서, 엔벨로프는 기체 발생제가 활성화된 형태일 때의 캐비티 내 온도 범위에 대한 내온도성 물질로 이루어질 수 있다. 다시 말해서, 이것은 적어도 기체 발생제가 외부 캐비티에 방출되기 시작하는 2차 활성화된 한계에 도달하기 전에 해당한다.

용어 "내온도성"은, 소정의 온도 증가에 의해, 예를 들어 소정의 시간 동안 10℃의 증가에 의해 활성화 온도보다 더 높은 부하 온도를 물질이 견딜 수 있다는 것을 명시하기 위한 것으로 이해된다. 일반적으로, 온도는 활성화 온도를 10℃ 초과하는 것이고, 시간은 1분 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 있다. 한 실시양태에서, 온도는 1분 동안 활성화 온도를 적어도 10℃ 초과하는 것이다. 다른 한 실시양태에서, 온도는 2분 동안 활성화 온도를 50℃ 초과하는 것이다. 소방관 용도를 위한 한 바람직한 실시양태에서, 온도는 2분 동안 활성화 온도를 약 150℃ 이상이다.

엔벨로프는 단일 단편으로 이루어질 수 있거나, 또는 서로 결합되는 수개의 단편들로 이루어질 수 있다.

한 실시양태에서, 엔벨로프는 상호 부착되는 복수 개의 엔벨로프 층의 복합 구조체를 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 엔벨로프 층은 구분된 영역들에서 결합되거나 또는 그 영역들 전체에 걸쳐 결합되는, 적층에 의해 서로 결합될 수 있다. 2개 이상의 층이 상호 위에 적층될 수 있다. 그러한 층상의 구조체를 가지는 엔벨로프에서는, 상기 층상의 구조체의 하나 이상의 층이 유밀성을 제공하고, 이로써 유밀 층을 형성하면 충분할 것이다.

다른 한 실시양태에서, 엔벨로프 층은 유밀 단일 층(단층)으로 이루어질 수 있다. 상기 층은 용접 또는 아교질에 의해 엔벨로프로 형성될 수 있다.

몇몇 실시양태들에서, 엔벨로프는 2개 이상의 엔벨로프 단편들로 이루어질 수 있다. 2개 이상의 엔벨로프 단편이 그 사이에 있는 캐비티를 둘러싸도록 서로 결합될 수 있다. 그러한 구성에서, 바람직하게는 엔벨로프 단편의 각각이 요망되는 대로 유밀성을 제공하고, 두 개의 인접한 엔벨로프 단편의 각각이 유밀 방식으로 서로 결합된다. 유밀성은 비활성화된 형태에서 제공되어야 하지만(상기 유밀성의 제1 측면 참조), 바람직하게는 유밀성은 활성화된 형태에서도 유지되어야 한다(상기 유밀성의 제2 측면을 참조). 바람직하게는, 엔벨로프의 유밀성은 복수 회의 활성화/탈활성화 사이클 후에도 유지된다.

유밀 층을 형성하기 위해 다수의 물질이 이용될 수 있고, 그 물질에는 예컨대 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 테레프탈레이트PET); 폴리탄산염; 폴리이미드; 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK); 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE); 폴리클로로트라이플루오로에틸렌(PCTFE); 에틸렌 클로로트라이플루오로에틸렌(ECTFE); 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)), 유리, 세라믹, 나노물질(유기적으로 개질된 세라믹, 예를 들어 오모서스(ormocers)

), 무기 유기 나노합성물)가 포함되나, 이들에 한정되는 것은 아니다. 유밀 층은, 요망되는 유밀성을 수득하기 위해, 위에서 언급한 물질 중 어떤 것, 또는 이러한 물질들의 어떤 조합으로든 되는 복수 개의 단일 층들로 형성될 수 있다. 일반적으로, 유밀 층은, 충분한 가요성을 갖기 위해, 2 mm 이하의 두께로 얇을 것이다. 바람직한 실시양태에서, 유밀 층은 1 mm 미만의 두께를 가진다.

특정 실시양태들에서, 엔벨로프 중합체 복합 물질, 특히 금속/중합체 복합 물질로 되어 있다. 그러한 중합체 물질은 통상적으로 금속성 물질, 예를 들어 유밀 층에 대해 상기 기재된 금속성 물질들 중 임의의 것의 유밀 층을 포함할 것이다. 유밀 층이 강화 층에 의해 피복되는 것이 제시된다. 그러한 강화 층은 유밀 층 내 주름 형성을 제한함으로써 유밀 층의 수명을 늘리는 것에 대해, 유밀 층, 특히 그 안에 포함된 임의의 금속성 물질을 강화하는 데 특히 유용한 것으로 나타났다. 유밀 층은, 특히 그것이 금속성 물질로 이루어질 경우, 그것은 특히 엔벨로프를 활성화/탈활성화 사이클 중 하나 또는 복수 개에 적용할 때 비가역적 주름 형성에 처한다. 일단 그러한 비가역적 주름이 유밀 층에 형성되면, 엔벨로프 물질은 바람직하게 활성화/탈활성화 사이클 후에 이 주름들을 따라 변형된다. 이에 따라, 비교적 적은 수의 활성화/탈활성화 사이클 후에 그것의 유밀성을 느슨하게 만드는 유밀 층 내 균열 형성이 초래된다.

본 발명자들은 유밀 층, 특히 금속성 물질의 유밀 층 내 주름 형성이 중합체 층을 유밀 층 상에 근접하게 적층함으로써 효율적으로 억제될 수 있음을 밝혀내었다. 적층은 유밀 층과 그 위에 적층된 중합체 층 사이의 밀착된 라미나 결합이 초래되는 식으로 형성될 수 있다. 2개 이상의 중합체 물질의 복합 구조체로부터 강화 층을 형성하는 데 특히 유용한 것으로 나타났다.

강화 층을 형성하는 데 특히 유용한 물질은 다공성 중합체 물질, 예를 들어 발포 중합체 물질, 예컨대 발포 플루오로중합체 물질을 포함하는 중합체 물질인 것으로 나타났다. 물질을 수증기 투과성으로 만드나 액상 물에 대해서는 방수되는 다공성 구조체로 인해 직물 용도에서 기능성 시트 물질로서 종종 적용되는 상기와 같은 물질의 시트 또는 호일은 매우 효율적인 강화 물질, 특히 금속성 물질의 시트에 대해 매우 효율적인 강화 물질인 것으로 나타났다. 부가적인 본질적으로 균질한 중합체 물질과 함께 상기 다공성 물질의 층을 이용할 때, 특히 양호한 결과가 수득되었다. 그러한 물질의 시트 또는 호일은 유밀 층을 형성하는 시트, 특히 금속성 물질의 시트에서의 비가역적 주름 형성을 효율적으로 제한할 수 있다. 그러한 효과를 달성하기 위해, 강화 층의 중합체 물질과 유밀 층의 물질을 함께 밀접하게 적층할 것이 요구된다. 적층이 적절히 행해지면, 강화 층의 표면 상에 어떠한 비가역적 마크도 남기지 않으면서, 예를 들어 엔벨로프의 활성화/탈활성화 사이클에서 많은 회수로 변형될 수 있는 물질이 수득된다.

다수의 플루오로중합체 물질은 고온에의 노출에 대해 비교적 내성이 있고, 이에 따라 적응적 단열 구조체를 제공하는 데 특히 유용한 물질이다. 그러한 플루오로중합체 물질은 다수의 활성화 사이클, 예를 들어 화재 관련 활동에서의 활성화 사이클에 노출된 후에도 유의적으로 분해되지 않는다.

특히 잘 적합화된 발포 플루오로중합체 물질은 발포 폴리테트라플루오르에틸렌(ePTFE)인 것으로 나타났다. 이에 따라, 다수의 실시양태들에서, 강화 층은 ePTFE를 포함할 수 있거나, 심지어 ePTFE로 이루어질 수 있다.

강화 층은 30 내지 400 ㎛, 특히 70 내지 250 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 그러한 두께는 강화 층이 상당 분율의 ePTFE을 포함하거나 심지어 ePTFE로 이루어진 경우에 특히 유용한 것으로 나타났다. 시험은 엔벨로프의 활성화/탈활성화 사이클이 완료된 후에 비가역적 주름이 남지 않거나 거의 남지 않음을 나타냈다.

실험은 주름 형성을 제한하는 데 특히 유용한 물질이 다공성 구조체를 가진다는 것을 드러냈다. 그러한 목적을 위해 특히 잘 적합화된 다공성 물질은 0.2 내지 1 g/cm³의 밀도를 가지는 것으로 보인다. 특히, 그러한 다공성 물질은 70 내지 250 ㎛의 두께를 가지는 층을 형성할 수 있다.

적당한 다공성 물질의 한 예는 US 3,953,566에 나와 있는 다공성 발포 폴리테트라플루오로-에틸렌(PTFE) 물질이다. 발포 다공성 PTFE는 피브릴에 의해 상호 연결된 노드를 특징으로 하는 미소 구조체를 가진다. 일반적으로, 다공성 물질은 상호 연결된 비교적 작거나 심지어 현미경 크기인 세공을 포함하는 내부 구조체를 가진다. 세공 구조체는 다공성 물질의 시트의 한 면에서 다른 면으로의 경로를 제공한다. 작은 세공 크기에 있어서, 그러한 다공성 물질의 얇은 시트는 액상 물에 대해서는 불투과성일 수 있으나, 증기 형태의 물 및 기체는 세공 구조체를 통해 그러한 시트에 투과될 수 있다. 세공 크기는 ASTM E 1298-89에 기재된 바와 같이, 세공 크기 분포를 결정하기 위한 자동화 측정 절차를 수행하는 코울터 일렉트로닉스, 인코포레이티드(Coulter Electronics, Inc.; 미국 플로리다주 히알레아 소재) 제조의 코울터(Coulter) 포로미터를 이용하여 측정될 수 있다. 코울터 포로미터를 이용하여 세공 크기 분포를 결정할 수 없을 경우, 그 결정이 현미경 크기 기법을 이용하여 행해질 수 있다.

미세다공성 멤브레인의 경우, 평균 세공 크기는 0.1 내지 100 ㎛, 특히 0.2 내지 10 ㎛일 수 있다.

특정 실시양태들에서, 강화 층은 하나 이상의 부가적 중합체 물질, 예를 들어 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리우레탄(PU) 또는 폴리에틸렌케톤(PEK)을 포함할 수 있다. 그러한 부가적 중합체 물질은 본질적으로 균질한 형태를 가지고, 어느 정도 다공성 물질을 투과한다. 부가적 중합체 물질은 또한 다공성 물질의 하나 이상의 면에 균질한 중합체 층을 형성할 수도 있다. 부가적 중합체 물질에 의한 다공성 물질의 투과는 양호한 강도 능력을 제공하는 다공성 구조체로부터 압착성 하중에 대한 양호한 내성을 제공하는 부가적 중합체 물질로의 매끄러운 전이를 제공한다. 또한 유밀 층, 예를 들어 Al 또는 Cu 기재의 금속성 층이 부가적 중합체 물질의 면에 적층될 때, 그러한 복합 구조체의 강성도는 유밀 층으로 꾸준히 증가한다. 그 결과는, 유밀 물질의 파단을 유발하는 경향이 있는 선명한 주름 형성이 강화 구조체에 의해 억제된다는 것이다.

또한, 부가적 중합체 물질은 부가적 중합체 물질이 다공성 물질의 세공에 투과하여, 유밀 층의 금속성 물질에 친밀하게 결합할 때, 다공성 물질이 유밀 층에의 다공성 물질의 안정한 적층을 제공하는 접착제 층일 수 있다.

PU 수지를 이용하거나 다른 가소성 물질, 예를 들어 FEP 또는 PFA를 이용하여 유밀 층에 결합될 경우, 충분히 조밀한 적층이 달성될 수 있다.

유밀 층은 양호한 유밀성을 제공하기 위해 금속성 물질로 이루어질 수 있다. 한 특히 잘 적합화된 금속성 물질은 Al 또는 Al계 합금이다. 대안적으로, 양호한 유밀성을 제공하기 위해 Cu 또는 Cu계 합금을 사용할 수 있다.

몇몇 실시양태들에서, 강화 층은 심지어 부가적 방열을 제공하도록 구성될 수 있다. 그러한 강화 층은 몇몇 측면에서 이하 더욱 상세히 논의되는 방열 쉴드의 유사 특성을 가진다.

본 출원인은 상기 기재된 바와 같이, 주름 형성을 제한하는 강화 층을 가지고 일반적으로 본원에 기재된 엔벨로프보다 다른 구조체와 함께 사용하기 위한, 중합체 복합체 라미나 물질, 특히 중합체/금속 복합체 라미나 물질에 대한 보호를 주장할 권리를 가진다.

한 부가적 밀봉 층이, 예를 들어 칼렌더링에 의해 적어도 그 한 면에 있는 유밀 층에 적용될 수 있다. 밀봉 층은 열가소성 중합체(예를 들어, 폴리우레탄(PU); PP; PE; 폴리에스테르)를 포함할 수 있다. 밀봉 층은 유밀 층의 유밀성을 향상시킬 수 있고, 유밀 엔벨로프를 발생시키기 위해 2개의 엔벨로프 단편을 함께 용접하도록 할 수 있다. 유밀 층의 접착제 특성을 증진시키기 위해, 층 표면을 예를 들어 코로나 방전, 플라즈마 방전, 프라이머에 의해 예비 처리하는 것이 이용될 수 있다. 가능한 용접 방법에는 열 밀봉, 초음파 용접 및 마이크로파 용접이 포함된다.

또 다른 가능한 실시양태에서, 예를 들어 열가소성 아교, 실리콘, 접촉 접착제, 반응성 아교 시스템으로 된 하나 또는 복수 개의 아교 비드가 결합될 유밀 층의 표면 중 하나 이상에 적용되고, 다른 한 표면은 아교 비드에 부착된다.

한 예로서, 엔벨로프는 금속/중합체 복합 물질로 되어 있을 수 있다.

한 실시양태에서, 알루미늄/중합체 복합 물질이 엔벨로프를 형성하기 위해 이용된다. 그러한 복합체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 층, 알루미늄(Al) 층 및 폴리에틸렌(PE) 층을 포함할 수 있다. Al 층을 위한 합당한 두께 범위는 4 ㎛ 내지 25 ㎛이다. 그러한 복합체는 한 실시양태에서, Al 층이 12 ㎛ 이상의 두께를 가지면, 충분히 유밀식인 것으로 보여졌다. 본 발명의 다른 한 실시양태에서, 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 시트를 이용하여 이루어질 수 있다. 다른 한 실시양태에서, Al시트는 증착 과정을 이용하여 형성될 수 있다. 엔벨로프를 생성하기 위해 특정한 영역에서 인접한 엔벨로프 층들이 서로 유밀식으로 결합될 수 있는 밀봉 층으로서 PE 층이 이용될 수 있다. PE 층의 두께는 20 ㎛ 내지 60 ㎛일 수 있다. 바람직한 두께는 약 40 ㎛이다. 엔벨로프의 표면의 요망되는 특성을 제공하기 위한 피복 층으로서 PET 층이 이용될 수 있다. 한 예에서는, 12 ㎛ 두께의 PET 층이 이용될 수 있다. 상기 기재된 바와 같은 복합 층 구조체는 독일의 회사인 코부시 센게발트 게엠바하(Kobusch-Sengewald GmbH)에 의해 수득될 수 있다.

엔벨로프를 형성하기 위한 다른 가능한 복합 층은:

- PET/알루미늄/폴리프로필렌(밀봉 층)(독일의 알칸 패키징 게엠바하(Alcan Packaging GmbH)로부터 상품명 플렉살콘(Flexalcon)

으로 입수가능함)으로 형성되는 층상의 복합 구조체, 및

- PET/접착제/알루미늄/접착제/공중합체/폴리에틸렌(독일의 알칸 패키징 게엠베하(Alcan Packaging GmbH)로부터 상품명 투발플렉스(Tubalflex)

로 입수가능함)으로 형성되는 층상의 복합 구조체

를 포함하지만, 거기에 한정되는 것은 아니다.

몇몇 실시양태들에서, 캐비티는 엔벨로프의 두께 방향으로 서로 위에 적어도 부분적으로 적층된 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티를 적어도 포함할 수 있고, 여기서 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티는 상호 연통되어, 기체 발생제가, 적어도 활성화된 형태로 제1 서브 캐비티과 제2 서브 캐비티 사이에 전달되도록 한다.

엔벨로프가, 기본적으로 측방 평면을 따라 연장된 라미나 구조체 또는 직물 내에 포함되면, 통상적으로 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티가 열원 쪽으로의 방향으로 서로 위에 적어도 부분적으로 적층되도록 구성될 수 있다. 따라서, 엔벨로프의 측방 방향은 라미나 구조체/직물을 이루는 층 또는 직물의 연장과 평행할 것이다. 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티는 일반적으로 그러한 측방 연장을 따라 연장되고, 그러한 측방 평면에 수직인 방향으로 서로 위에 적어도 부분적으로 적층된다.

제1 서브 캐비티과 제2 서브 캐비티 사이의 유체 연통은 일단 활성화되면, 제1 서브 캐비티과 제2 서브 캐비티 사이의 기체 발생제의 빠른 교환을 허용한다. 그러한 기체 발생제의 빠른 교환은 엔벨로프, 및 그러한 엔벨로프를 이용하여 이루어진 임의의 적응적 단열 라미나 구조체의, 온도 증가에 대한 빠른 반응 시간을 달성함에 관한 핵심 공정인 것으로 나타났다. 특히, 엔벨로프의 형태는 임의의 시간 및 엔벨로프의 임의의 조건에서의 제1 서브 캐비티과 제2 서브 캐비티 사이의 활성화된 기체 발생제의 유체 연통을 허용한다. 그러므로, 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티의 양자 모두의 팽창이, 어느 한 서브 캐비티가 다른 서브 캐비티보다 더 많이 열 노출되는 것에 상관없이, 거의 동시에 시작하게 된다. 또한, 활성화된 기체 발생제의 효율적 교환은 제1 서브 캐비티과 제2 서브 캐비티 사이의 빠른 열 전달을 제공하고, 이에 따라 하나의 서브 캐비티에서 활성화된 기체 발생제는 다른 한 서브 캐비티에서의 기체 발생제의 활성화를 촉발할 것이다.

실시양태들에서, 엔벨로프는 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티를 상호 연결하는 하나 이상의 유체 통로 또는 유체 통로를 포함할 수 있다. 유체 통로 또는 유체 통로는 유체 전달에 이용가능한 한정된 단면의 통로 경로를 제공하는 것으로 간주된다. 그러한 유체 통로 또는 유체 통로는 제1 서브 캐비티과 제2 서브 캐비티 사이의 요망되는 양의 기체 발생제로서, 적어도 그것의 활성화된 형태의 기체 발생제의 전달을 허용하도록 적응화될 수 있다. 다수의 실시양태들에서, 유체 통로의 유체 통로는 어느 시점에서도 폐쇄되지 않고, 즉 엔벨로프의 어느 조건에서도 그것의 활성화된 형태의 기체 발생제에 대해 투과가능하다. 몇몇 실시양태들에서, 유체 통로 또는 유체 통로는 기체 발생제의 활성화 정도에 상관없이, 활성화된 형태의 기체 발생제에 대한 투과능을 변경시키지 않는다. 다른 실시양태들에서, 유체 통로 또는 유체 통로는, 캐비티 내 압력 증가에 따라 투과능이 증가한다는 의미에서, 통상적으로 기체 발생제의 활성화 정도에 대해 투과능을 변화시킨다. 예를 들어, 유체 통로 또는 유체 통로는, 기체 발생제의 활성화 정도가 증가함에 따라 그것의 최소 단면이 증가할 수 있다. 그러나, 그러한 실시양태들에서, 캐비티 내 기체 압력이 낮은 엔벨로프의 상태에서도(실제로: 기체 발생제가 본질적으로 완전히 비활성화된 형태일 때), 유체 통로는 완전히 폐쇄되지 않을 것이나, 활성화된 형태의 기체 발생제에 대해 어느 정도로 여전히 투과가능할 수 있음이 구상할 수 있다. 그러한 형태는, 예를 들어 임의의 엔벨로프 물질의 파열 또는 충분히 높은 기체 압력 구배의 형성에 의해, 캐비티 내 압력 증가 하에 개방되거나 그와 달리 활성화될 필요가 없도록 확실히 한다. 그러므로, 제1 서브 캐비티과 제2 서브 캐비티 사이에서의 기체 발생제의 교환을 위해 특정 최소의 역치 기체 압력이 존재하지 않는다. 이는 캐비티 내 온도의 증가에 따라 엔벨로프의 민감하고, 특히 빠른 활성화를 허용한다. 또한, 기체 발생제는 일단 활성화되면, 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티의 부피에 걸쳐 빨리 퍼질 수 있고, 다른 기체 발생제의 활성화를 도울 수 있기 때문에, 매우 효율적인 단 단열 용량 증가가 캐비티 내 온도의 증가에 따라 가능하다. 그 결과, 매우 짧은 활성화 시간 내에 비교적 큰 단열 부피가 달성될 수 있다. 역치 활성화 온도는 적당한 기체 발생제를 이용하여 비교적 정확하게 조정될 수 있다. 30 내지 70℃ 범위의 비교적 보통의 활성화 온도는 적응적 단열 기능의 활성화에 충분하다. 특정 실시양태들에 대해 요망되는 경우, 적응적 단열 구조체는 그에 따라 소방복의 내부의 방열 면 쪽으로 비교적 멀리 배치될 수 있다. 이는 열 스트레스를 상당히 감소시킨다. 다른 실시양태들에서, 물론 보다 높은 활성화 온도가 요망되는 경우, 예를 들어 적응적 단열 구조체가 바깥 쪽으로 비교적 멀리 배치되는 형태로 인해 사용될 수 있다. 그러한 경우에, 이하 상세히 기재되는 바와 같이 방열 쉴드를 첨가함으로써 적응적 단열 구조체에 대한 열 하중이 여전히 감소될 수 있다.

상기 기재된 바와 같은 엔벨로프의 특정 실시양태들에서의 다른 한 이점은, 하나 이상의 유체 통로가 기체 발생제가 비활성화된 형태인 엔벨로프의 상태에서의 제1 형태와 기체 발생제가 활성화된 형태인 엔벨로프의 상태에서의 제2 형태 사이에 가역적으로 변화시키는 것에 적응화될 수 있다는 것이다. 기체 발생제가 비활성화된 형태인 엔벨로프의 상태에서의 유체 통로와 폐쇄할 필요가 없기 때문에, 복수 개의 연속 활성화/탈활성화 사이클을 수행할 수 있다.

유체 통로는 비활성화된 형태의 기체 발생제에 대해 투과가능할 필요는 없다. 비활성화된 형태의 기체 발생제에 대해 제1 서브 캐비티과 제2 서브 캐비티 사이에 어떠한 교환도 허용하지 않는 엔벨로프 형태를 가지는 것이 심지어 유리할 수 있으며, 그러한 엔벨로프 설계는 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티 간에 비활성화된 기체 발생제의 균일한 분포를 도모한다.

실시양태들에서, 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티는 각각의 서브 캐비티 벽에 의해 각기 둘러싸일 수 있다. 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티의 서브 캐비티 벽이, 기체 발생제의 형태에 대응하여 제2 서브 캐비티에 대해 제1 서브 캐비티가 이동하도록 연결된 다수의 형태들이 구상할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시양태들에서, 제1 서브 캐비티는 본질적으로 유체 통로를 둘러싼 영역에만 제2 서브 캐비티과 연결될 수 있다. 그러한 형태에서, 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티의 서브 캐비티 벽은 그것의 다른 영역에서 본질적으로 연결되지 않는다. 이는 상호에 대해 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티의 유의적 이동을 허용하고, 이는 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티를 둘러싸고 있는 서브 캐비티 벽 사이에 국소화 또는 "도트 형상의" 연결만이 있고, 상호에 대해 서브 캐비티 벽의 이동이 그러한 국소화 연결부에서만 방해를 받고, 그러한 국소화 연결부 외면에 서브 캐비티 벽의 다른 영역에서는 방해를 받지 않기 때문이다. 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티의 서브 캐비티 벽이 일부 방식으로 연결되어 있는 몇몇 다른 국소화 부분이 제공될 수 있고, 예를 들어 엔벨로프의 최대 두께를 가지는 소정의 상태를 넘어서 제2 서브 캐비티에 대한 제1 서브 캐비티의 상대적 이동을 제한하는 보유 수단은 제공될 수 있거나, 소정의 방향으로의 제2 서브 캐비티에 대한 제1 서브 캐비티의 이동을 유도하는 수단이 제공된다.

하나 이상의 유체 통로는 기체 발생제가 비활성화된 형태인 상태에서의 엔벨로프의 측방 연장에 대해 본질적으로 중앙에 위치할 수 있다. 그러한 형태에서, 엔벨로프는 상호 상하로 적층된 2개의 팽창가능한 필름의 형태를 본질적으로 가진다. 대안적으로, 하나 이상의 유체 통로는 기체 발생제가 비활성화된 형태인 상태에서의 엔벨로프의 측면을 따라 위치할 수 있어, 더욱 더 "아코디언" 유사 또는 힌지 유사 형태를 가진다. 양 형태 모두에서, 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티는 각기 각각의 벽에 의해 둘러싸여 있고, 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티의 벽이 단지 유체 통로를 둘러싸고 있는 영역에서만 결합되어 있으면 유용하다. 그러한 형태는, 양 서브 캐비티 모두가 각기 무관하게 본질적으로 팽창할 수 있어, 단지 하나의 유체 통로만 있는 경우에, 기체 발생제의 활성화 후에 엔벨로프의 두께를 더욱 많이 증가시키도록 확실히 하게 된다.

기체 발생제가 활성화된 형태인 상태에서의 엔벨로프의 두께는, 기체 발생제가 비활성화된 형태인 상태에서의 엔벨로프의 두께보다 6 mm 이상 더 클 수 있다. 특정 실시양태에서, 기체 발생제가 활성화된 형태인 상태에서의 엔벨로프의 두께는 기체 발생제가 비활성화된 형태인 상태에서의 엔벨로프의 두께보다 8 mm 이상 더 클 수 있거나, 10 mm 이상 더 클 수 있다. 14 mm 이하, 및 심지어는 30 mm 이하로의 두께 증가가 특정 실시양태에서 달성되었다.

엔벨로프는 엔벨로프의 두께가 캐비티 내 기체 압력의 증가에 대응하여 증가할 수 있고/있거나, 엔벨로프의 두께가 캐비티 내 압력의 감소에 대응하여 감소하도록 가변적으로 변화하도록 구성될 수 있다.

특히, 엔벨로프는 캐비티의 부피가 캐비티 내 기체 압력의 증가에 대응하여 증가하도록 구성될 수 있다.

실시양태들에서, 엔벨로프는 유밀식일 수 있다.

상기 기재된 바와 같이 기체 발생제가 안에 포함되어 있는 캐비티를 둘러싸고 있는 엔벨로프는 의복을 생산하기 위해 이용되는 텍스타일 라미나 구조체를 포함하는 광범위한 라미나 구조체에 대해 적응적 단열을 제공하기 위해 이용될 수 있다. 기술되는 유형의 엔벨로프는 심지어, 기존의 라미나 구조체, 예를 들어 의복에서 이용되는 것들에 대해 적응적 단열 기능성을 제공하거나, 또는 기존 종래의 라미나 구조체, 예를 들어 의복에서 이용되는 것들에 대해 단열 기능성을 향상시키기 위해서 이용될 수도 있을 것이다.

실시양태들에서, 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티는 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티가 두께 방향으로 상호에 대해 이동하도록 하는 방식으로 연결될 수 있다. 따라서, 제1 서브 캐비티는 본질적으로 선형으로 기체 발생제의 활성화에 대응하여 제2 서브 캐비티에 대해 본질적으로 선형으로 이동할 것이다. 그러한 실시양태들에서, 종종 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티는, 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티가 기체 발생제가 비활성화된 형태인 상태에서, 또한 기체 발생제가 활성화된 형태인 상태에서 상호 평행하게 연장되는 측방 평면을 가지는 형태를 가질 수 있다. 2개 이상의 베개가 상호 상하로 적층된 상기 "적층된 베개" 형태는 그러한 구성의 엔벨로프의 한 전형적 예이다.

기체 발생제가 활성화된 형태인 상태에서의 엔벨로프의 두께의 최대 증가를 가지는 부분에 위치한 하나 이상의 유체 통로를 가지는 것이 특히 유용하다. 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티는 유체 통로를 형성하기 위해 상호 연결되고, 이에 따라 각 서브 캐비티의 두께의 최대 증가가 전반적 엔벨로프의 두께 증가에 더해진다. 한 예로서, 기체 발생제가 비활성화된 형태인 상태에서의 엔벨로프의 측방 연장에 대해 하나 이상의 유체는 본질적으로 중앙에 위치할 수 있다. 엔벨로프의 특히 가장 구상가능한 형상에 대해, 특히 측방 오프셋이 없는, 상호 상하로 적층된 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티를 가지는 엔벨로프에 대해, 그러한 중앙 위치는 양 서브 캐비티의 두께 증가가 가장 큰 위치일 것이다.

다른 실시양태들에서, 엔벨로프는 적어도 제1 서브 엔벨로프 및 제2 서브 엔벨로프로 이루어질 수 있고, 제1 서브 엔벨로프는 제1 서브 캐비티를 둘러싸고 있고, 제2 서브 엔벨로프는 제2 서브 캐비티를 둘러싸고 있다. 이에, 제1 서브 엔벨로프 및 제2 서브 엔벨로프는 적어도 활성화된 형태의 기체 발생제에 대해 제1 서브 캐비티과 제2 서브 캐비티 사이에 유체 연통을 형성하도록 상호 결합될 수 있다. 이는 단일 캐비티를 각기 둘러싸고 있는 "단순" 엔벨로프를 생성시키고, 엔벨로프의 적층체 형태의 요망되는 양만큼의 이 엔벨로프들을 함께 결합시키도록 한다. 기본적으로, 그러한 서브 엔벨로프는 모두 동일한 형상을 가질 수 있으나, 몇몇 실시양태들에서 상호 상하로 상이한 크기 또는 형상의 서브 엔벨로프를 적층하는 것도 구상가능할 수 있다.

"단순 엔벨로프"에 대해 알려진 바와 같이, 각각의 제1 서브 엔벨로프 및 제2 서브 엔벨로프는 유밀 물질의 하나 이상의 엔벨로프 단편(piece)으로 이루어질 수 있다. 한 특정 실시양태에서, 각 엔벨로프는 유밀 물질의 2개 이상의 엔벨로프 단편으로 되어 있을 수 있고, 엔벨로프 단편은 제1 서브 엔벨로프 및 제2 서브 엔벨로프를 형성하도록 각기 유밀 방식으로 함께 결합된다. 그러한 엔벨로프의 가능한 구성에 관한 더욱 상세한 설명에 대해 이하를 참조한다.

유체 연통을 구현하기 위해, 제2 서브 엔벨로프의 인접한 엔벨로프 단편에 대향하는 제1 서브 엔벨로프의 한 면에 위치하는 제1 서브 엔벨로프의 엔벨로프 단편, 및 제2 서브 엔벨로프의 인접한 엔벨로프 단편은 제1 서브 캐비티과 제2 서브 캐비티 사이에 유체 연통을 제공하도록 구성될 수 있다. 한 예로서, 2개의 서브 엔벨로프로 이루어진 2개의 "단순" 엔벨로프를 복합 구조체에 조합하기 위해, 제1 서브 엔벨로프의 그러한 엔벨로프 단편에 하나 이상의 제1 유체 통로가 구비될 수 있고, 제2 서브 엔벨로프의 인접한 엔벨로프 단편에 하나 이상의 상응하는 제2 유체 통로가 구비될 수 있다. 이에, 서브 엔벨로프가 제1 유체 및 상기 제2 유체 통로가 유체 연통을 형성하도록 하는 식으로 결합된다. 그러한 구성에서, 제1 서브 엔벨로프의 엔벨로프 단편은, 제1 서브 엔벨로프의 엔벨로프 단편에 형성된 제1 통과와 이에 대응하는 제2 서브 엔벨로프의 인접한 엔벨로프 단편에 형성된 상응하는 제2 통과 사이에 유밀 연결을 제공하도록 제2 서브 엔벨로프의 인접한 엔벨로프 단편에 결합될 수 있다. 그러한 작업의 결과는 본질적으로 유밀 엔벨로프이다. 결합을 위해, 상이한 엔벨로프 단편에 대해 이하 기재된 바와 같이 본질적으로 동일한 가능성이 존재한다. 또한, 그러한 결합에 의해 달성가능한 유밀식의 보다 구체적인 특징분석에 대해 이하를 참조한다.

엔벨로프의 다른 실시양태들에서, 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티는 힌지 유사 형태로 연결되어, 제1 서브 캐비티가 제2 서브 캐비티에 대해 회전할 수 있도록 할 수 있다. 엔벨로프의 형태는, 제2 캐비티에 대한 제1 캐비티의 회전이 상기 기재된 바와 같이 두께 방향의 본질적으로 선형인 이동에 대한 부가로서 또는 그에 대한 대안으로서 가능하도록 하는 것이다.

제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티를 힌지 유사 형태로 연결함으로써 달성되는 효과는 극적인 것으로 입증되었다. 이 유형의 엔벨로프를 이용하여, 기체 발생제가 비활성화된 형태인 엔벨로프의 조건에 있어서, 상호 중첩된 2개 이상의 비교적 평탄하거나 얇은 서브 캐비티가 있어, 본질적으로 상호 평행하게 연장된다. 그러므로 전반적인 엔벨로프는 비교적 평탄하거나 얇다.

그러나, 일단 기체 발생제가 활성화되면, 그것은 모든 서브 캐비티의 전 부피에 걸쳐 퍼지게 되고, 이로써 모든 서브 캐비티를 팽창시킨다. 그러한 팽창의 결과는, T 힌지 유사 형태로 상호 연결된 모든 서브 캐비티가 제1 서브 캐비티의 두께 방향이 제2 서브 캐비티의 두께 방향 쪽으로 각이 난 각진 배향 쪽으로 본질적으로 평행한 배향으로부터 상호에 대해 자체의 형태를 변화시키게 된다는 것이다. 이로써, 전반적 엔벨로프의 두께 변화는 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티의 두께 변화의 합보다 더 클 것이다.

힌지 유사 형태는 제1 피봇을 포함할 수 있다. 힌지 유사 형태는 제1 피봇 주위에 제2 서브 캐비티에 대해 제1 서브 캐비티의 회전을 허용한다. 또한, 제1 피봇은, 특히 하나 이상의 유체 통로가 제1 피봇을 가로질러 연장되도록 하는 형태로 하나 이상의 유체 통로에 할당될 수 있다. 예를 들어, 제1 피봇은 하나 이상의 유체 통로를 둘러싸고 있는 벽으로 형성될 수 있다.

각각의 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티는 전반적인 엔벨로프의 측방 평면의 상기 설명과 유사한 방식으로 측방 서브 캐비티 평면을 정의할 수 있다. 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티의 측방 서브 캐비티 평면은 제1 각, 기체 발생제가 비활성화된 형태인 상태에서 제1 각으로부터 기체 발생제가 활성화된 형태인 상태에서 제2 각으로 증가하는 각 사이의 각을 한정한다. 제1 각은 매우 작을 수 있고, 경우에 따라 0도에 근접하거나 심지어 0도이다(측방 서브 캐비티 평면이 평행한 경우).

다른 실시양태들에서, 제1 피봇이 엔벨로프의 제1 측면 상에 위치할 수 있다. 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티의 서브 캐비티 벽이 각기 하나 이상의 유체 통로를 둘러싸고 있는 영역에 연결되어 있는 실시양태들에서, 하나 이상의 유체 통로는, 기체 발생제가 비활성화된 형태인 상태에서, 엔벨로프의 제1 측면 상에 위치할 수도 있다.

양호한 단열 성능을 제조하고 제공하기에 용이한, 기재된 바와 같은 엔벨로프의 한 특정 형태는 기체 발생제가 비활성화된 형태인 엔벨로프의 상태에 있어 접힘 구조체에 의해 상호로부터 분리된 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티를 형성하도록 접힌 구조를 가진다. 그러한 실시양태들에서, 힌지 유사 형태는 힌지 유사 형태의 제1 피봇을 형성하는 그러한 접힘 구조체를 포함하거나, 그러한 접힘 구조체에 의해 형성될 수 있다.

엔벨로프의 이러한 특히 단순한 설계는, 예를 들어 본 출원인의 국제 특허 출원 PCT/EP2011/051265에 기재된 바와 같은 단순 엔벨로프를 본질적으로 제조하도록 하고, 또한 두께 방향으로 상호 상하로 적층된 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티를 생성시키기 위해, 상기 엔벨로프를 접힘 구조체를 따라, 특히 접힘 선을 따라 접는 것을 허용한다. 그러한 형태는, 접히지 않은 엔벨로프가 평면 시각으로 신장된 형상을 가져, 접힘 후에 측방 평면에서 본질적으로 대칭인 형상, 예를 들어 본질적으로 둥글거나 사각형 형상인 초래되는 경우에 유리하다. 상기 하나 이상의 유체 통로는 제1 서브 캐비티과 제2 서브 캐비티 사이에 유체 연통을 제공하도록 접힘 구조체를 가로지른다.

다른 실시양태들에서, 힌지 유사 형태는 제2 피봇을 포함할 수 있다. 이에, 제1 피봇 및 제2 피봇이 함께 제1 서브 캐비티에 대한 제2 서브 캐비티의 회전을 허용하는 형태를 제공한다. 그러한 형태에서, 단 절대적으로 그러한 것은 아니나, 다수의 실시양태들에서, 단지 제1 피봇이 유체 통로에 할당될 것이다.

제2 피봇의 한 특정 이점은, 제2 서브 캐비티에 대한 제1 서브 캐비티의 회전이 더욱 정확하게 정의될 수 있다는 것이다. 특히, 제1 피봇 및 제2 피봇은 제2 서브 캐비티에 대한 제1 서브 캐비티의 회전의 축을 정의할 수 있고, 이에 따라 기체 발생제의 활성화에 대응한 제2 서브 캐비티에 대한 제1 서브 캐비티의 회전은 그러한 회전 축에 직교하는 평면에서의 회전으로 제한될 것이다. 또한, 각각의 회전은 기체 발생제의 활성화/탈활성화에 대응하여 엔벨로프의 두께의 가역적 증가/감소를 허용하는 것과 관련된 최적의 범위로 제한될 수 있다.

단순 실시양태들에서, 제2 피봇은 제1 피봇과 동일한 엔벨로프의 측면에 위치할 수 있다. 그러나, 다른 실시양태에서, 제2 피봇은 제1 측면과 상이한 엔벨로프의 제2 측면에 위치할 수 있다. 예를 들어, 제2 피봇은 인접한 측면에 위치할 수 있다.

다른 실시양태들에서, 엔벨로프는 제1 피봇과 상이한 위치에서 제1 서브 캐비티과 제2 서브 캐비티를 상호 연결하는 연결 부재를 추가로 포함할 수 있다. 그러한 연결 부재에 의해 제공되는 한 기능은, 활성화된 형태의 기체 발생제를 비활성화된 형태의 기체 발생제로의 변화에 대응하여 엔벨로프의 원래의 형태로의 복귀가 가능하다는 것을 확실히 하기 위해, 제2 캐비티에 대한 제1 서브 캐비티의 회전을 최대 역치 각 미만의 회전 각으로 제한하는 것이다. 그러한 경우, 연결 부재는 보유 부재의 기능을 가진다. 그러한 보유 기능은, 제1 피봇에 대한 반대 측면 상에 제공된 연결 부재에 의해, 또는 제1 피봇이 위치한 측면에 대해 각을 가지나 제1 피봇에 대해 약간 거리가 있는 측면 상에 제공된 연결 부재에 의해 제공될 수 있다.

제1 피봇이 위치한, 특히 엔벨로프의 인접한 측면 상에 위치한 측면에 대해 각을 가지는 엔벨로프의 측면 상에 제공된 연결 부재는 특히 제2 서브 캐비티에 대한 제1 서브 캐비티의 이동을 위한 회전 축을 정의하고, 이에 따라 그러한 회전 운동을 유도하도록 잘 적합화되어 있다.

특정 실시양태들에서, 제2 피봇은 상기 기재된 바와 같은 연결 부재를 포함할 수 있다.

상기 언급된 바와 같이, 엔벨로프는 여전히 PCT/EP2011/051265로부터 공지된 엔벨로프와 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 특히, 엔벨로프는 유밀 물질의 하나 이상의 엔벨로프 단편으로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티를 둘러싸도록 하기 위해 유밀 방식으로 함께 결합된, 유밀 물질의 1개의 엔벨로프 단편 또는 2개의 엔벨로프 단편으로 되어 있을 수 있다.

또한, 하나 이상의 엔벨로프 단편은 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티를 연결하는, 접힘 구조체를 가로지르는 하나 이상의 유체 통로를 형성하도록 함께 결합될 수 있다. 유체 통로는 주어진 단면의 유체 통로의 형태를 가질 수 있다. 단면은 유체 통로의 활성화된 형태의 기체 발생제에 대한 요망되는 투과능에 따라 조정될 수 있다.

엔벨로프는 심지어 2개 초과의 서브 캐비티를 가질 수 있다. 한 예로서, 한 특정 실시양태에서, 엔벨로프는 엔벨로프의 두께 방향으로 상호 위에 적층된, 적어도 제1, 제2 및 제3 서브 캐비티를 적어도 부분적으로, 또는 심지어 전적으로 포함할 수 있다. 그러한 실시양태에서, 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티는 제1 접힘 구조체를 따라 상호로부터 분리될 수 있는 반면, 제2 서브 캐비티 및 제3 서브 캐비티는 제1 접힘 구조체에 대해 제2 서브 캐비티의 반대 면에 위치한 제2 접힘 구조체를 따라 상호로부터 분리될 수 있다. 결과는 엔벨로프의 두께의 특히 현저한 증가, 및 이에 따른 온도 증가에 따른 단열 용량의 증가를 산출하는 엔벨로프의 "아코디언" 형태의 한 예이다. 특히 흥미롭게도, 그러한 단열 용량의 증가는 요망되는 역치를 초과하는 온도 증가와 엔벨로프의 단열 용량의 완전 활성화 간의 유의적으로 더 긴 반응 횟수를 초래하지 않는다.

상기 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 엔벨로프는 적층되거나 상호 연결된 "베개" 또는 "포켓"의 형태를 가질 수 있다. 그러한 엔벨로프는 기체 발생제가 비활성화된 형태일 때 2 mm 이상의 측방 치수를 가질 수 있다. 특정 실시양태에서, 엔벨로프는 5 mm 이상, 바람직하게는 15 mm 이상의 측방 치수를 가질 수 있다. 통상적으로, 엔벨로프는 2 mm 미만의 두께 치수를 가질 수 있다. 이 문맥에 사용된 측방 치수는 대체로 기체 발생제가 비활성화된 형태일 때 엔벨로프의 치수가 단연코 최소 치수인 폭/길이 평면, 즉 두께 방향에 직교하는 평면에서의 엔벨로프의 최소 치수를 지칭한다. 그러므로, 측방 치수는 기본적으로 엔벨로프가 기체 발생제가 활성화된 형태일 때 도달할 수 있는 최대 두께 증가를 정의한다. 라미나 구조체의 높은 통기성과 그에 따라 착용자에 대해 보다 높은 수준의 편안함을 허용하는 (상기 기재된 바와 같은) 평탄한 라미나 구조체를 형성하기 위해 복수 개의 상기 평탄한 엔벨로프가 사용될 수 있다.

부피 증가에 대해 표현하자면, 캐비티는 기체 발생제가 활성화된 형태일 때 기체 발생제의 부피에 대해 10 내지 1000의 부피 증가를 가질 수 있다. 바람직하게, 부피 증가는 40을 초과할 수 있다.

다른 한 실시양태에서, 캐비티를 둘러싸고 있는 엔벨로프는 외부 엔벨로프 및 내부 엔벨로프를 포함할 수 있고, 외부 엔벨로프는 외부 캐비티를 둘러싸고 있고, 내부 엔벨로프는 외부 캐비티 내에 위치하며, 캐비티를 둘러싸고 있다.

한 실시양태에서, 비활성화된 형태의 기체 발생제는 액체의 형태를 가질 수 있다. 그 경우에, 적응적 단열 라미나 구조체의 활성화 온도는 기체 발생제의 비점에 대응할 수 있다.

다른 한 실시양태에서, 고체 또는 겔은 기체 발생제로서 이용될 수 있다. 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 작용기들이 박혀 있는 화합물이다. 겔의 예는 하이드로겔이다. 겔은 한정된 고체 분율을 가질 수 있다. 엔벨로프의 유밀식의 요건으로 인해 액체보다는 고체 또는 겔이 취급하기가 더 용이하다.

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

온도의 증가 속도를 늦추기 위해 열 에너지를 잠열(latent heat)로 변환하는 것은 의도되지 않는다. 오히려, 모든 열 에너지를 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 증가로 변환하는 것이 의도된다. 상 변화가 잠열을 제공할 필요가 없는 경우에, 캐비티 속에서의 기체 생성은 신속하며, 그러므로 활성화 온도에서 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 빠른 증가가 달성될 수 있다. 이것은, 약 50℃의 오히려 낮은 활성화 온도에서 빠른 활성화 속도가 수득될 수 있음이 밝혀져 있으므로, 낮은 활성화 온도에서 특히 유리하다. 그러므로, 의복에서는, 본 발명의 라미나 구조체는, 보통 가장 높은 온도, 예를 들어 화염 속에 노출되는, 의복의 외면에 가깝게 위치할 필요가 없다. 자세히 말하자면, 라미나 구조체를 의복이 내면에 대해, 즉 착용자의 피부를 향해 더 많이 위치시키는 것이 가능하다. 그러한 배치는 이용되는 물질의 내열성에 관한 요건을 저감시킨다.

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

유체 기체 발생제의 경우에, 기체 발생제는 200℃ 미만의 비점을 가질 수 있다. 특정한 실시양태들에서, 30℃ 내지 100℃, 바람직하게는 30℃ 내지 70℃, 한층 더 바람직하게는 40℃ 내지 60℃, 가장 바람직하게는 45℃ 내지 55℃의 비점이 이용되고 있다. 특정한 실시양태에서, 약 49℃의 비등점을 가지는 유체가 이용되고 있다. 그러한 유체의 한 예는 1,1,1,2,2,4,5,5,5-노나플루오로-4-(트라이플루오로메틸)-3-펜타논 CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂("3M 노벡(NOVEC)

1230 소화액"으로서 입수가능함)를 포함하는 유체이다. 그러한 유체의 증발 엔탈피는 약 88 J/g이다.

몇몇 실시양태들에서, 하기 특성들 중 하나 이상을 가지는 유체 기체 발생제가 사용될 수 있다. 즉, 상온 미만의 액체 빙점; 200℃ 초과의 비인화성 온도 또는 점화 온도; 위험하지 않음; 독성이 없거나 또는 적어도 낮음; 낮은 오존 파괴 지수; 낮은 지구 온난화 지수; 높은 화학 안정도 및/또는 온도 안정도. 유체의 열 분해가 발생하는 경우에, 그러한 열 분해가 가역적인 것이 바람직하다.

기체 발생제는 하기 화합물 또는 그 혼합물을 포함하지만 거기에 한정되지는 않는 군으로부터 선택될 수 있다: 하이드로클로로플루오로카본; 하이드로플루오로폴리에테르; 하이드로플루오로에테르; 하이드로플루오로카본; 하이드로플루오로케톤 등. 통상적으로, 그러한 액체들은 열 교환기, 냉동, 공기 조화, 소방, 전자 산업에서의 클리닝/냉각 유체와 같은 용도에 이용된다.

구상가능한 유체의 예는 다음과 같다. 즉, 갈든(Galden)

HT55, 갈든

SV55 갈든

ZV60-모두 솔베이 솔렉시스(Solvay Solexis)로부터 입수가능함; 노벡

1230 소화액, 노벡

649 공학처리된 유체, 노벡

HFE 7100, 노벡

HFE 7200, 노벡

HFE 7500-모두 쓰리엠(3M)으로부터 입수가능함; 베르트렐(Vertrel)

XF 2,3-다이하이드로디캐드플루로-펜탄-듀퐁(DuPont)으로부터 입수가능함; 아사히클린(Asahiklin)

AE, 아사히클린

AK-아사히 글라스 컴퍼니(Ashahi Glass Company)로부터 입수가능함; 다이킨(Daikin) HFC-다이킨으로부터 입수가능함.

다른 한 실시양태에서, 비활성화된 형태의 기체 발생제는 액체, 겔 또는 고체의 형태를 가질 수 있고, 적응적 단열 라미나 구조체의 활성화 온도는 기체 발생제로부터 하나 이상의 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 용이하게 달성될 수 있다. 기체의 반응 생성물을 생성하는 다수의 화학 반응이 알려져 있다. 예를 들자면, 겔 속에 박혀 있는 기체의 화합물의 방출; 소다 반응; 염화암모늄으로부터 암모니아 및 염산의 방출이 있다. 기체의 화합물을 방출하기 위한 바람직한 화학 반응은, 활성화 온도에서 반응 속도의 매우 급격한 증가를 가지는 동역학, 및 빠른 반응 속도를 가진다.

기체 발생제의 취급을 도모하기 위해, 특히 엔벨로프를 제조할 때, 캐비티 속에 기체 발생제를 배치하는 것을 용이하게 하기 위해, 도우징 에이드(dosing aid)가 사용될 수 있다.

한 실시양태에서, 엔벨로프는 도우징 에이드를 포함할 수 있을 것이며, 여기서 도우징 에이드는 캐비티 속으로 연장하고, 기체 발생제가 적용되는 부분을 가지며, 상기 부분은 캐비티 속에 포함되어 있다. 기체 발생제는, 많은 경우에, 예를 들어 자신의 점성, 도산성(fugacity), 점착성으로 인해 및/또는 그것이 위험하기 때문에 취급하기 곤란한 물질일 수 있다. 그러한 경우들에서, 도우징 에이드를 이용하는 것은, 그것이 기체 발생제 단독보다 취급하기가 더 용이하므로, 도움이 될 수 있다. 기체 발생제가 활성화될 때, 캐비티 내 압력이 증가할 것이다. 기체 발생제가 그 후 단계에서 탈활성화된다면, 비활성화 기체 발생제는 도우징 에이드에 의해 적어도 부분적으로 수집될 수 있다. 그러나, 이것은 절대적으로 필수적인 것은 아니다. 기체 발생제가 자체의 비활성화된 형태로 전환되면, 기체 발생제가 도우징 에이드로부터 분리되어 캐비티 속에 포함될 것임을 구상할 수 있다.

도우징 에이드는 비활성화된 형태의 기체 발생제를 흡수할 수 있는 물질로 되어 있을 수 있다. 대안적으로, 도우징 에이드는 비활성화된 형태의 기체 발생제를 흡수할 수 있는 물질로 되어 있을 수 있다. 일반적으로, 기체 발생제를 흡수하는 도우징 에이드는, 기체 발생제가 도우징 에이드의 구조 속에 안전하게 포함되므로, 제조 중에 기체 발생제의 취급을 더 양호하게 할 것이다. 그러나, 기체 발생제의 탈착이 방해받거나 또는 적어도 지연되는 일이 일어날 수 있다. 그러한 경우들에서는, 기체 발생제가 표면에만 들러붙는 도우징 에이드가 유익할 수 있다.

한 실시양태에서, 도우징 에이드는 기체 발생제가 비활성화된 형태인 캐비티보다 더 작을 수 있어, 도우징 에이드는 캐비티를 둘러싸고 있는 엔벨로프에 의해 안전하게 둘러싸일 수 있다.

다른 한 실시양태에서, 도우징 에이드는 엔벨로프의 물질과 서로 용접되어 있다. 그러한 경우에, 도우징 에이드는 엔벨로프의 물질과 서로 용접되어 있는 유밀 밀봉재의 형성을 지원할 수 있는 물질로 이루어질 수 있을 것이다. 도우징 에이드의 그러한 형태는, 그것이 유밀 밀봉재를 형성하기 위해 서로 결합되어야 하는 층들 사이에 도우징 에이드가 삽입되고, 그러한 층들과 서로 용접되게 하므로, 유리하다. 예로서, 도우징 에이드는 용접 가능한 도우징 에이드 층을 형성하는 시트로서 제공될 수 있다. 그러한 도우징 에이드의 다수의 실시양태들이 본 출원인의 국제 특허 출원 PCT/EP2011/051265에 기재되어 있다. 이 도우징 에이드에 대한 설명이 본원이 참조 인용된다.

다른 실시양태들에서, 상기 기재된 바와 같은 엔벨로프는 열원에 대해 엔벨로프의 적어도 열 노출 면을 피복하도록 할당된 방열 쉴드와 조합된다. 기체 발생제의 활성화는 비교적 보통의 온도, 예를 들어 약 40 내지 70℃의 활성화 온도에서 일어날 수 있음이 상기 엔벨로프의 한 특정 이점인 것으로 나타났다. 상기 보통의 활성화 온도에 처할 때, 엔벨로프는 단지 보통의 열 스트레스에 처한다. 보다 낮은 열 스트레스로 인해, 적응적 단열 성능의 상당한 분해없이 연장된 수의 활성화/탈활성화 사이클, 예를 들어 30 내지 40회 사이클, 또는 그 보다 많은 사이클을 겪을 수 있는 엔벨로프가 설계될 수 있다.

긴급 상황 하에서, 종종 소방복은 상기 언급된 최적의 활성화 온도보다 훨씬 더 높은 온도에 노출된다. 이는 특히 소방복의 외층 또는 그러한 외층에 가까운 층에 적용된다.

본원에 제시된 바와 같은 방열 쉴드는 엔벨로프의 열 노출 면에 온도를 효율적으로 감소시킬 수 있다. 그러므로, 엔벨로프는 방열 쉴드와 조합 시에, 상당히 더 높은 열 하중이 예상되도록 하는 구성으로도 사용될 수 있다. 다른 해결책에 대해, 보다 높은 활성화 에너지를 가지는 기체 발생제를 사용하는 것과 같이, 부가적 방열 쉴드의 제공은 엔벨로프가 노출되는 보다 낮은 열 스트레스로 인해 엔벨로프의 가역성을 향상시킨다.

예를 들어, 방열 쉴드는 그것이 할당된 하나 이상의 엔벨로프를 본질적으로 유일하게 피복하도록 하는 형태를 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 엔벨로프는 그것에 대응하는 방열 쉴드를 할당할 수 있다. 그러한 방열 쉴드는 그것이 할당된 엔벨로프와 본질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 방열 쉴드는 열원과 본질적으로 직교하는 평면으로 방열 쉴드에 의해 피복되는 면적에 의해 측정되는 제1 측방 연장을 가질 수 있다. 그것이 할당된 하나 이상의 엔벨로프는 열원과 본질적으로 직교하는 평면으로 하나 이상의 엔벨로프에 의해 피복되는 면적에 의해 측정되는 제2 측방 연장을 가질 수 있다. 이에, 방열 쉴드의 제1 측방 연장은 하나 이상의 엔벨로프의 제2 측방 연장과 본질적으로 동일할 수 있다. 이러한 식으로 구성된 방열 쉴드는 본질적으로 그것이 할당된 엔벨로프 쪽으로 열원으로부터의 열 플럭스에 대해 쉴드를 제공한다. 그러나, 그것은 직물의 어떠한 다른 영역도 피복하지 않고, 이에 따라 통기성에 대한 방열 쉴드의 영향이 유의하지 않다.

방열 쉴드는 단일 엔벨로프에 할당될 수 있다. 이에, 그것에 할당된 방열 쉴드를 가지는 데 반드시 필요하지 않을 수 있는 몇몇 엔벨로프를 제외하고는, 방열 쉴드와 엔벨로프 간에 1:1 관계가 있다. 대안적으로, 방열 쉴드는 엔벨로프의 한 군에 할당될 수 있어, 그것은 본질적으로 열원에 대해 그 군의 엔벨로프가 차지하는 영역을 피복하게 된다. 통상적으로, 동일 군에 속하는 엔벨로프는 인접하는 엔벨로프일 것이다.

특히, 방열 쉴드는 열원과, 열원 쪽으로 향한 엔벨로프의 외면 사이에 위치할 수 있다. 방열 쉴드는 그것에 할당된 엔벨로프에 결합될 수 있거나, 그러한 엔벨로프로부터, 예를 들어 외부 직물 층의 부분으로서 분리하게 제공될 수 있다. 열원은 주로 직물 또는 의복의 외면에 인접하게 위치할 수 있다. 따라서, 종종 열원은 그러한 직물 또는 의복의 외면으로 칭해질 수 있고, 외면에서 직물 또는 의복의 외면에 본질적으로 직교하는 직물 또는 의복의 내면으로 열 플럭스가 있을 수 있다.

엔벨로프 수명을 연장하고 다수의 연속적 활성화/탈활성화 사이클을 허용하기 위해, 엔벨로프 물질이 분해되기 시작하는 온도 미만에서 엔벨로프의 열 노출 면에서 온도 감소를 제공하는 형태를 가지는 것이 바람직하다. 따라서, 방열 쉴드의 형태는 "활성화 상황"에서의 예상되는 열 하중뿐만 아니라 엔벨로프를 구성하는 물질에 의해 좌우된다. 예를 들어, 엔벨로프는 복합 물질로 이루어질 수 있고, 방열 쉴드는 엔벨로프 물질의 최저 융점 미만으로의 엔벨로프의 열 노출 면에서의 온도 감소를 제공하는 형태를 가질 수 있다. 그러한 최저 융점은 종종 엔벨로프의 층이 함께 부착되도록 하는 접착제에 의해 결정될 것이다. 몇몇 실시양태들에서, 엔벨로프는 상기 기재된 바와 같이, 중합체 물질, 특히 PET를 포함할 수 있다. 이에, 방열 쉴드는 중합체 물질의 융점 미만으로의 엔벨로프의 열 노출 측의 온도 감소를 제공하는 형태를 가질 수 있다.

방열 쉴드가 270℃ 미만으로의 엔벨로프의 열 노출 면에서의 온도 감소를 제공하는 형태를 가지는 경우, 상당수의 엔벨로프 실시양태들에 대해 합당한 것으로 밝혀졌다.

방열 쉴드는 충분히 내온도성이고 충분한 열 플럭스를 흡수 또는 반사할 수 있다면 그러한 단일 물질로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 방열 쉴드는 복합 물질로 되어 있을 수 있다. 단일 또는 복합 물질로 된 방열 쉴드는 세라믹, 아라미드, 탄소, 유리, 내열성 중합체, 예컨대 PTFE, PPS, 멜라민, 폴리이미드, 또는 이들의 조합의 유형의 물질들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 특히, 방열 쉴드는 직포, 부직포 및/또는 필름 중 임의의 것으로 이루어질 수 있다. 본원에 사용되는 "필름"은 중합체 물질 또는 기타 물질, 예를 들어 금속의 인접, 연속 또는 미세다공성 층을 지칭하는 것으로 이해하도록 한다.

100 내지 1600 ㎛, 특히 200 내지 800 ㎛의 두께를 가지는 방열 쉴드를 이용함으로써, 열 플럭스에 대한 충분한 보호가 수득될 수 있음이 밝혀졌다.

특정 실시양태들에서, 방열 쉴드는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 발포 폴리테트라플루오르에틸렌(ePTFE), 폴리이미드, 또는 이들의 조합으로 된 중합체 층을 포함할 수 있다. 특정 실시양태들에서, 예를 들어 ePTFE로 된 중합체 층은 30 내지 90 ㎛ 범위의 두께를 가진다.

방열 쉴드는 그것에 의해 보호되는 엔벨로프에 의해 반드시 물리적으로 커플링될 필요는 없다. 방열 쉴드는 직물 또는 의복의 외층에 위치하는 것이 당연한 반면, 엔벨로프는 더욱 내부에 있는 층에 할당될 수 있다. 다수의 실시양태들에서, 방열 쉴드는 엔벨로프의 외층에 결합될 수 있어, 엔벨로프 및 그것에 할당된 방열 쉴드가 라미나 구조체, 직물, 또는 의복 내에 도입되는 일원체를 형성할 수 있다.

특히, 방열 쉴드는 측방 내부 또는 중앙인 결합부 내에 있는 엔벨로프의 외층에 결합되어, 방열 쉴드의 측방 말단, 또는 주변부가 엔벨로프의 외층으로부터 보호된다. 이는 적어도 기체 발생제의 활성화된 형태에 대해서도 마찬가지이다. 방열 쉴드는 그러한 식으로 엔벨로프의 외층으로부터 보호되어, 엔벨로프가 활성화된 상태에서는, 방열 쉴드의 측방 말단과 엔벨로프의 외층 사이에 공기 간극이 형성되기 때문에, 부가적 방열을 제공하게 된다. 그러한 부가적 공기 간극은 효율적으로 단열을 제공한다. 예를 들어 다수의 실시양태들에서, 측방으로 내부인 결합부가 본질적으로 도트 형상인 구성이기만 하면 충분할 것이다.

통상적으로, 직물 또는 의복의 단 한 면만이 고온에 잠정적으로 노출될 것으로 예상된다. 그러한 경우, 방열 쉴드는 엔벨로프의 열 노출 면에만 제공될 수 있고, 다른 면에는 제공되지 않으며, 특히 열 노출 면과 반대되는 면에는 제공되지 않는다. 다른 경우, 방열 쉴드가 엔벨로프를 완전히 피복할 경우, 바람직할 수 있다. 그러한 형태는 다수의 엔벨로프의 제조에 있어 더 단순할 수 있고, 부가적으로 라미나 구조체 또는 직물 내로의 조합을 더 용이하게 단순화하는 이점을 가진다.

상기 기재된 바와 같은 엔벨로프는 제1 층, 제2 층, 전 항들 중 어느 하나에 따른 하나 이상의 엔벨로프를 포함하는 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체를 형성하기 위해 사용되고, 여기서 엔벨로프는 제1 층과 제2 층 사이에 제공되고, 제1 층, 제2 층 및 캐비티는 제1 층과 제2 층 사이의 거리가 캐비티 내 기체 압력의 증가에 대응하여 증가하도록 배치된다.

본원에 사용되는 라미나 구조체는 적어도 해당 구조체가 비활성화된 상태에서 길이 및 폭 방향에 의해 정의되는 바와 같이 기본적으로 측방 방향으로 연장되고 박형인 평면형 또는 시트 유사 형태를 가지는 구조체를 정의한다. 길이와 폭보다 훨씬 작은 길이 및 폭 방향에 직교하는 방향의 두께를 가지면 박형인 것으로 간주된다. 통상적인 용도에서, 여기에 정의되는 라미나 구조체는 굽힘과 관련하여 가요성의 라미나 구조체이거나 경질의 라미나 구조체가 될 것이다.

제1 층 및 제2 층은 라미나 구조체의 두께 방향으로 서로 마주하도록 배치된 층일 수 있다. 제1 층 및 제2 층은 반드시 인접한 층일 필요는 없다. 캐비티 이외에, 절연 물질과 같은 라미나 구조체의 다른 구조적 요소가 제1 및 제2층 사이에 개재될 수 있다. 제1 층 및 제2 층은 통상은 기본적으로 서로 평행하고 두께 방향에 직교하도록 연장될 것이다. 제1 층 및 제2 층 사이의 거리는 두께 방향으로 측정될 수 있다. 제1 및/또는 제2 층이 동일 평면 내에 있지 않지만 돌출부 및/또는 오목부를 가지는 구조체를 가지는 경우, 상기 층들 사이의 거리는 주어진 기준 평면을 지칭하도록 의도된다. 실제적 이행 시에, 제1 층 및 제2 층은 예컨대, 제1 층과 제2 층 사이에 캐비티가 형성되어 있는 제1 직물 층 및 제2 직물 층과 같은 직물의 층일 수 있다. 제1 층과 제2 층은 각각 내부 층 및 외층으로 지칭될 수 있다. 본 발명의 라미나 구조체를 의복에 사용되는 섬유에 적용 시에, "내부 층"이란 용어는 착용자의 신체를 향하고 통상 착용자의 피부에 가능한 한 밀착되도록 배치되는 층을 의미하고, "외층"이란 용어는 착용자의 신체로부터 외부 환경으로 멀어지게 향하는 층을 의미한다.

라미나 구조체는 복수 개의 캐비티를 포함할 수 있을 것이며, 각각의 캐비티는 각각의 엔벨로프에 의해 봉입될 수 있다. 바람직하게는 엔벨로프의 각각은 유밀식이다. 그러한 배치에서, 엔벨로프는 서로에 대해 거리를 두고 서로에 대해 바로 옆에 배치될 것이다.

예를 들어, 그러한 라미나 구조체는 복수 개의 엔벨로프를 포함할 수 있고, 제1 층 및 제2 층이 복수 개의 포켓을 형성하도록 스티칭을 통해 상호 커플링되고, 엔벨로프가 각각의 포켓에 각기 삽입된 퀼트 담요 형태를 가진다.

그러한 배치는 특히 엔벨로프 자체가 수증기 투과성이 아닌 경우에 라미나 구조체에 통기성을 제공한다. 오히려, 통기성은 엔벨로프들 사이의 공간에 의해 유지된다. 그러한 공간은 적어도 라미나 구조체의 비활성화된 상태에서 형성된다. 활성화된 상태에서, 엔벨로프들 사이의 공간은 바람직하게는 더 축소되지 않는데, 그 이유는 엔벨로프가 팽창되기만 하고 그 표면적을 실질적으로 증가시키지 않기 때문이다. 그러므로, 통기성은 또한 라미나 구조체의 비활성화된 상태에서도 유지된다.

엔벨로프는 패드 또는 칩의 형태를 가질 수 있고, 패드 또는 칩은 비활성화된 상태에서 평탄하며, 형상을 활성화된 상태에서의 팽창된 베개의 형상으로 변화시킨다.

본원에 사용되는 통기성은 수증기를 라미나 구조체의 한 면으로부터 다른 한 면으로 운반할 수 있도록 라미나 구조체, 또는 그러한 라미나 구조체를 포함하는 직물 또는 의복의 특성을 특정하는 것으로 이해된다. 한 실시양태에서, 라미나 구조체는 또한 하나 이상의 수밀식 및 수증기 투과성(통기성) 기능성 층을 포함할 때에 수밀식일 수 있다. 한 실시양태에서, 제1 층 및/또는 제2 층이 상기 기능성 층을 형성한다. 다른 실시예에서, 상기 기능성 층은 라미나 구조체의 추가 층을 형성한다. 기능성 층은 적절한 멤브레인, 예컨대 팽창된 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)로 제조된 미세다공성 멤브레인을 이용하여 구현될 수 있다.

본원에 사용되는 "수증기 투과성 층"이라는 용어는 층 또는 상기 라미나 구조체 또는 층상 복합체를 통한 수증기 투과를 보장하는 임의의 층을 포함하도록 의도된다. 층은 본원에 기재된 바와 같은 텍스타일 층 또는 기능성 층일 수 있다. 기능성 층은 30 (m²Pa)/W 미만의 수증기 투과 저항(Ret)으로서 측정되는 수증기 투과능을 가질 수 있다.

수증기 투과 저항 또는 내기화성 투과율(Ret)은 일정한 부분 압력 구배 하에서 소정의 영역을 통과하는 잠재적인 기화 열 플럭스를 결정하는 시트 유사 구조체 또는 복합체의 특정한 물질 특성이다. 본 발명에 따른 라미나 구조체, 직물 복합체, 텍스타일 층 또는 기능성 층은 150 (m²Pa)/W 미만의 수증기 투과 저항(Ret)을 가진다면 수증기 투과성을 가지는 것으로 고려된다. 기능성 층은 바람직하게는 30 (m²Pa)/W 미만의 Ret를 가진다. 수증기 투과 저항(Ret)은 ISO EN 11092(1993)에 따라 측정된다.

본원에 사용되는 "기능성 층"이라는 용어는 공기 침투에 대한 및/또는 일정 범위의 다른 기체의 침투, 예컨대 기체 화합물 도전에 대한 배리어를 제공하는 필름, 멤브레인 또는 코팅을 정의한다. 따라서, 기능성 층은 공기 불투과성 및/또는 기체 불투과성이다. 기능성 층은 특정 실시양태에서 공기 불투과성이지만, 다른 용도에서 공기 투과성일 수 있다.

다른 한 실시양태에서, 기능성 층은 또한 액상 물 침투에 대한, 또한 이상적으로는 일정 범위의 액체 화합물 도전에 대한 배리어를 제공한다. 층은 0.13 bar 이상의 압력에서 액상 물 침투를 방지한다면 액체 불투과성으로 고려된다. 물 침투 압력은 ISO 811(1981)에 대해 설명된 동일한 조건을 기초로 하여 기능성 층의 샘플에 관해 측정될 수 있다.

기능성 층은 한 실시양태에서 하나 이상의 층을 포함할 수 있고, 여기서 기능성 층은 수증기 투과성 및 공기 불투과성이어서, 공기 불투과성이지만 수증기 투과성(통기성)의 특성을 제공한다. 바람직하게, 멤브레인은 또한 액체 불투과성이고, 적어도 물 불투과성이다.

본원에 사용하기 위한 한 적당한 물 불투과성 및 수증기 투과성의 가요성 멤브레인은 다공성의 팽창된 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 물질을 개시하고 있는 미국 특허 제3,953,566호에 개시되어 있다. 팽창된 다공성 PTFE는 근모(fibril)에 의해 상호 연결되는 노드를 특징으로 하는 미소 구조체를 가진다. 원한다면, 물 불투과성은 팽창된PTFE를 US 6,261,678에 기재된 바와 같이 소수성 및/또는 소유성(oleophobic) 코팅 물질에 의해 코팅함으로써 향상될 수 있다.

물 불투과성 및 수증기 투과성의 멤브레인은 또한 높은 분자량의 미세다공성 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, 미세다공성 폴리우레탄 또는 폴리에스테르, 또는 폴리에테르 폴리우레탄 등의 친수성 모노리딕 중합체와 같은 미세다공성 물질일 수도 있다.

한 특정 실시양태에서, 라미나 구조체 및/또는 엔벨로프는 가역적 변화하도록 구성될 수 있다. 그러한 실시양태에서, 기체 발생제는 분해 또는 기화하고, 온도에서의 각각의 변화에 대응하여 다시 재결합 또는 응축하도록 구성된다. 활성화 사이클에서, 온도의 증가에 대응하여 제1 층과 제2 층 사이의 거리는 (기체 발생제가 비활성화 형태일 때) 제1 거리로부터 (기체 발생제가 활성화 형태일 때) 제2 거리로 증가한다. 탈활성화 사이클에서, 온도 감소에 대응하여 제1 층과 제2 층 사이의 거리는 (기체 발생제가 활성화 형태일 때) 제2 거리로부터 (기체 발생제가 비활성화 형태일 때) 제1 거리로 감소한다. 마찬가지로, 활성화 사이클에서, 온도의 증가에 대응하여 엔벨로프에 의해 둘러싸여 있는 캐비티의 부피는 (기체 발생제가 비활성화 형태일 때) 제1 부피로부터 (기체 발생제가 활성화 형태일 때) 제2 부피로 증가한다. 탈활성화 사이클에서, 온도 감소에 대응하여 엔벨로프에 의해 둘러싸여 있는 캐비티의 부피는 (기체 발생제가 활성화 형태일 때) 제2 부피로부터 (기체 발생제가 비활성화 형태일 때) 제1 부피로 감소한다. 그러한 활성화 사이클+탈활성화 사이클의 순서는 수회 반복될 수 있다. 물론, 본원에 사용되는 "제1 거리"(기체 발생제가 비활성화된 형태일 때) 및 "제1 부피"(기체 발생제가 비활성화된 형태일 때)라는 용어는 라미나 구조체/엔벨로프가 비팽창 상태로 있는 임의의 상황을 지칭하고, 반면 본원에 사용되는 "제2 거리"(기체 발생제가 활성화 형태일 때) 및 "제2 부피"(기체 발생제가 비활성화된 형태일 때)라는 용어는 라미나 구조체/엔벨로프가 팽창 상태로 있는 임의의 상황을 지칭한다. 가역적인 라미나 구조체/엔벨로프의 경우, 각기 활성화/탈활성화 사이클의 개시 전 및 완료 후 구현되는 제1 거리 또는 제1 부피는 정확히 동일할 것이 요구되지는 않는다. 오히려, 이 거리/부피는 합당히 제1 활성화/탈활성화 사이클의 개시 전 및 완료 후에 동일 범위 내에 포함됨으로써, 새 제2 활성화/탈활성화 사이클 등이 개시되도록 해야 한다. 이와 유사한 고려 사항은 제2 거리/제2 부피에도 적용될 수 있다. 가역성은 하나 이상의 완전 활성화/탈활성화 사이클이 수행될 것과 하나 이상의 추가 활성화 공정이 가능할 것을 요구한다. 특정 실시양태들에서, 심지어 더 많은 수의 연속 활성화/탈활성화 사이클, 예를 들어 2회 완전 사이클, 5회 완전 사이클, 10회 완전 사이클, 또는 심지어 더 많은 수의 완전 사이클이 달성가능하다.

엔벨로프는 활성화 후에 파열되지 않도록 의도됨으로써, 활성화 공정은 사실상 가역적이고, 수회 반복될 수 있다. 이는 사실상 가역적이고 방출된 기상 부산물(들)을 캐비티 내에 유지하는 기체 발생 공정을 필요로 한다(즉, 엔벨로프는 적어도 일시적으로 방출된 기체에 대해 기밀식이어야 한다). 가역적인 기체 발생 공정의 통상적인 예로는 기체 발생제의 물리적인 상 변이(순수 화합물 형태 또는 혼합물의 형태에서), 또는 승화 공정, 예컨대 요오드의 승화가 있다. 가역적 기체 발생 공정의 다른 예로는 예들 들면 염화암모늄의 가역적 분해가 있다.

바람직하게는, 라미나 구조체 및/또는 엔벨로프는 가요성이고 "자가-복구 능력"을 가진다. 따라서, 비활성화 사이클에서, 엔벨로프는 그 원래의 형상, 즉 기체 발생제의 활성화가 시작되기 전의 형상을 자동적으로 복구한다. 이 공정을 지원하기 위하여 추가의 기계적 작용이 필요하지 않다. 엔벨로프의 "자가-복구 능력"은 엔벨로프의 유밀식에 의해 지원된다. 탈활성화 사이클에서, 기체 발생제는 일반적으로 기상으로부터 액상으로 변환할 때에 그 밀도를 증가시킨다. 그러므로, 기체 발생제는 활성화된 형태에서보다 비활성화된 형태에서 훨씬 작은 부피를 차지하게 된다. 탈활성화 사이클 중에 엔벨로프 내로 유동하는 공기가 없으면, 기체 발생제의 변환은 최소 부피의 캐비티를 둘러싸고 있는 (평탄한) 형상으로 엔벨로프를 수축시킨다. 그러한 공정에 의해, 또한 제1 층과 제2 층 사이의 거리가 기체 발생제가 비활성화된 형태일 때의 원래의 거리로 복귀될 것이다.

상기 요약된 바와 같은 라미나 구조체의 형태로 인해, 열 적용 시 활성화될 수 있는 각각의 엔벨로프에 의해 둘러싸여 있는 거시적 캐비티가 제공된다.

상기 요약된 라미나 구조체는 직물 복합 구조체 내로 도입될 수 있다. "직물"이란 용어는 실, 섬유 또는 필라멘트를 엮는 것에 의해 생성된 평면형 텍스타일 구조체를 말한다. 텍스타일 구조체는 직조물, 부직조물, 플리스(fleece) 또는 이들의 조합일 수 있다. "부직조" 텍스타일 층은 섬유 및/또는 필라멘트, 펠트, 니트, 섬유 속섬(fiber batts) 등의 네트워크를 포함한다. "직조" 텍스타일 층은 평직(plain weave), 크로우풋 직(crowfoot weave), 바구니 문양 직(basket weave), 수자 직(satin weave), 능직(twill weave) 등과 같은 임의의 직물 직조법을 이용하여 직조된 직물이다. 평직과 능직은 업계에서 가장 보편적으로 사용되는 직조법인 것으로 믿어진다.

그러한 직물 복합 구조체는 통상적으로 상호에 대해 배치되는 복수 개의 직물 층을 포함할 것이다. 복수 개의 직물 층은 외면 및 내면을 가지는 방열 외피 구조체를 포함할 수 있다. 복수 개의 직물 층은, 상기 기재된 바와 같이, 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체를 포함할 수도 있다.

한 특정 실시양태에서, 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체는 방열 외피 구조체의 내면에 배치될 수 있다.

한 실시양태로서, 방열 외피 구조체는 1차적으로 방염을 제공하는 제품(예컨대, 의복)의 외층을 나타낸다. 방열 외피 구조체는 예컨대, 폴리이미드(메타-아라미드, 파라-아라미드) 또는 이들의 배합물과 같은 내연성 텍스타일을 포함하는 직조 텍스타일, 니트 텍스타일 또는 부직조 텍스타일 등의 내연성 및 열 안정성 텍스타일을 포함할 수 있다. 내연성 또는 내열성 텍스타일의 특정 예로는 폴리벤지미다졸(PBBI) 섬유; 폴리벤족사졸(PBO) 섬유; 폴리 디이미다조 피리디닐렌 디히드록시 페닐렌(PIPD); 모다크릴릭 섬유; E. I. 듀퐁 드 네모아스 인코포레이티드(E. I. DuPont de Nemours, Inc.)에 의해 상표명 노멕스(Nomex)

로 시판되는 폴리(메타페닐렌이소프탈아미드); 듀퐁 드 네모아스 인코포레이티드에 의해 상표명 케블라(Kevlar)

로 시판되는 폴리(파라페닐렌 테레프탈아미드); 멜라민; 냔연성(FR) 코튼; FR 라이온; PAN(폴리 아크릴니트릴)을 포함한다. 전술한 섬유들 중 하나 이상을 포함하는 직물(예컨대, 노멕스

/케블라

)도 사용될 수 있다. 한 실시양태에서, 직조된 노멕스

델타(Delta) T(텍스타일 중량: 200 g/m²)로 제조된 외피 층이 사용된다.

내연성 물질은 국제 표준 DIN EN ISO 14116(2008)에 특정되어 있다. EN ISO 15025(2003)는 물질의 내연성을 평가하기 위한 시험 방법을 특정한다. DIN EN ISO 14116(2008)에 따르면, 내연성의 다른 레벨들이 특정된다. 한 예로서, 소방복에 사용되는 내연성 물질은 DIN EN ISO 14116(2008)의 레벨 3에 대해 특정된 시험 절차를 통과하는 것이 필요하다. 다른 용도의 경우 레벨 1과 2에 대해 특정된 바와 같이 덜 엄격한 기준이면 충분할 수 있다.

직물은 배리어 구조체도 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 배리어 구조체는 방열 외피 구조체의 내면에 배치될 것이다.

특정 용도에서, 배리어 구조체는 하나 이상의 기능성 층을 포함한다. 상기 기능성 층은 수증기 투과성 및 방수성이며, 하나 이상의 수증기 투과성 및 방수성 멤브레인을 포함한다.

배리어 구조체는 액체 배리어로서 기능하지만 수증기가 배리어를 통과하도록 할 수 있는 성분이다. 소방관 출동복과 같은 의복에서, 이러한 배리어 구조체는 의복 내로 물이 접근되지 않게 함으로써 소방관이 부담하는 무게를 최소화한다. 추가로, 배리어 구조체는 고온 환경에서 작업 시에 중요한 기능으로서 수증기(땀)가 배출되도록 한다. 통상, 배리어 구조체는 부직포 또는 직포와 같은 하나 이상의 텍스타일 층에 적층되는 멤브레인을 포함한다. 하나 이상의 텍스타일 층에 적층되도록 사용되는 멤브레인 물질(라미네이트라는 용어로도 알려짐)은 발포 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리우레탄 및 이들의 조합을 포함한다. 그러한 라미네이트의 상업적으로 입수가능한 예로는 부직포 또는 직포 금속-아라미드 직물 상에 크로스테크(CROSSTECH)

라는 상표명의 수분 배리어 라미네이트 또는 네오프렌(Neoprene)

멤브레인으로 입수가능한 라미네이트를 포함한다.

한 실시양태에서, EP 0 689 500 B1에 기술된 바와 같이 제조된 발포 PTFE(ePTFE)의 멤브레인을 포함하는 배리어 구조체가 사용된다. 배리어 층은 부직포 아라미드 직물로 이루어진 텍스타일 층에 부착될 수 있다. 이러한 배리어 구조체는 고어-텍스(GORE-TEX)

파이어-블록커(Fire-blocker) N이란 상표명으로 상업적으로 입수가능하다. 다른 실시양태에서, 크로스테크

/노멕스

PJ 수분 배리어란 상표명으로 입수가능한 배리어 구조체가 사용된다. 이러한 수분 배리어 구조체는 폴리아미드 직물(노멕스

IIIA)에 부착된 폴리우레탄 층을 가지는 ePTFE 필름을 포함한다. 예컨대 US 4 493 870, US 4 187 390 또는 US 4194 041에 기재된 바와 같은 다른 배리어가 사용될 수 있다.

수분 배리어 외의 배리어, 예를 들어, 기체, 액체 및/또는 에어로졸 형태의 화학적 화합물 또는 기체, 액체 및/또는 에어로졸 형태의 생물학적 물질을 포함하는 물질과 같은, 기체 및/또는 액체의 투과를 방지하는 하나 이상의 기능성 층을 제공하는 배리어가 구상할 수 있다. 특정 실시양태에서, 이러한 다른 배리어도 마찬가지로 통기성일 수 있다.

배리어 구조체는 방열 외피 구조체와 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체 사이에 위치할 수 있다.

직물은 착용자를 환경 영향으로부터 보호하는 것이 필요하거나 주어진 환경 조건하에서 요망되는 기능적 특성을 제공하는 것이 필요한 소방, 법률적 집행, 군사 또는 산업적 작업 등의 용도에 통상적으로 사용되는 보호용 의복 또는 기능성 의복에 사용될 수 있다. 이러한 의복은 착용자를 열, 화염, 또는 액체에 의한 충격으로부터 보호하는 것이 필요할 수 있다. 의복은 착용자가 자신이 행하게 되는 작업을 행할 수 있도록 하기에 충분한 편안함을 착용자에게 제공하는 것이 통상적으로 요망된다.

특히, 직물은 화재/방열용 의복에 사용되도록 적응화되도록 의도된다.

본 발명의 예시적인 실시양태들은 실시양태들을 예시하는 첨부 도면을 참조하여 이하에 더욱 상세히 기재될 것이다.
도 1a는 한 실시양태에서의 엔벨로프를 형성하는 데 사용되는 층의 단순화된 개략적인 단면도를 도시하고;
도 1b는 한 실시양태에서의 엔벨로프를 형성하는 데 사용되는 다른 한 층의 단순화된 개략적인 단면도를 도시하고;
도 1c는 주름 형성을 제한하기 위한 중합체 강화 층을 포함하는 다른 한 층으로서, 엔벨로프를 형성하는 데 사용되는 그러한 층의 단순화된 개략적인 단면도를 도시하고;
도 2a 및 2b는 비활성화된 상태 및 활성화된 상태에서의, PCT/EP2011/051265에 기재된 바와 같은 엔벨로프의 한 예를 도시하고;
도3a 내지 3c는 엔벨로프의 제조 방법을 도시하고;
도 3d는 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티를 생성시키기 위한 접힘 전의 형태의 단일 엔벨로프를 도시하고;
도 3e는 접힘 전의 형태의, 단일 엔벨로프의 상호 연결된 서브 캐비티 3개를 포함하는 시트 층 구조체의 한 실시양태를 도시하고;
도 4a는 엔벨로프 라미네이트 층이 엔벨로프를 형성하도록 상호 용접되어 있는, 기체 발생제를 포함하는 캐비티를 둘러싸고 있는 엔벨로프의 3개의 실시양태의 단순화된 개략적인 단면도를 도시하고;
도 4b는 도우징 에이드 상에 적용된 기체 발생제를 포함하는 캐비티를 둘러싸고 있는 엔벨로프의 3개의 실시양태의 단순화된 개략적인 단면도를 도시하고;
도 4c는 용접가능한 도우징 에이드 층 상에 적용된 기체 발생제를 포함하는 캐비티를 둘러싸고 있는 엔벨로프의 3개의 상이한 실시양태의 단순화된 개략적인 단면도를 도시하고;
도 4d는 각기 기체 발생제를 포함하는 2개의 분리된 캐비티를 둘러싸고 있는 엔벨로프의 3개의 상이한 실시양태의 단순화된 개략적인 단면도를 도시하고;
도 4e는 방열 쉴드가 엔벨로프의 열 노출 면에 적용되어 있는 활성화된 상태의 엔벨로프의 3개의 상이한 실시양태의 단순화된 개략적인 단면도; 및 방열 쉴드의 단면을 보여주는 상세사항을 도시하고;
도 5는 2개의 서브 캐비티를 중첩시키도록 접힘 선을 따라 엔벨로프를 접기 전의 형태에서의 단순화된 개략적인 평면도에서, 한 실시양태에 따른, 유체 통로를 통해 연결된 2개의 서브 캐비티를 포함하는 엔벨로프의 한 실시양태를 도시하고;
도 6a는 기체 발생제가 비활성화된 형태인 상태에서, 접힘 후의 도 5의 엔벨로프의 단순화된 개략적인 단면을 도시하고;
도 6b는 기체 발생제가 활성화된 형태인 상태에서, 접힘 후의 도 5의 엔벨로프의 단순화된 개략적인 단면을 도시하고;
도 6c는 기체 발생제가 비활성화된 형태인 상태에서, 접힌 형태인 3개의 서브 캐비티를 포함하는 또 다른 엔벨로프의 단순화된 개략적인 단면을 도시하고;
도 6d는 기체 발생제가 활성화된 형태인 상태에서, 도 6c의 엔벨로프의 단순화된 개략적인 단면을 도시하고;
도 6e는 접힘 후의 도 5, 6a에 따른 엔벨로프의 단순화된 개략적인 평면도를 도시하고;
도 7a는 기체 발생제가 비활성화된 형태인 상태에서, 서로의 상단에 상호 결합된 2개의 동일한 서브 엔벨로프로 형성된 또 다른 엔벨로프의 단순화된 개략적인 평면도를 도시하고;
도 7b는 기체 발생제가 활성화된 형태인 상태에서, 도 7a의 단순화된 개략적인 평면도를 도시하고;
도 8a는 비활성화된 상태에서 제1 층과 제2 층 사이에 위치한 복수 개의 엔벨로프로 형성된, 한 실시양태에 따른 라미나 구조체의 단순화된 개략적인 평면도를 도시하고;
도 8b는 비활성화된 상태에서 제1 층과 제2 층 사이에 위치한 복수 개의 엔벨로프를 가지는, 다른 한 실시양태에 따른 라미나 구조체의 단순화된 개략적인 평면도를 도시하고;
도 8c는 비활성화된 상태에서 제1 층과 제2 층 사이에 위치한 복수 개의 엔벨로프를 가지는, 다른 한 실시양태에 따른 라미나 구조체의 단순화된 개략적인 평면도를 도시하고;
도 8d는 비활성화된 상태에서 제1 층과 제2 층 사이에 위치한 복수 개의 엔벨로프, 및 제1 층 및 제2 층 중 하나 위에 적층된 부가적 기능성 멤브레인을 가지는, 다른 한 실시양태에 따른 라미나 구조체의 단순화된 개략적인 평면도를 도시하고;
도 8e는 활성화된 상태에서 제1 층과 제2 층 사이에 위치한 복수 개의 엔벨로프 및 방열 쉴드를 가지는, 다른 한 실시양태에 따른 라미나 구조체의 단순화된 개략적인 평면도를 도시하고;
도 9a는 라미나 구조체를 포함하는 직물의 단순화된 개략적인 단면도를 도시하고;
도 9b 내지 9g는 본 발명에 따른 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체를 포함하는 직물의 다른 가능한 구성을 도시하고;
도 10은 도 9a에 도시된 바와 같은 직물을 포함하는 소방관의 자켓을 도시하고;
도 11은 라미나 구조체가 비활성화된 상태에서 활성화된 상태로 될 때, 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 증가를 측정하기 위한 장치의 개략적 스케치를 도시하고;
도 12는 라미나 구조체가 비활성화된 상태에서 활성화된 상태로 될 때, 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 증가를 측정하기 위한 라미나 구조체 시험편의 개략적 스케치를 도시하고;
도 13은 복수 회의 활성화/탈활성화 사이클을 가역적으로 겪도록 구성된 라미나 구조체에 대한 기능성 시험의 결과를 도시하고;
도 14는 열 노출 시험을 수행하기 위한 장치의 개략적 스케치를 도시하고;
도 15는 도 9g에 도시된 바와 같은 직물로 수행되는 열 노출 시험의 결과를 나타내는 그래프를 도시하고;
도 16은 엔벨로프(20)를 형성하는 데 사용되는 시트 물질(8) 내 주름 형성을 측정하기 위한 장치의 개략적인 형태를 도시하고;
도 17은 주름 형성 시험을 수행한 후의 상이한 유형의 시트 물질(8)의 사진을 도시한다.

모든 도면에서 동일하거나 대응하는 기능을 가지는 각각의 실시양태의 구성 성분들은 각각 동일한 참조 번호로 지시된다. 하기 설명에서 이러한 구성 성분들은 해당 성분을 포함하는 실시양태 중 첫 번째 실시양태만을 참조로 하여 설명된다. 동일한 설명은 동일한 구성 성분이 포함되고 동일한 참조 번호로 나타낸 각각의 후속하는 실시양태에 적용되는 것으로 이해하여야 한다. 어느 것이든 반대로 언급되지 않는 한, 일반적으로 각각의 먼저 나온 실시양태에서 언급된 그 성분의 상응하는 설명을 참조한다.

도 1a는 한 실시양태에 따른 층(8)의 단순화된 개략적 단면도를 도시한다. 그러한 층(8)은 엔벨로프를 제조하는 데 사용될 수 있다. 층(8)은 피복 층(8a), 유밀 층(8b) 및 밀봉 층(8c)을 포함하는 라미네이트이다. 한 예에서, 층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)-피복 층(8a), 알루미늄(Al)-유밀 층(8b), 및 폴리에틸렌(PE)-밀봉 층(8c)을 포함하는 알루미늄/가소체 복합 물질로 제조되어 있다. 충분한 유밀성을 제공하기 위하여, Al-층(8b)에 대한 적당한 두께 범위는 4 ㎛ 내지 25 ㎛이다. 도시된 예에서, Al-층(8b)은 적어도 12 ㎛의 두께를 가진다. PE-층(8c)은 인접한 라미네이트 층(8)이 엔벨로프를 형성하도록 함께 유밀식으로 결합될 수 있는 밀봉 층으로서 사용된다. PE-층(8c)의 두께는 20 ㎛ 내지 60 ㎛일 수 있다. 바람직한 두께는 약 40 ㎛이다. PET-층(8a)은 엔벨로프의 외부 표면에 요망되는 특성을 제공하도록 피복 층으로서 사용될 수 있다. 그 예에서, 12 ㎛ 두께의 PET-층(8a)이 사용된다. 기재된 바와 같은 라미네이트 층(8)은 독일의 코부쉬-센겔발트 게엠베하(Ko-busch-Sengewald.GmbH) 사로부터 수득될 수 있다.

엔벨로프를 형성하기 위한 한 대안적 층(8)이 도 1b에 도시되어 있다. 이 층(8)은 또한 40 ㎛의 두께를 가지는 PE로 제조된 피복 층(8a), 적어도 12 ㎛의 두께를 가지는 Al 층(8b), 및 40 ㎛의 두께를 가지는 PE 밀봉 층(8c)을 포함하는 라미네이트이다. 이 실시양태에서, 피복 층(8a)은 밀봉 층(8c)과 동일한 물질로 되어 있다. 피복 층(8a)이 부가적 밀봉 층으로서 사용될 수 있다.

도 1c는 균질한 중합체 물질 층(8d) 및 다공성 중합체 물질 층(8e)로 된 복합 중합체 강화 층을 포함하는 또 다른 층(8)의 단순화된 개략적인 단면도이다. 그러한 층(8)은 또한 엔벨로프(20)를 형성하는 데 사용된다. 특정 실시양태에서, 복합 중합체 강화 층은 유밀 층(8b) 내 주름 형성을 제한하도록 구성된다. 도 1c에 도시된 바와 같은 강화 층은 금속성 유밀 층(8b), 예를 들어 Al 또는 Al 합금의 유밀 층과 함께 친밀하게 적층될 때 특히 도움이 되는 것으로 나타났다.

도 1c에 도시된 실시양태에서, 강화 층은 엔벨로프가 제조될 때 바깥 쪽으로 향하는 면(도 1c에서의 상측) 상에서 유밀 층(8b)에 결합된다. 본 예에서의 강화 층은 피복 층(8a)을 대체한다. 강화 층은 다공성 중합체 물질 층(8e) 및 균질한 중합체 물질 층(8d)을 갖는 복합 구조체를 가진다. 본 예에서의 다공성 중합체 물질 층(8e)은 발포 폴리테트라-플루오로에틸렌(ePTFE)으로 이루어지고, 70 내지 250 ㎛ 범위의 두께를 가진다. 한 바람직한 예에서, 두께는 0.7 g/cm³의 밀도에서 200 ㎛이다. 다공성 중합체 물질 층(8e)은 두께가 0.2 내지 1 g/cm³일 수 있다.

균질한 중합체 층(8d)을 형성하는 중합체 물질을 엔벨로프에서 안쪽으로 향하는 다공성 중합체 물질 층(8e)의 측에, 즉 유밀 층(8b) 쪽으로 향하는 측에 적용한다. 균질한 중합체 물질 층(8d)은 중합체 물질 유사 PP, PE, PU, 또는 PEK로 이루어질 수 있다. 균질한 중합체 물질 층(8d)은 40 내지 300 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 균질한 중합체 물질 층(8d)의 중합체 물질은, 도 1c에서 다공성 층(8e)에 대한 선명한 경계를 가지는 것으로 보이나, 실제로는 그러한 선명한 경계를 가지지 않고, 역으로 다공성 물질 층(8e)의 세공 구조체 내로 어느 정도 투과된다. 중합체 물질의 투과 깊이는 10 내지 50 ㎛이다. 중합체 물질의 다공성 중합체 층(8e) 내로의 투과는 층(8e)과 (8d) 간의 견고하고 밀착된 결합을 초래한다. 또한, 그러한 투과는 다공성 중합체 물질 층(8e)에 위치하는, 제조된 엔벨로프(도 1c에서의 상측) 내 바깥 쪽으로 향하는 측의 강화 층의 양호한 연신성과, 균질한 중합체 층(8d)이 제공되는, 유밀 층(8b)이 결합되는 측의 압착 하중(도 1c에서의 하측)에 대한 양호한 내성 간의 매끄러운 전이를 허용한다.

다공성 물질 층(8e) 및 균질한 중합체 층(8d)에 의해 형성되는 강화 층은 폴리우레탄 수지를 이용하여 Al의 유밀 층(8b)에 결합된다. 도 1c에 도시된 실시양태에서, 균질한 중합체 층(8d)을 형성하는 데 중합체 물질로서 사용되는 동일한 폴리우레탄 수지는 강화 층을 유밀 층에 결합시키는 데 사용된다. 다른 실시양태들에서, 균질한 중합체 층과 상이한 접착제가 사용될 수 있다.

내부 층(8c)은 도 8a 및 8b에 도시된 실시양태에 유사한 PET로 된 밀봉 층이다.

도 2a는 기체 발생제(전체적으로 (18)로 표시됨)를 포함하는 캐비티(16)을 둘러싸고 있는, 본 출원인의 이전 국제 특허 출원 PCT/EP2011/051265에 개시된 바와 같은 엔벨로프(전체적으로 (20)으로 표시됨)의 단순화된 개략적인 단면도를 보여준다. 도 2a에서, 엔벨로프(20)는 기체 발생제(18)가 비활성화된 형태로 도시되고, 이에 따라 엔벨로프(20)는 비활성화상태로서도 지칭되는 팽창되지 않은, 본질적으로 평탄한 형태를 가진다. 도 2a에 도시된 평탄한 형태에서, 엔벨로프(20)는 두께 방향에 직교하는 엔벨로프(20)의 방향, 즉 측방 방향 Ax의 치수 Ax=Ax0, Ay=Ay0보다 상당히 작은 두께 방향에서의 치수 d=d0를 가진다. 두께 방향에서 엔벨로프(20)의 치수 Ay는 도 2a에서 d로 표시된다. 측방 방향에서의 엔벨로프(20)의 치수는 도 2a에서 A=Ax0로 표시된다. 여기서, Ax는 엔벨로프(20)의 용접부의 한 단부에서 반대되는 용접부의 단부까지의 길이를 표시한다. 엔벨로프의 일반적으로 "둥근" 또는 사각형 형태를 가지거나, 엔벨로프의 치수 Ax, Ay를 가지는 실시양태들에서, 엔벨로프는 모든 측방 방향들에 대해 실질적으로 동일할 수 있다. 일반적으로 신장형 형상을 가지는 엔벨로프의 실시양태에서, 폭 방향의 치수 Ax는 길이 방향에서의 치수 Ay보다 작을 수 있다.

한 실시양태에서, 엔벨로프(20)는 2개의 엔벨로프 층(12, 14)으로 되어 있다. 엔벨로프 층(12, 14)은 도1a, 1b 또는 1c에 도시된 층(8)과 같은 형태를 각각 가질 수 있다. 특히, 명확하게 도시하지 않았지만, 엔벨로프 층(12,14)은 도1a, 1b 또는 1c에 나타낸 층(8)에 대응하게 3개의 층으로 각각 구성될 수 있다. 엔벨로프 층(12)은 엔벨로프(20)의 상부를 형성하고, 그러한 상부는 캐비티(16)의 상부를 둘러싸고 있다. 엔벨로프 층(14)은 엔벨로프(20)의 하부를 형성하고, 그러한 하부는 캐비티(16)의 하부를 둘러싸고 있다. 도시된 실시양태에서, 엔벨로프 층(12)과 엔벨로프 층(14)은 동일한 구성, 예를 들어 도 1a에 도시된 층(8)의 형태를 가진다. 엔벨로프(20)는 최내면 밀봉 층, 중간 유밀 층, 및 외면 피복 층을 가진다.

대안적으로, 엔벨로프(20)는 도 1b에 도시된 층(8)으로부터 구성된 2개의 엔벨로프 층(12, 14)으로 구성될 수 있거나, 도 1a에 도시된 층(8)으로부터 구성된 하나의 엔벨로프 층(12)과 도 1b에 도시된 층(8)으로부터 구성된 하나의 엔벨로프 층(14)으로 구성될 수 있다. 물질 자체가 유밀식이고 유밀 엔벨로프(20)가 생성되도록 유밀식이고 함께 결합된다면, 대안적인 물질, 특히 더 복잡하거나 덜 복잡한 형태의 단층 또는 라미네이트 층이 엔벨로프(20)를 제조하는 데 사용될 수 있다. 한 실시양태에서, 엔벨로프 층은 유밀 단일 층(단층)으로 이루어질 수 있다. 상기 층은 용접 또는 아교질에 의해 엔벨로프로 형성될 수 있다.

엔벨로프(20)는 기체 발생제(18)로 충전되는 캐비티(16)을 둘러싸고 있다. 기체 발생제(18)는 실온에서 적절한 평형 상태의 증기압을 가지는 액체가 되도록 선택된다. 실온은 기체 발생제(18)의 비활성화된 형태를 규정하도록 고려될 수 있다. 도 2a에 도시된 기체 발생제(18)가 비활성화된 형태일 때, 기체 발생제(18)는 실질적으로 (18')로 표시된 액상으로 존재한다. 엔벨로프(20)는 캐비티(16)의 실질적으로 유밀 밀봉구를 제공하고, 이에 따라 캐비티(16)은 충분한 양의 기체 발생제(18)를 수용하며, 캐비티(16)의 나머지 부피는 기체로 충전되고, 특히 기체 발생제(18)가 충전될 때에 캐비티(16) 내에 둘러싸인 공기 또는 기타 기체의 나머지 양으로 채워진다. 개시된 실시양태에서, 기체 발생제(18)는 화학식 CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂를 가지는 유체이다. 그러한 유체는 통상 불을 소화하는 데에 사용되고 3M사로부터 상표명 "노벡

1230 소화액"으로 시판 중이다. 상기 기재된 바와 같이, 기타 유체가 기체 발생제에 대해 사용될 수 있다.

도 2a에 도시된 바와 같은 엔벨로프(20)를 생성시키기 위한 제1 방법은 하기와 같다:

제1 밀봉 단계:

도 1a 또는 도 1b에 따른 물질로 제조된 2개의 엔벨로프 층(12, 14)은 서로 상하로 놓여지고, 그 각각의 밀봉 층이 서로 대향한다. 사각형 엔벨로프(20)를 형성하기 위하여, 밀봉 층들을 접촉시키고 밀봉 층들을 함께 용접하도록 고온의 막대(밀봉 폭: 2 mm)가 엔벨로프 층(12, 14)과 접촉하게 된다. 이 절차는 사각형 엔벨로프(20)의 4면들 중 3개의 면에 대해 행해진다. 따라서, 1개의 면이 개방된 엔벨로프(20)가 형성된다.

충전 단계:

엔벨로프(20)를 정밀 저울 위에 놓고 예컨대 주사기 바늘을 이용하여 기체 발생제(18)를 엔벨로프 내에 충전한다. 충전될 기체 발생제의 양은 저울에 의해 제어된다.

한 예로서, 엔벨로프(20)가 하기의 특성을 가지는 경우에, 0.07 g의 양의 기체 발생제(18)가 엔벨로프(20) 내에 충전된다: 엔벨로프(20)가 상기 기재된 바와 같이 PEt/Al/PE로 제조된 2개의 엔벨로프 층(12, 14)으로 형성되고, 엔벨로프(20)의 외부 크기는 20 mm의 길이와 20 mm의 폭[16 mm의 길이와 16 mm의 폭의 캐비티의 내부 크기에 상응함]이며, 기체 발생제(18)는 노벡

1230으로서 선택된다.

제2 밀봉 단계:

충전 단계 종료 후, 엔벨로프(20)의 개방 면을 제4의 2 mm 밀봉 선에 의해 폐쇄한다. 이어서, 엔벨로프(20)는 밀봉 선을 따라 정밀하게 절단한다.

그러한 방법은 도 4a 내지 4e, 5, 6a/b, 7a/b에 도시된 바와 같이 임의의 다른 엔벨로프를 생성시키는 데 유용할 수 있다. 도우징 에이드(19)를 사용하는 경우, 충전 단계에서, 도우징 에이드에 적용되는 기체 발생제를 포함하는 도우징 에이드(19)는 제2밀봉 단계 전에 엔벨로프 내에 놓이고, 혹은 몇몇 경우에 제1 밀봉 단계 전에라도 거기에 놓인다.

상기 요약된 바와 같이 생성된 엔벨로프의 충전량의 정확도는 하기와 같이 측정될 수 있다:

소정량의 엔벨로프(20)(예를 들어, 10개의 엔벨로프)가 제1 밀봉 단계에 따라 제조되고, 이들 엔벨로프(20) 각각은 마킹되고 개별적으로 4 자리 저울(예를 들어, 사토리우스(Satorius) BP121S)로 칭량된다. 액체 형태의 소정량의 기체 발생제(18)는 시간 촉발식 밸브를 비롯하여 중력 이송 저장조로부터 파이프를 통해, 엔벨로프의 내부로 주사기 바늘을 통해 주입된다. 소정의 밸브 개방 시간이 조절 가능한 전기 타이머에 의해 보장된다. 각 엔벨로프(20)는 제2 밀봉 단계에 의해 즉시 폐쇄된다. 충전된 엔벨로프(20) 각각은 칭량되고, (충전 전에 측정된) 빈 엔벨로프(20)의 중량을 뺀다. 샘플 세트의 평균 값으로부터 ±10%의 최대 편차가 달성가능해야 한다.

도 2a, 2b에 따른 엔벨로프(20)를 생성시키기 위한 제2 방법이 도 3a 내지 도 3d에 도시되어 있고, 도 3a 내지 3e는 그러한 방법이 도 5, 6a 내지 6e에 도시된 바와 같이 엔벨로프(20)를 제조하는 데 사용되는 방식을 도시한다. 상기 방법은 하기와 같다:

제1 단계(도 3a):

도 1a에 따라 라미네이트 물질(8)로 제조되는 신장형 시트, 예를 들어 65 mm의 폭과 1.3 m의 길이를 가지는 시트가 사용된다. 대안적으로, 상이한 크기로 된 및/또는 라미네이트 물질로 제조된, 예컨대 도 1b에 도시된 라미네이트 물질(8)로 제조된 시트가 사용될 수 있다. 시트는 라미네이트(8)(도 1a 또는 도 1b 참조)의 피복 층(8a)이 외면에 배치되고, 밀봉 층(8c)이 내면에 배치되도록 장변을 따라 절단된다. 이에 따라, 엔벨로프 층(12, 14)의 밀봉 층들이 서로 대향하도록 상부 엔벨로프 층(12)과 하부 엔벨로프 층(14)이 형성된다. 이 방식으로, 예비 엔벨로프(101)가 생성된다. 예비 엔벨로프(101)는 32.5 mm의 폭과 1.3 m의 길이를 가진다. 예비 엔벨로프(101)는 그 하나의 장변(102)이 폐쇄되고 그 대향 장변(103)을 따라 개방된다. 예비 엔벨로프(101)의 단변(104 및 105)은 모두 개방된다.

제2 단계(도 3b):

엔벨로프 층(12, 14)의 2개의 밀봉 층을 서로 접촉시키도록 회전 초음파 용접 휠(예를 들어, 5 mm의 폭)을 예비 엔벨로프(101)와 개방 장변(103)에서 접촉시킨다. 밀봉 층은 예비 엔벨로프(101)의 개방 장변(103)에 평행하게 연장되는 밀봉 선(106)을 따라 연속적으로 함께 용접된다. 따라서, 장변(103)이 폐쇄되고 예비 엔벨로프(101)가 2개의 개방 장변(104, 105)을 가지는 관형 형상을 가진다. 고온의 밀봉 막대(밀봉 폭: 2 mm)를 단변(105) 중 하나에서 예비 엔벨로프(101)와 접촉시켜, 밀봉 층들을 서로 접촉시킨다. 예비 엔벨로프(101)를 단변(105)에서 폐쇄하도록 밀봉 층들을 단변(105)에 평행하게 연장되는 밀봉 선(107)을 따라 함께 용접한다. 이후에, 예비 엔벨로프(101)는 일단부가 폐쇄된 튜브의 형상을 가진다.

이어서, 개방된 단변(104)을 폐쇄된 단변(105)보다 높게 유지하고, 개방된 단변(104)을 통해 기체 발생제(18)를 개방 관형 예비 엔벨로프(101) 내로 충전한다. 한 예로서, 상기 기재된 바와 같이 23 mm의 폭과 1 m의 길이의 내부 크기를 가지는 캐비티를 형성하는 예비 엔벨로프(101)의 경우, 예비 엔벨로프(101)는 상기 기재되고 도 1a에 도시된 바와 같이 PET/Al/PE로 구성된 라미네이트 층(8)으로 되어 있고, 상기 기재된 바와 같이 노벡

1230으로서 공지된 액체인 기체 발생제(18)의 경우, 4 ml의 양의 기체 발생제(18)가 예비 엔벨로프(101) 내에 충전된다.

제3 단계(도 3c)

예비 엔벨로프(101)는 그 개방된 단변(104)이 상방을 향한 상태로 유지되고, 직립 자세로 유지되어, 캐비티 내에 충전된 기체 발생제(18)는 예비 엔벨로프(101)의 폐쇄된 단변(105)에 집중된다. 폐쇄된 단변(105)에서 시작하여, 예비 엔벨로프(101)는 제2 회전 초음파 용접 휠(110)과 긴밀하게 접촉한다. 용접 휠(110)은 한 쌍의 용접 휠(110, 111)을 가지는 초음파 용접 기계의 부품이다. 용접 휠(110)은 복수 개의 원주 밀봉 윤곽(114)이 형성된 원주면(112)을 가진다. 각 밀봉 윤곽(114)은 제조될 엔벨로프(20)(도 2d)의 밀봉 선의 형상에 대응하는 형상을 가진다. 이 구성에서, 용접 휠(111)은 평면형 원주면을 가진다.

예비 엔벨로프(101)는 폐쇄된 단변(105)에서 시작하여 한 쌍의 용접 휠(110, 111)을 통해 운반된다(예비 엔벨로프(101)의 이동 방향을 가리키는 도 2c의 화살표 B 참조). 이 방식에서, 용접 휠(110)은 먼저 예비 엔벨로프(101)의 폐쇄된 단변(105)과 접촉하고 최종적으로 예비 엔벨로프(101)의 개방된 단변(104)과 접촉한다.

용접 휠(110)이 예비 엔벨로프(101)와 접촉할 때에, 기체 발생제(18)는 밀봉 윤곽(114A, 114B) 중 하나가 예비 엔벨로프(101)와 접촉하게 되는 영역에서 회전 초음파 용접 휠(110, 111)에 의해 멀리 압박되는데, 그 이유는 그러한 영역에서, 밀봉 층이 서로 접촉하고 함께 용접되기 때문이다. 이 방식에서, 최종 엔벨로프(20)(도 2d)의 밀봉부를 형성하는 폐쇄된 밀봉 윤곽(116A)이 예비 엔벨로프(101)에 형성된다.

예비 엔벨로프(101)가 회전 용접 휠(110, 111) 사이의 간극을 통해 이동할 때에, 복수 개의 연속적인 밀봉 윤곽(116)이 예비 엔벨로프(101)에 형성된다. 각 밀봉 윤곽(116)은 소정량의 기체 발생제(18)에 의해 충전되는 각각의 캐비티(16A)를 둘러싸고 있다.

상기 기재된 절차 후에, 예비 엔벨로프(101)에 형성된 각 캐비티(16a, 16b)은 대략 동일한 소정량의 기체 발생제(18)에 의해 충전될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 예비 엔벨로프(101)에 밀봉 윤곽(16a, 16b)을 생성하기 위해 예컨대 한 쌍의 초음파 용접 휠(110, 111) 형태의 초음파 용접 툴을 사용함으로써 특히 양호한 재현성 결과가 수득될 수 있다.

상기 요약된 바와 같은 치수를 가지는 한 예에서, 20 mm 폭과 23 mm 길이의 외부 치수와 16 mm 폭과 18 mm 길이의 캐비티 크기를 각각 가지는 40개의 충전된 밀봉 윤곽(116)이 생성될 수 있다.

제4 단계(도 3d):

마지막으로, 밀봉 윤곽(116)이 내부에 형성된 최종적인 예비 엔벨로프(101)는 예컨대 밀봉 윤곽(116)의 외부 치수의 형상을 가지는 절단 다이를 구비한 수동식 또는 자동식 표준 다이 절단기를 이용하여 절단된다. 이 방식으로, 도 3d에 도시된 바와 같은 제1 서브 캐비티(16a) 및 제2 서브 캐비티(16b)를 가지는 개별 엔벨로프(20)가 생성된다.

제4 단계, 즉 마지막 절단 단계를 생략하는 것도 심지어 구상할 수 있다. 이어서, 복수 개의 단일 엔벨로프(20) 대신에, 샌드위치형 라미네이트 시트(20)가 제공된다. 그러한 시트 층 구조체에서, 엔벨로프(20)는 도 3a 내지 도 3c에 따른 예비 엔벨로프(101)로부터 생성되는 도 3e의 시트 층 구조체에 대해 표시되는 바와 같이 단일의 선을 따라 정렬된 서브 캐비티(16a, 16b, 16c)에 의해 형성될 수 있다.

상기 제2 방법에 따라 생성된 엔벨로프에 대한 충전량의 정확도는 하기와 같이 측정될 수 있다:

소정량의 엔벨로프(20)(예를 들어, 10개의 엔벨로프)가 상기 제1 내지 제4 밀봉/충전 단계에 따라 생성되고, 이들 엔벨로프(20) 각각이 마킹되고 4 자리 저울(예를 들어, 사토리우스 BP121S)로 개별적으로 칭량된다. 각 엔벨로프(20)가 파열되어 기상의 기체 발생제(18)를 완전히 방출하는 것을 보장하도록 기체 발생제(18)의 활성화 온도보다 충분히 높은 온도를 가지는 핫 플레이트 위에 각 엔벨로프(20)를 놓는다. 빈 엔벨로프를 4 자리 저울에서 개별적으로 개량한다. 각 엔벨로프의 중량 손실이 계산된다. 엔벨로프 물질의 습도를 관리하는 경우에, 엔벨로프는 동일한 환경에서, 이상적으로는 23℃ 및 65%의 상대 습도에서 적어도 1h 동안 조정되어야 한다.

엔벨로프의 유밀성은 하기의 방법들 중 하나에 따라 측정될 수 있다.

엔벨로프의 유밀성을 측정하기 위한 방법 1:

각 엔벨로프(20)는 개별적으로 마킹된다. 각 엔벨로프(20)는 4 자리 저울(예를 들어, 사토리우스 BP121S)로 칭량된다. 엔벨로프(20)는 소정의 환경 조건(20℃, 65%의 상대 습도)에서 보관된다. 설명한 칭량 절차는 1개월 보관 후에 반복된다. 이 절차는 적어도 6개월 동안 계속된다. 6개월 후의 중량 손실은 충전 중량의 20%, 양호하게는 10%, 이상적으로는 1%보다 작아야 한다. 또한, 각 엔벨로프(20)의 기능성이 핫 플레이트 상에서 또는 수조 내에서 6개월 후에 검사된다. 엔벨로프(20)는 활성화 온도를 초과하는 온도에 처할 때에 두께 증가를 보여야 한다.

도 4a 내지 4e는 각기 캐비티(16)을 둘러싸고 있는 엔벨로프(20)의 3개의 상이한 실시양태를 도시한다. 각각의 도 4a 내지 4e는 상부에는 단일 엔벨로프(20) 형태의 제1 실시양태를 도시하고, 중간에는 도 5, 6a/b, 6c/d와 유사한 접힌 엔벨로프 형태의 다른 한 실시양태를 도시하며, 하부에는 도 7a/b와 유사한 적층된 엔벨로프(20)의 다른 한 실시양태를 도시한다.

도 4a에 도시된 3개의 상이한 엔벨로프(20)는 모두 액체 형태 또는 고점도 액체, 또는 캐비티(16) 또는 서브 캐비티(16a, 16b)을 둘러싸고 있는 엔벨로프(20)의 내벽에 적용되는 코팅 형태의 기체 발생제(18)를 포함한다. 도 4a에서, 엔벨로프(20)는 모두 기체 발생제(18)가 비활성화된 형태로 있는 것으로 도시되어 있다.

도 4b에 도시된 3개의 상이한 모두 도우징 에이드(19) 상에 적용된 기체 발생제(18)를 포함한다. 도우징 에이드(19)는 기체 발생제(18)를 흡수할 수 있는 임의의 물질, 예컨대 흡수지 물질, 직조 또는 부직조 텍스타일 물질, 또는 스폰지 유사 물질로 이루어질 수 있다. 도 4b의 실시양태에서, 도우징 에이드(19)로서 압지(blotting paper) 또는 부직조 텍스타일이 사용된다. 도우징 에이드(19)는 소정량의 기체 발생제(18)를 흡수한 후, 캐비티(16) 내로 삽입된다. 이는 전술한 제1 방법과 유사한 방식으로 행해질 수 있다. 전술한 절차의 대안으로서, 도우징 에이드(19)에 제1 단계에서 기체 발생제(18)가 제공될 수 있고, 이어서 도우징 에이드(19)는 제1 엔벨로프 층 및 제2 엔벨로프 층이 함께 결합되기 전에 제1 엔벨로프 층 및 제2 엔벨로프 층(12,14) 사이에 배치될 수 있다. 도 4b에서, 엔벨로프(20)는 모두 기체 발생제(18)가 비활성화된 형태인 것으로 도시된다. 일단 활성화되면 기체 발생제(18)는 도우징 에이드(19)로부터 방출되어 캐비티(16) 또는 서브 캐비티(16a/16b)를 팽창시킬 것이다.

도 4b의 3개의 상이한 실시양태에서, 도우징 에이드(19)는 캐비티(16) 또는 서브 캐비티(16a/16b)보다 작은 측방 치수를 가져, 그 도우징 에이드(19)는 제1 엔벨로프 층 및 제2 엔벨로프 층(12, 14)의 (예를 들어, 밀봉 선을 따른) 결합을 방해하지 않게 된다.

도 4c의 3개의 상이한 실시양태에서, 엔벨로프(20)는 도우징 에이드(19)에 적용되는 기체 발생제(18)를 포함한다. 이 실시양태에서, 도우징 에이드(19)는 엔벨로프 층(12, 14)을 함께 결합하도록 사용되는 결합 공정을 방해하지 않는 물질로 제조되거나, 심지어는 그러한 결합 공정을 밀봉 층으로서 지지하지 않는 물질로 제조될 수 있다. 이로써, 함께 결합되기 전에 제1 엔벨로프 층 및 제2 엔벨로프 층(12, 14) 사이에 도우징 에이드(19)가 샌드위치형 배치로 적용되게 한다. 도우징 에이드(19)는 심지어는 제1 엔벨로프 층 및 제2 엔벨로프 층(12, 14)이 함께 결합되는 밀봉 영역을 피복할 수 있다. 따라서, 도우징 에이드(19)는 시트 유사 형태를 가지고 제1 엔벨로프 층 및 제2 엔벨로프 층(12, 14) 사이에 개재되어 제1 엔벨로프 층 및 제2 엔벨로프 층(12, 14)의 전체 밀봉 영역을 피복하는 도우징 에이드(19)의 형태로 사용될 수 있다. 제1 엔벨로프 층 및 제2 엔벨로프 층(12, 14)은 도우징 에이드(19)가 개재된 상태에서 밀봉 영역을 따라, 예컨대 용접에 의해 함께 결합된다. 예를 들어, 도우징 에이드(19)는 상기 부직조 텍스타일(PET 부직조, 55 g/cm²)로 된 시트일 수 있고, 이 경우에 도우징 에이드(19)는 심지어, 엔벨로프 층(12, 14)이 함께 용접될 때 엔벨로프(20)를 유밀식으로 밀봉하는 데 유용한 부가적 밀봉 층을 제공한다.

기체 발생제(18)가 제1 엔벨로프 층 및 제2 엔벨로프 층(12, 14)의 결합을 방해하지 않을 경우, 기체 발생제(18)는 전체적으로 도우징 에이드(19)에 적용될 수 있다. 기체 발생제가 밀봉부에서 도우징 에이드에 적용되는 영역을 제한하기 위하여, 기체 발생제(18)는 도우징 에이드(19) 상에 구분된 스트라이프 형태로 적용될 수 있다. 스트라이프들 사이의 거리는 각 엔벨로프가 기체 발생제의 한 스트라이프에 의해 교차되도록 선택될 수 있다. 일반적으로, 캐비티(16) 내에 있는, 즉 제1 엔벨로프 층 및 제2 엔벨로프 층(12, 14)이 함께 결합되는 밀봉 영역에 의해 완전히 둘러싸여 있는 도우징 에이드(19)의 해당 부분에만 기체 발생제(18)를 적용하는 것이 보다 유리하다. 이 방식에서, 엔벨로프(20)의 적절한 활성화 및 팽창을 위해 요망되는 소정량의 기체 발생제(18)가 보다 정확하게 조절될 수 있다. 예컨대, 기체 발생제(18)는, 모두 각각의 캐비티(16) 내에 완전히 둘러싸여 있는, 복수 개의 구분된 스폿들 또는 영역들로 된 진열 상태로 도우징 에이드(19)에 적용될 수 있다.

제1 엔벨로프 층 및 제2 엔벨로프 층(12, 14)이 도우징 에이드를 사이에 두고 용접에 의해 함께 결합되는 한 실시양태에서, 도우징 에이드(19)는 폴리프로필렌 부직포와 같은 직물 구조로 이루어질 수 있거나, 팽창된 폴리에틸렌(ePE) 또는 팽창된 폴리프로필렌(ePP)과 같은 다공성 물질로 이루어질 수 있다. 이들 물질은 각각 해당 물질 층이 사이에 개재된 상태에서 제2 엔벨로프 층(14)에 대한 제1 엔벨로프 층(12)의 용접을 허용한다.

다른 한 실시양태에서, 제1 엔벨로프 층(12) 및/또는 제2 엔벨로프 층(14)은 도우징 에이드(19)의 기능을 제공할 수 있다. 이는 제1 엔벨로프 층(12)을 제2 엔벨로프 층(14)에 용접할 때에 접촉하게 되는, 제1 엔벨로프 층(12) 및/또는 제2 엔벨로프 층(14)의 최내층들을 적당한 물질, 예를 들어 전술한 물질로 형성함으로써 달성될 수 있다.

도 4c에 도시된 실시양태에서, 도우징 에이드(19)는 제1 및 제2 엔벨로프층(12, 14) 사이에 추가 층의 형태로 개재된다. 기체발생제(18)는 일단 활성화되면 도우징 에이드(19)로부터 방출되어 캐비티(16) 및 서브 캐비티(16a, 16b)을 팽창시킬 것이다. 도 4c에 도시된 바와 같은 층의 형태의 도우징 에이드(19)는 제1 엔벨로프 층 및 제2 엔벨로프 층(12, 14) 사이의 밀봉의 유밀성을 향상시키기 위해 사용될 수 있고, 예를 들어 도우징 에이드(19)가 충분히 낮은 융점을 가지는 물질로 된 경우, 개재된 도우징 에이드 층(19)은 엔벨로프 층(12, 14)이 함께 용접될 때 밀봉을 향상시킬 수 있다. 도우징 에이드 층(19) 형성에 적당한 물질의 대한 한 예는 전술한 PET 부직, 55 g/cm² 물질이다.

도 4d는 도 4c에 도시된 바와 같은 유사한 엔벨로프(20)의 3개의 상이한 실시양태를 도시한다. 도 4d의 엔벨로프(20)는 제1 엔벨로프 층 및 제2 엔벨로프 층(12, 14) 및 중간 층(21)(도 4d의 실시양태에서 중간 층(21a)을 가지는 서브 엔벨로프 층(12a, 14a); 및 중간 층(21b)을 가지는 서브 엔벨로프 층(12b/14b)을 가진다. 도시된 실시양태에서, 중간 층(21)(또는 21a/21b)은 도 1b의 층(8)에 따른 형태를 가지나, 다른 실시양태에서의 다른 형태를 가질 수 있다. 중간 층(21)은 층(12)과 층(14) 사이에 샌드위치형 배치로 개재된다. 기체 발생제(18b)는 중간 층(21)의 양 면에 코팅으로서 제공된다. 중간 층(21)은 비활성화된 형태에서 기체 발생제(18a, 18b)에 대해뿐만 아니라 활성화된 형태에서 기체발생제(18a, 18b)에 대해 기본적으로 유밀 물질로 제조된다. 중간 층(21)은 또한 상기 기재된 바와 같이 제1및 제2 엔벨로프 층(12, 14) 사이에 유밀 결합을 제공하는 물질로 될 수도 있다. 도 3d의 실시양태에서의 물질들의 적당한 조합은, 제1 엔벨로프 층(12): PET/Al/PE(도 1a 참조); 중간 층(21): PE/Al/PE(도 1b 참조); 제2 엔벨로프 층(14): PET/Al/PE(도 1a 참조)이다.

도 4a, 4b, 4c 및 4d의 실시양태에서, 캐비티(16) 또는 서브 캐비티(16a 및 16b)의 크기/부피, 및 이에 따른 캐비티/서브 캐비티(16, 16a, 16b)에 충전되는 기체 발생제(18)의 양은 필요에 따라 조정될 수 있다.

도 4a 내지 4e의 중간 및 바닥에 나와 있는 실시양태에서, 각기, 엔벨로프(20)의 두께 d는 2개의 거리(제1 서브 캐비티(16a)의 두께), 및 (제2 서브 캐비티(16b)의 두께)의 합에 의해 결정된다. 양 거리 모두는, 기체 발생제(18)는 비활성화된 형태에서 활성화된 형태로 변화하는 경우에 증가할 것이다. 기체 발생제(18)의 활성화 후, 그러한 엔벨로프(20)를 포함하는 라미나 구조체의 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 증가는 엔벨로프(20)의 두께 d의 증가와 실질적으로 동일할 것이고, 이에 따라 제1 서브 캐비티(16a)의 두께 증가+제2 서브 캐비티(16b)의 두께 증가에 의해 주어진다. 도 4a 내지 4e에 도시된 실시양태에 따라, 두께의 더욱 큰 증가는 엔벨로프(20)의 힌지 유사 형태에 의해 수득될 수 있다.

기체 발생제(18)의 정확한 도우징을 도모하는 것 외에, 도 4c 및 4d의 실시양태에 도시된 바와 같이 도우징 에이드(19)는 제1 엔벨로프 층 및 제2 엔벨로프 층(12, 14) 사이의 중간 시트로서 샌드위치형 형태로 적용될 수 있다. 이는 엔벨로프(20)의 단순화된 제조를 허용한다. 오직 한 시트의 엔벨로프(12), 한 시트의 도우징 에이드 층(19) 및 한 시트의 엔벨로프 층(14)을 이용하여 복수 개의 엔벨로프(20)를 제조하는 것이 가능하다.

도 4e는 3개의 다른 실시양태에 따른 엔벨로프(20)의 단순화된 개략적인 단면도를 도시한다. 도 4e에서, 각각의 엔벨로프(20)는 기체 발생제(18)가 이의 활성화된 형태고, 이에 따라 기상 형태고 대부분 존재하게 되는 활성화된 상태로 있다. 도 4e에 도시된 각 실시양태에 있어, 엔벨로프(20)의 두께 d는 d=d1로 증가하고, 한편 Ax=Ax1로 표시되는 엔벨로프(20)의 측방 연장은, 엔벨로프(20)가 비활성화된 상태일 때와 여전히 본질적으로 동일하다. 도 4e에서의 엔벨로프(20)는 각기 엔벨로프(20)의 열 노출 면에 각기 적용되는 방열 쉴드(50)를 가진다. 그러한 방열 쉴드(50)는 개략적 단면에 그 형태가 상세히 도시되어 있다. 방열 쉴드(50)는 본질적으로 3개의 층(52, 54, 56)으로 구성된 라미네이트이다. 층(52)은 본 예에서, 폴리우레탄(PU) 또는 실리콘 수지로 충전된 부직포, 예를 들어 부직조 폴리페닐렌 술피드(PPS)로 된 직물 층이다. 다른 실시양태들에서, 층(52)은 다른 내열성 물질 유사 아라미드, 유리 섬유, 멜라민, 또는 유사 물질, 또는 이러한 물질들의 조합으로 이루어질 수 있다. 층(52)은 다른 한 단열 물질의 2개의 층(54, 56)이, 층(52)이 층(54, 56) 사이에 삽입되도록 적용되어지는 내열성인 단열 골격이다. 도 4e의 실시양태에서, 층(54, 56)은 모두 양자 모두 발포 폴리테트라플루오르에틸렌(ePTFE) 멤브레인으로 되어 있다. 다른 멤브레인, 예를 들어 폴리올레핀 및/또는 폴리우레탄 기재의 멤브레인은, 층(54 및/또는 56)에 대해서도 구상해볼 수 있다. 층(54 및 56)은 각기 30 내지 90 ㎛의 두께를 가진다. 층(52)은 100 내지 1600 ㎛ 범위, 특히 200 내지 800 ㎛ 범위의 두께를 가진다.

방열 쉴드(50)는 접착제(58)를 이용하여 엔벨로프(20)의 외면에 결합된다. 접착제(58)는 엔벨로프(20) 및 방열 쉴드 만의 중앙 영역에 적용되어, 방열 쉴드(50)의 측방 말단 영역 또는 주변 영역(60)은 엔벨로프(20)에 결합되지 않는다. 도 4e에 도시된 엔벨로프(20)의 활성화된 상태에서, 방열 쉴드(50)의 그러한 측방 말단 영역(60)은 엔벨로프(20)로부터 돌출되고, 이로써 원주 공기 간극(62)을 돌출 쉴드(50)와 엔벨로프(20) 사이에 남긴다. 공기 간극(62)은 부가적 단열을 제공하고, 이로써 활성화된 상태의 엔벨로프(20)에 대한 온도 하중을 유의적으로 감소시킨다.

도 4e에 도시된 엔벨로프(20)는 각기 도 4b에 도시된 바와 같은 도우징 에이드(19)를 포함한다. 그러나, 대안적으로, 도 4c 또는 4e에 도시된 바와 같은 도우징 에이드(19)가 사용될 수 있거나, 도 4a에 도시된 바와 같은 도우징 에이드를 사용하지 않고 기체 발생제를 적용할 수 있다.

도 5는 단순화된 개략적인 평면도에서, 제1 실시양태에 따른, 유체 통로(34)를 통해 연결된 2개의 서브 캐비티(16a, 16b)을 포함하는 엔벨로프(20)의 한 실시양태를 도시한다(각기 도 4a 내지 4e의 중간에 도시된 실시양태를 참조한다). 도 5에 도시된 실시양태는 접힌 형태를 가지고, 도 6a 및 6b을 참조한다. 도 5는 접힘 선(30)을 따라 엔벨로프(20)를 접어, 2개의 서브 캐비티(16a, 16b)을 두께 d의 방향으로 접기 전의 상황을 도시한다.

도 6a는 비활성화된 형태의 기체 발생제(18)를 가지는 상태에 있어, 접힘 선(30)을 따라 접은 후의 도 5에 도시된 엔벨로프의 단순화된 개략적인 단면(20)을 도시한다. 기체 발생제(18)는 도 4b에 도시된 실시양태와 유사한, 도우징 에이드(19a, 19b)의 수단에 의해 도포된다. 그러한 구성에서, 엔벨로프(20)는 본질적으로 얇고 평탄한 형상을 가진다. 도 6b는 활성화된 형태의 기체 발생제(18)를 가지는 상태에 있어 도 6a에 도시된 엔벨로프의 단순화된 개략적인 단면(20)을 도시한다. 도 6b에 도시된 상태에서의 엔벨로프(20)가 블로운-업(blown up) 형상을 가진다. 특히, 엔벨로프(20)의 두께 치수는 도 6a에서의 d=d0에서 도 6b에서의 d=d1로 급격히 증가하였다. 접힘 선(30)과 제1 서브 캐비티 및 각각의 제2 서브 캐비티(16a, 16b)의 용접된 측방 말단 사이에 형성된 각 γ도 또한 도 6a에서의 γ=γ0에서 도 6b에서의 γ=γ1로 상당히 증가하였다.

도 6c은, 기체 발생제가 비활성화된 형태인 상태에서, 접힌 형태로 3개의 서브 캐비티(16a, 16b, 16c)을 포함하는 또 다른 엔벨로프의 단순화된 개략적인 단면을 도시한다. 도 6d은 활성화된 형태의 기체 발생제(18)를 가지는 상태에 있어, 도 6c의 엔벨로프의 단순화된 개략적인 단면을 도시한다. 도 6a 및 6b에서의 상황과 유사하나, 심지어 더 현저하게, 엔벨로프(20)의 두께 치수는 도 6c에서의 d=d0에서 도 6d에서의 d=d1로 급격히 증가하였고, 각 γ가 접힘 선(30a)과 제1 서브 캐비티(16a)의 용접된 측방 말단을 포함하는 평면과 양 접힘 선(30a, 30b)을 포함하는 평면 사이, 또한 양 접힘 선(30a, 30b)을 포함하는 평면과 접힘 선(30b)과 용접된 측방 말단을 포함하는 평면 사이에 형성된 제3 서브 캐비티(16c)에 형성된 각 γ는 각기 도 6c에서의 γ=γ0에서 도 6d에서의 γ=γ1로 상당히 증가하였다.

도 6a/b에서의 접힘 선(30), 및 도 6c/d에서의 각각의 접힘 선(30a, 30b)은 제1 피봇(P1)을 정의한다. 도 6a/b에서의 2개의 인접한 서브 캐비티 (제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티(16a, 16b); 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티(16a, 16b) 및 제2 서브 캐비티 및 제3 서브 캐비티(도 6c/d에서의 16b, 16c)은 서브 캐비티(16a, 16b, 16c) 내 기체 압력의 증가에 대응하여 제1 피봇(P1) 주변에서 상호에 대해 회전할 수 있다.

도 6a/b 및 6c/d의 실시양태에서, 유체 통로(34, 34a, 34b)는 엔벨로프(20)의 한 면의 말단 또는 2개의 반대 면의 말단 모두에 위치한다. 유체 통로(34, 34a, 34b)는 각기 접힘 선(30, 30a, 30b)을 가로지르고, 각각의 인접한 서브 캐비티(16a, 16b)(도 6a/6b) 및 (16a, 16b/16b, 16c)(도 6c/6d)을 상호 연결한다. 그러므로, 엔벨로프(20)에 형성된 서브 캐비티(16a, 16b)/(16a, 16b, 16c) 중 인접한 것들은 각기 유체 통로(34, 34a, 34b)를 둘러싸는 영역에서만 연결된다.

도 6a/b, 6c/d에 도시된 바와 같은 엔벨로프(20)의 접힌 형태에 있어, 전체적인 엔벨로프(20)의 두께 d는 캐비티(16a+16b/16a+16b+16c)의 두께들의 합에 의해 구해지지 않고, 여기서 각각의 이 두께들은 이 개별적 캐비티의 각 측방 평면에 직교하는 방향으로 측정된 것이다. 오히려, 엔벨로프(20)의 두께 d는 개별적 캐비티의 유효 두께에 의해 정해진다. 각 γ가 클수록 이 유효 두께는 더 크다. 각 γ는, 기체 발생제(18)의 활성화 후에, 엔벨로프(20)가 비활성화된 상태(엔벨로프(20)가 본질적으로 평탄함)에서 활성화된 상태(엔벨로프(20)가 평탄하지 않음)으로 상태가 변화할 때 증가할 것이다.

비활성화된 상태에서 활성화된 상태로 변화할 때 각 γ를 증가시킴으로써, 도 6a/b, 6c/d의 엔벨로프(20)는 힌지와 유사한 기능을 제공한다. 이는 기체 발생제의 활성화 후에 엔벨로프의 두께(20)를 증가시키는 매우 효율적인 한 방법이다.

이 힌지형 거동의 결과는 사이에 삽입되는 도 6a/b, 6c/d의 엔벨로프 구조체를 가지는 직물 또는 라미나 구조체 내의 거리 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 큰 증가를 허용한다. 대안적으로, 제1 층과 제2 층 사이의 요망되는 거리의 증가를 달성하기 위하여, 다른 유형의 엔벨로프가 사용된 경우에 필요한 것보다 훨씬 적은 직물 영역을 피복하는 보다 작은 측방 연장의 엔벨로프가 사용될 수 있다.

바로 앞에 기술된 바와 같이, 접힌 형태로 상호 위에 배치된 복수 개의 2개 이상의 서브 캐비티를 가지는 엔벨로프를 사용함으로써, 전체적인 엔벨로프의 두께의 매우 큰 증가가 달성될 수 있고, 이로써 제1 층과 제2 층 사이의 거리의 매우 현저한 증가가 가능하다. 그 결과는 온도 변화의 결과로서의 열적 단열 성능의 매우 효과적인 증가이다.

도 6e는 평면도에서 접힌 형태를 가지는 엔벨로프(20)의 다른 한 실시양태를 도시한다. 도 6e는 제1 서브 캐비티(16a)이 제2 서브 캐비티(16b)의 상단에 적층되도록 접힘 선(30)을 따른 접힘이 행해진 후의 형태의 엔벨로프(20)를 도시한다. 접힘 선(30)은 상기 설명된 바와 같이, 제1 피봇(P1) 주위에서 제2 서브 캐비티(16b)에 대한 제2 서브 캐비티(16a)의 회전을 허용하는 제1 피봇(P1)을 정의한다. 원칙적으로, 엔벨로프(20)는 도 4a 내지 4e, 5, 6a/b, 6c/d에 나와 있는 바와 같은 임의의 형태를 가질 수 있다. 도 6e의 엔벨로프(20)는 제1 피봇(P1)에서 떨어진 위치에 제1 서브 엔벨로프(16a) 및 제2 서브 엔벨로프(16b)를 연결하는 연결 부재(36)를 포함한다. 연결 부재(36)는 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티(16a, 16b)을 서로에 대해 고정하거나, 적어도 제1 서브 캐비티(16a)을 제2 서브 캐비티(16b)으로부터 떨어진 상태에서의 제한 이동을 허용하도록 하는 식으로, 엔벨로프 단편(12)의 외면에 고정된, 결합 스트립, 예를 들어 접착 테이프일 수 있다. 연결 부재(36)는 엔벨로프를 접힘 선(30)에서 떨어진 위치에 고정하여, 제1 피봇(P1)에서도 떨어지도록 한다. 연결 부재(36)는 하기 기능들을 제공한다: 첫 번째로, 연결 부재(36)는 제1 피봇(P1) 주위에서의 제2 서브 캐비티(16b)에 대한 제1 서브 캐비티(16a)의 회전을 소정의 역치 각보다 작은 회전 각으로 제한시킨다. 두 번째로, 연결 부재(36) 그 자체가 제2 서브 캐비티(16b)에 대한 제1 서브 캐비티(16a)의 회전 이동을 위한 제2 피봇을 형성한다. 그러나, 제2 피봇 주위에서의 제1 서브 캐비티(16b)에 대한 제2 서브 캐비티(16a)의 회전 이동은 제1 피봇에 의해 제한된다. 그러므로, 제1 피봇(P1)과 협력하는 제2 피봇(P2)은 제1 피봇 및 제2 피봇을 연결하는 회전 축 주위에서의 제2 서브 캐비티(16b)에 대한 제1 서브 캐비티(16a)의 매우 제한된 회전 이동을 허용한다. 그러한 회전 이동은, 제1 피봇 및 제2 피봇(P1, P2)이 엔벨로프(20)의 상이한, 특히 인접한 면에 위치하기 때문에, 최대 역치 회전 각 미만의 회전 각으로 제한된다.

도 6a 내지 6e에서, 기체 발생제(18)는 도 4b에 도시된 바와 같이, 도우징 에이드(19a, 19b)에 의해 적용된다. 상기 설명은 또한 기체 발생제(18)를 적용하기 위해 다른 도우징 에이드(19)를 사용하거나 도우징 에이드를 사용하지 않으면서, 도 4a, 4c, 및 4d의 중간에 도시된 실시양태에 대해서도 적용된다.

도 7a는 비활성화된 형태의 기체 발생제(18)를 가지는 상태에 있어, 하나가 다른 하나의 상단에 결합된 2개의 서브 엔벨로프(20a), (20b)로 형성된 또 다른 엔벨로프(20)의 단순화된 개략적인 단면을 도시한다. 도 7b는 활성화된 형태의 기체 발생제(18)를 가지는 상태에 있어 도 7a의 엔벨로프의 단순화된 개략적인 단면(20)을 도시한다. 도 7a/b에서, 2개의 동일한 서브 엔벨로프(20a, 20b)는 상호 상하로 적층된다. 요망되는 경우, 상호 상하로 상이한 크기 또는 상이한 형상의 엔벨로프를 적층하는 것을 구상할 수 있다.

도 7a/7b에서, 2개의 서브 엔벨로프(20a 및 20b)는 결합부(23)를 통해 상호 결합되어, 엔벨로프(20)를 형성한다. 각각의 서브 엔벨로프(20a, 20b)는 각각의 서브 캐비티(16a, 16b)을 둘러싸고 있다. 제1 서브 캐비티(16a)은 기체 발생제(18)가 제공된 도우징 에이드(19)를 포함한다. 또한, 제2 캐비티(16b)은 기체 발생제(18)가 제공된 도우징 에이드(19)를 포함한다. 도 4c, 4d에 도시된 바와 같은 다른 도우징 에이드(19)를 사용하여, 기체 발생제(18)를 제공할 수 있다. 도우징 에이드(19)를 사용하는 것에 대한 한 대안으로서, 기체 발생제(18)는 도우징 에이드, 예를 들어 액체 형태의 도우징 에이드를 사용하지 않고 제공될 수 있다. 각 서브 엔벨로프(20a, 20b)는 본질적으로 유밀식이다.

도 7a/7b의 실시양태에서, 양 서브 엔벨로프(20a, 20b) 모두는 본질적으로 동일한 크기를 가지나, 상이한 크기의 서브 엔벨로프(20a, 20b)를 사용하는 것도 구상할 수 있다. 또한, 2개 초과의 서브 엔벨로프(20a, 20b)가 상호 상하로 배치될 수 있다.

도 7a/7b의 실시양태에서, 서브 엔벨로프(20a, 20b)는 서브 엔벨로프(20a, 20b)의 중앙 영역에 위치한 결합부(23)에 의해 함께 결합되고, 여기서 각 서브 엔벨로프(20a, 20b)는 기체 발생제(18)의 활성화에 대응하여 최대의 두께 증가를 가진다(도 7b 참조). 이에 따라, 전체적인 엔벨로프(20)의 두께 d는 개별 서브 엔벨로프(20a, 20b)의 2개의 두께의 합에 의해 결정된다. 기체 발생제(18)의 활성화 후의 엔벨로프의 두께(20)의 증가는 개별 서브 엔벨로프(20a, 20b)의 두께 증가와 실질적으로 동일할 것이다.

서브 엔벨로프(20a 및 20b)의 결합은 적당한 접착제, 접착제 층에 의해, 용접 또는 아교질에 의해(아교질의 경우, 유밀 유지를 위해 적절한 대책이 취해져야 함), 행해질 수 있다.

중요하게는, 유체 통로(22)는 서브 엔벨로프(20a, 20b)가 함께 결합되는 영역에 제공된다. 유체 통로(22)는 제1 서브 엔벨로프(20)에 형성된 개구(28a) 및 제2 서브 엔벨로프(20b)에 형성된 상응하는 개구(28b)에 의해 형성된다. 양 서브 엔벨로프(20a, 20b) 모두는 단지 유체 통로(22) 주위의 영역에만 결합되므로, 영 서브 엔벨로프(20a, 20b) 모두는 기체 발생제의 활성화에 대응하여 그것의 각 두께를 증가시킬 수 있다.

도 5, 6a/b, 6c/d, 및 7a/b에 도시된 각각의 엔벨로프는 도 4e의 방열 쉴드와 유사한, 거기에 할당된 각각의 방열 쉴드(50)와 조합되어 제공될 수 있다.

도 8a 내지 8d는 본 발명에 따른 라미나 구조체(100)의 예시적 실시양태를 도시한다.

도 8a의 실시양태는 복수 개의 엔벨로프(20)를 포함한다. 도 8a 내지 8e, 및 도 9a 내지 9f에, 상기 도 4b에 도시된 실시양태에 따른 3개의 상이한 유형의 엔벨로프가 각기 나와 있다. 이 설명은 단지 각각의 이들 실시양태에 따른 엔벨로프가 대안적으로 사용될 수 있다는 것을 가리키기 위한 것이다. 통상적으로 동일한 형태의 엔벨로프(20)가 라미나 구조체를 위해 사용될 것으로 이해된다. 또한, 본원에 기재된 임의의 다른 엔벨로프도 도 8a 내지 8e, 9a 내지 9g에 도시된 3가지 실시양태에 대해 대안적으로 사용될 수 있음이 또한 이해된다. 라미나 구조체(100)에서, 엔벨로프(20)는 제1 층(122)과 제2 층(124) 사이에 위치한다. 양 제1 층 및 제2 층(122, 124) 모두는 텍스타일 층일 수 있다. 한 가능한 형태에서, 텍스타일 층(122, 124)은 퀼트 복합체 형태의 스티치(127)를 통해 연결될 수 있다. 이러한 식으로, 포켓(125)이 제1 층 및 제2 층(122, 124)에 의해 형성된다. 이 실시양태에서, 이들 포켓(125) 각각은 엔벨로프(20) 중 각자 하나를 수용한다. 각각의 포켓(125)이 1개보다 많은 엔벨로프(20)를 수용하거나, 포켓(125)의 일부가 어떠한 엔벨로프(20)도 수용하지 않는 다른 실시양태가 예상될 수 있다. 물론, 단일 엔벨로프 대신에, 포켓(125)은 엔벨로프 구조체를 수용할 수 있다. 따라서, 엔벨로프(20)는 층(122, 124)에 의해 정의되는 길이/폭 평면에서의 움직임에 대해 그 각자의 포켓(125)에 의해 고정된다.

한 가능한 형태에서, 제1 층(122)은 불연성을 가지는 텍스타일일 수 있다. 한 실시양태에서, 제1 층(122)은 아라미드 섬유의 55 g/m² 스펀-레이싱된 부직포(프로이덴베르크(Freudenberg)사로부터 빌렌 파이어블록커(Vilene Fireblocker)로서 입수가능함)로 제조된다. 제2 층(124)은 125 g/m² 아라미드 비스코스 FR 블렌드 50/50 직조물(슈엘러(Schueler) 사로부터 입수가능함)로 된 내화성 텍스타일 라이너일 수 있다. 제1 층(122)과 제2 층(124) 양자는 용도에 따라 부직조물 또는 직조물일 수 있다.

기체 발생제(18)의 활성화는 포켓(125) 내에서 엔벨로프(20)의 부피 증가("팽창")를 제공한다. 엔벨로프(20)의 그러한 팽창은 제1 층(122)과 제2 층(124)의 서로 멀어지는 움직임을 유도하고 제1 거리(D0)로부터 제2 거리(D1)까지 제1 층(122)과 제2 층(124) 사이의 거리(D)를 증가시킨다. 도 6a와 도 6b는 또한 제1 층(122) 및/또는 제2 층(124)이 볼록부와 오목부를 가지는 구조체를 가지는 경우에, 제1및 제2 층(122, 124)의 기준면에 대한 거리(D0, D1)를 각각 측정하는 것이 편리할 수 있다는 것을 보여준다. 도시된 예에서, 거리(D0, D1)는 제1 층 및 제2 층(122, 124)의 가장 먼 지점과 각각 접촉하는 기준면을 이용하여 각기 측정된다.

도 8a는 또한 각각의 2개의 이웃한 엔벨로프(20)들 사이에 간극이 자유롭게 유지되도록 포켓(125) 내에 엔벨로프(20)가 수용되는 것을 도시한다. 이들 간극의 거리는 X로 표시된다. 이 거리(X)는 엔벨로프(20) 내의 기체 발생제(18)가 비활성화된 형태로부터 활성화된 형태로 변화할 때에 거의 일정하게 유지되거나 심지어는 약간 증가한다는 것을 알 수 있다. 또한, 라미네이트 구조체(100)의 열적으로 촉발된 수축이 유리하게는 감소된다.

도 8b는 다른 한 실시양태에 따른 라미나 구조체(100)의 단순화된 개략적인 단면도를 도시한다. 라미나 구조체(100)는 비활성화된 상태에서 제1 층(122)과 제2 층(124) 사이에 위치한 복수 개의 엔벨로프(20)를 가지는 도 8a와 유사하다. 도 8b의 실시양태에서, 엔벨로프(20)는 접착제 스폿(129)에 의해 층(122)에 고정된다. 그러한 접착제 스폿(129)은 장착 목적을 위해 일시적으로만 엔벨로프(20)의 고정을 제공할 수 있다. 그러한 경우에, 통상적으로 엔벨로프(20)를 적소에 고정시키는 추가 조치, 예컨대 도 8a에 도시된 바와 같이 퀼트 복합체 구조 타입의 포켓을 형성하는 스티치(127)가 제공된다.

대안적으로, 접착제 스폿(129)은 제1 층(122)(도 8b 참조) 또는 제2 층(124)에 대해, 또는 이들 양자(도 8c 참조)에 대해 엔벨로프의 지속적 고정을 제공하는 접착제로 형성될 수 있다. 그러한 경우에, 추가의 스티치(127)가 절대적으로 필요하지는 않다. 나와 있는 모든 실시양태들에서, 엔벨로프(20)는 접착제 스폿(129) 대신에 스티치를 통해 제1 층(122) 및/또는 제2 층(124)과 연결될 수 있다.

도 8c에서, 제1 층(122)과 제2 층(124)은 서로 고정되지 않는다. 엔벨로프(20)만이 제1 층(122)에 고정되고, 임의적으로 제2 층(124)에 고정될 수 있다. 도 8c의 좌측 부분의 단일 엔벨로프(20)에 대해, 그러한 엔벨로프는 제1 층(122) 및/또는 제2 층(124)에 고정되는 것으로 이해될 수 있다 (접착제 스폿(123a)에 의해 나타내어짐). 도 8c에서의 단일 엔벨로프 실시양태(20)에서의 엔벨로프(20)와 접착제 스폿(123a) 사이의 간극은 물론 실제로 존재하지는 않으나, 개략적 도면의 결과이다. 도 8c에 도시된 바와 같은 실시양태에서의 라미나 구조체(100)는 비교적 느슨하게 연결된 구조체를 제공한다. 그러한 배치는 라미네이트 구조체(100)의 조립을 도모하고 가요성을 제공한다. 제1 층 및 제2 층(122, 124) 사이에 더 밀착된 결합이 희망되는 경우에, 제1 층 및 제2 층(122, 124)을 서로 결합시키는 스티치를 부가적으로 제공하는 것이 가능하다. 일반적으로, 그러한 추가 스티치에는 각각에 대해 더 큰 거리가 제공되어 오히려 큰 포켓을 형성하게 된다. 다른 한 실시양태에서, 복수 개의 엔벨로프(20)를 연결하여 엔벨로프(20)의 체인을 형성하고, 서로 평행하게 연장되는 복수 개의 평행 스티치를 통해 제1층(122)과 제2 층(124)을 연결하는 것이 가능하다. 따라서, 제1 층 및 제2 층(122, 124)은 각각의 2개의 인접한 스티치 사이에 복수 개의 통로를 형성할 것이다. 그러한 통로 내로 엔벨로프(20)의 각각의 체인이 도입될 수 있다.

도 8d는 비활성화된 상태의 다른 한 실시양태에 따른 라미나 구조체(100)를 도시한다. 도 8e의 라미나 구조체(100)는 도 8b에 도시된 실시양태와 유사하고 적어도 제1 층(122) 또는 제2 층(124)에 부착되는 부가적 기능성 층(140)을 가진다. 도8d의 실시양태에서, 기능성 층(140)은 제2 층(124)에 부착된다. 부가적 기능성 층(140)은 상기 기재된 바와 같이 수증기 투과성 및 방수성의 멤브레인을 포함할 수 있고, 이에 따라 라미나 구조체(100)의 방수성 및 다른 액체 및 기체에 대한 배리어를 제공하면서, 여전히 라미나 구조체(100)의 수증기 투과성을 유지한다. 기능성 층의 더 상세한 설명을 위해, 상기 설명을 참조한다.

기능성 층(140)이 적용될 때에 라미나 구조체(100)의 활성화를 피하기 위해, 접착제 스폿(144)을 이용함으로써 부가적 기능성 층(140)을 저온 결합 공정에서 제2 층(124)에 적용한다.

기능성 층(140)은 제1 층(122) 및/또는 제2 층(124)에 부착될 수 있다. 그러한 제1 및/또는 제2 층(122, 124)은 도 8d에 도시된 바와 같은 직조 물질로 이루어지거나, 예를 들어 도 8a에 도시된 바와 같은 부직조 물질로 이루어질 수 있다.

도 8e는 다른 한 실시양태에 따른 라미나 구조체(100)의 단순화된 개략적인 단면도를 도시한다. 라미나 구조체(100) 는 제1 층(122) 및 제2 층(124) 사이에 위치한 복수 개의 엔벨로프(20)를 가지는 도 8a와 유사하다. 이 역시, 제1 층(122) 및/또는 제2 층(124)은 직조 또는 부직조 물질로 이루어질 수 있다. 도 8e는 엔벨로프(20)에 포함되는 기체 발생제(18)가 활성화된 형태인 활성화된 상태에 있는 라미나 구조체(100)를 도시한다. 도 8e에 실시양태의 엔벨로프(20)는 각각의 방열 쉴드(50)에 할당된다. 이 방열 쉴드(50)는 방열 쉴드(50)가 중앙 영역에 있는 각각의 엔벨로프(20)에 결합되는 식으로, 엔벨로프(20)의 열 노출 측 상에 제공된다. 도 8e에 도시된 활성화된 상태에서, 단열 공기 간극(62)이 각각의 방열 쉴드(50)의 주변 영역과 이에 할당된 엔벨로프(20) 사이에 형성된다.

또한, 도 8e의 실시양태에서, 라미나 구조체(100)는 포켓(125)을 형성하도록 스티치(127)를 통해 상호에 부착된 제1 층(122) 및 제2 층(124)을 가지는 퀼트 담요의 형태를 가진다. 엔벨로프(20)는 이의 각각의 방열 쉴드(50)와 함께 이 포켓(125) 내에 삽입된다. 다른 실시양태들에서, 방열 쉴드(50)를 포함하는 엔벨로프(20)는 도 8b 내지 8d에 도시된 바와 유사한 방식으로, 접착제 스폿(123, 129)에 의해 제1 층(122) 및/또는 제2 층(124)에 고정될 수 있다.

도 8e의 실시양태에서, 방열 쉴드(50)는 각각의 엔벨로프(20)에 결합된다. 다른 실시양태에서, 예를 들어 각각의 엔벨로프(20) 및 방열 쉴드(50)를 적당한 형상의 포켓(125) 내에 삽입함으로써, 각각의 엔벨로프(20) 및 이에 따로 할당된 방열 쉴드(50)를 제공하는 것이 가능할 수 있다.

방열 쉴드(50)가 할당되어 있는 엔벨로프(20)가 도 8a 내지 8d에 도시된 바와 같은 임의의 다른 라미나 구조체에 사용될 수 있다. 또한, 도 2a,b, 4a 내지 4e, 5, 6a, b, 7a, b에 도시된 바와 같은 임의의 형태의 엔벨로프가 방열 쉴드(50)와 함께 조합되어 제공될 수 있다.

도 9a는 도 8a에 도시된 라미나 구조체(100)를 포함하는 직물 복합체(150)의 단순화된 개략적인 단면도를 도시한다. 직물 복합체(150)는 그러한 복합체(150)로 된 의복의 외면(A)으로부터 보았을 때에 상호에 대해 배치된 복수 개의 층을 포함한다:

(1) 외면(135)과 내면(137)을 가지는 방열 외피 층(136);

(2) 도 8a에 도시된 바와 같은 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체(100)로서, 방열 외피 층(136)의 내면(137)에 배치된 라미나 구조체(100);

(3) 기능성 층(140)을 포함하는 배리어 라미네이트(138)로서, 내면 라미나 구조체(100) 상에 배치된 배리어 라미네이트(138).

외면(A)은 도 9a 내지 도 9g의 모든 실시양태들에 대해, 주변 환경을 향하는 면을 의미한다.

배리어 라미네이트(138)는 통상적으로 전술한 예를 위한 방수성 및 수증기 투과성 멤브레인을 포함하는 기능성 층(140)을 포함한다. 기능성 층(140)은 접착제 층(144)(2층 라미네이트)을 통해 하나 이상의 층(142)에 부착된다. 층(142)은 직포 또는 부직포 텍스타일 층일 수 있다. 접착제 층(144)은 배리어 라미네이트(138)의 통기성을 크게 손상시키지 않도록 구성된다. 다른 한 실시양태에서, 배리어 라미네이트(138)는 2개 이상의 텍스타일 층을 포함하고, 기능성 층은 2개 이상의 층들(3층 라미네이트) 사이에 배치된다.

라미나 구조체(100)가 적용될 수 있는 직물(150)의 다른 형태가 도 9b 내지 도 9g에 도시되어 있다:

도 9b에서, 직물 복합체(150)는 외면(135) 및 내면(137)을 가지는 외층(136)을 포함한다. 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체(100)는 외층(136)의 내면(137)에 위치한다. 라미나 구조체(100)는 예컨대 접착제 도트(144)에 의해 텍스타일 층(142)에 접착 부착되는 기능성 층(140)을 가지는 배리어 라미네이트(138)와, 최내층을 형성하는 내부 층(124), 및 배리어 라미네이트(138)와 내부 층(124) 사이에 배치된 엔벨로프(20)를 포함한다. 라미나 구조체(100)의 엔벨로프(20)는 적당한 불연속적인 접착제(129), 예컨대 실리콘, 폴리우레탄을 통해 기능성 층(40)의 내면에 결합된다. 내부 층(124)은 하나 이상의 텍스타일 층을 포함할 수 있다. 이 실시양태에서, 배리어 라미네이트(138)는 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체의 제1 층의 기능을 가진다. 내부 층(124)의 내면에, 부직 물질의 내부 층(148)이 제공된다.

도 9c에서, 직물 복합체(150)는 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체(100)를 포함한다. 라미나 구조체(100)는 외면(135)과 내면(137)을 가지는 외층(136)과, 예컨대 접착제 도트(144)에 의해 텍스타일 층(142)에 접착 부착되는 기능성 층(140)을 가지는 배리어 라미네이트(138)를 포함한다. 라미나 구조체(100)는 외층(136)의 내면(137)과 배리어 라미네이트(138) 사이에 배치된 엔벨로프(120)를 추가로 포함한다. 특히, 엔벨로프(120)는 접착제 도트(129)에 의해 텍스타일 층(142)의 외면에 접착 결합된다. 이 실시양태에서, 배리어 라미네이트(128)는 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체(100)의 제2 층의 기능을 가지고 외층(136)은 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체(100)의 제1 층의 기능을 가진다. 복합체(150)는 하나 이상의 텍스타일 층을 포함할 수 있는 내부 층(148)을 추가로 포함한다.

도 9d에서, 직물 복합체(150)는 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체(100)를 포함한다. 라미나 구조체(100)는 외면(135)과 내면(137)을 가지는 외층(136)과, 예컨대 접착제 도트(144)에 의해 텍스타일 층(142)에 접착 부착되는 기능성 층(140)을 가지는 배리어 라미네이트(138)를 포함한다. 라미나 구조체(100)는 예컨대 접착제 도트(129) 형태의 불연속적인 접착제에 의해 외층(136)의 내면(137)에 결합되는 엔벨로프(120)를 추가로 포함한다. 이 실시양태에서, 배리어 라미네이트(138)는 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체(100)의 제2 층의 기능을 가지고 외층(136)은 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체(100)의 제1 층의 기능을 가진다. 복합체(150)는 하나 이상의 텍스타일 층을 포함할 수 있는 내부 층(148)을 추가로 포함한다.

개별 층들의 단열 특성은 예컨대 층들의 영역 중량, 두께, 갯수에 의해 특정한 용도에 요구되는 데로 조정될 수 있다.

도 9e에서, 직물 복합체(150)는 도 8a에 도시된 바와 같이 사이에 복수 개의 엔벨로프(120)를 가지는 제1 층(122)과 제2 층(124)을 포함하는 라미나 구조체(100)를 포함한다. 또한, 직물 복합체(150)는 복합체(150)의 외피를 형성하고 라미나 구조체(100)의 외면에 위치한 배리어 라미네이트(138)를 포함한다. 배리어 라미네이트(138)는 외층(136)과, 예컨대 폴리우레탄 접착제 도트(144)에 의해 외층(136)의 내면에 접착 부착되는 기능성 층(140)을 포함한다.

도 9f에서의 직물 복합체(150)는 도 9e의 직물 복합체와 유사하다. 이 실시양태에서, 직물 라미네이트(138)는 기능성 층(140)이 외부 텍스타일 층(136)이 텍스타일 층(142) 사이에 매입되도록 기능성 층(140)에 부착되는 부가적 내부 텍스타일 층(142)을 가진다. 텍스타일 층(142)은 125 g/m² 아라미드 비스코스(Aramide Viscose) RF 블렌드 50/50 직조로 된 내화성 라이너를 위한 것일 수 있다.

도 9a 내지 9e에 도시된 모든 실시양태에서, 라미나 구조체(100)는 포켓(125)을 형성하도록 (127)에 의해 연결된 퀼트 담요의 형태를 가진다.

도 9g에 도시된 직물 복합체(150)는 도 9a 내지 9f의 직물 복합체와 유사하다. 이 실시양태에서, 라미나 구조체(100)는 퀼트 담요의 형태를 가지고, 상기 기재되고 도 8e에 도시된 바와 같이 방열 쉴드(50)와 각기 조합된 엔벨로프(20)가 제공되어 있다. 라미나 구조체(100)는 상기 기재된 바와 같은 방열 외피(136)의 내면(137)과 인접하게 위치한다. 따라서, 라미나 구조체(100)는 도 9g에서 (700)으로 표시된 바와 같이, 직물이 열원에 노출될 경우 비교적 높은 온도에 노출될 것으로 예상된다. 라미나 구조체(100)의 내면에 상기 배리어 라미네이트와 유사한 배리어 라미네이트(138)가 제공된다. 배리어 라미네이트(138)의 내면에 단열 라이닝(148)이 있다.

방열 쉴드가 할당되어진 엔벨로프(20)는 도 8a 내지 8e에 도시된 바와 같은 임의의 다른, 또는 도 9a 내지 9e에 도시된 바와 같은 직물, 또는 다른 구성의 라미나 구조체 또는 직물에 사용될 수 있다.

도 10은 도 9a 내지 도 9f에 도시된 바와 같은 직물 복합체(150)를 포함하는 소방관의 자켓(152)을 보여준다. 본 발명에 따른 직물(150)을 포함할 수 있는 다른 의복은 자켓, 코트, 바지, 오버롤(overall), 신발, 장갑, 양말, 각반, 헤드기어, 담요 등 또는 그 일부를 포함한다. 직물 복합체는 다른 물품, 예를 들어 텐트 등에도 사용될 수 있다.

이하는 엔벨로프(20)의 두께 d를 결정하는 방법, 특히 도5, 6a/b 및 6c/d에 대해 기재된 바와 같은 엔벨로프(20)에 적용가능한 방법에 대한 설명이다.

엔벨로프를 도 3a 내지 3e에 대해 상기 기재된 바와 같이("엔벨로프 제조를 위한 제2 방법 2") 생성시켰다. 용접 휠(110)에는 Ax=22.5 mm, 및 Ay=21 mm인 도 5에 도시된 바와 같은 엔벨로프(20)를 형성하기 위한 형상의 밀봉 윤곽(116)이 제공되어 있다. 밀봉된 엔벨로프(20)를 접힘 선(30)을 따라 중간에 접어, 상호 상하로 적층된 2개의 서브 캐비티(16a, 16b)을 가지는 엔벨로프(20)를 생성시켰다. 이어서, 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티가 고정되도록 접착 테이프(36)를 엔벨로프(30)에 고정시켰다. 이에 따라 접착 스트립(36)은 제1 피봇(P1)을 형성하는 접힘 선(30)에 대해 직각으로 본질적으로 배향된 제2 피봇(P2)을 제공하였다. 그러한 엔벨로프(20)가 도 6e에 도시되어 있다.

엔벨로프의 두께 변화를 측정하는 방법:

이러한 엔벨로프의 두께 변화를 측정하는 방법은 하기와 같다:

가열 플레이트는 가열 장치(에리크센(Erichsen) 사의 닥터 블레이드 코터 509/MC/1로부터의 300 mm×500 mm 플레이트+220V/16A에 연결된 제어기 주모 드트론(Jumo dtron) 16을 갖춘 가열 제어 주모 마텍(Ju-mo Matec))에 연결된다.

엔벨로프(20)를 23℃의 주변 온도에서, 스위치 오프 모드에서 가열 플레이트의 중앙에 둔다. 비활성화된 엔벨로프(20)의 높이 d=d0를, 가열 플레이트의 가열면에 대해 직각인 내온도성 자(ruler)를 두고, 자 눈금에 대해 가열 플레이트 면에 평행하게 봄으로써 시간에 대한 함수로서 두께 d를 관찰하여 측정한다. 두께 d를 가열 플레이트의 면에 대해 측정한다.

이어서, 온도는 활성화 온도보다 5K 낮게 시작하여 5K 단계로 증가한다. 각 온도 증가 후에, 두께 d를 측정한다. 이 절차를, 두께 d의 더 이상의 증가가 관찰되지 않을 때까지 반복한다. 이 두께 d는 기체 발생제(18)가 활성화된 형태인 상태에서 엔벨로프(20)의 최종 두께 d=d1로서 보고된다.

엔벨로프에 대한 실시예 :

실시예 1(단일 엔벨로프 ):

도 4a에 도시된 바와 같은 단일 엔벨로프(20)를 생성시켜, 시험 측정을 수행하기 위해 사용하였다. 그러한 엔벨로프(20)는 위에서 보았을 때에 타원의 장축(b1)=23 mm과, 타원의 단축(b2)=20 mm를 가지는 약간 타원형인 형상을 가진다.

각각의 엔벨로프에 0.03 g의 "3M 노벡

1230 소화액"(화학식: CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂)을 기체 발생제로서 도 3a 내지 3e에 대해 상기 기재된 방법에 따라 충전한다. 기체 발생제(18)를 50 g/m² 부직조 폴리프로필렌으로 된, 도 4c에 나와 있는 바와 같은 도우징 에이드 층(19)을 이용하여 적용한다.

비활성화된 형태의 기체 발생제(18)를 가지는 비활성화된 상태에 있는 엔벨로프(20)에 의해 피복되는 면적은 394 mm²이다.

실시예 2(접힌 형태를 가지는 엔벨로프 ):

도 5, 6a 및 6b에 나와 있는 바와 같은 단일 엔벨로프(20)를 생성시켜, 시험 측정을 수행하기 위해 사용하였다. 그러한 엔벨로프(20)는 Ax=22.5 mm 및 Ay=21 mm를 가지는 도 5에 도시된 바와 같은 형상을 접히지 않은 상태에서 가진다. 접힘 선(30)에서의 엔벨로프의 폭은 Ay(접힘 선)=15 mm이다. 접힘 후, 실시예 2의 엔벨로프(20)는 실시예 1에서의 엔벨로프(20)와 동일한 측방 평면에서의 형상을 가진다. 실시예 2의 접힌 엔벨로프(20)에 의해 피복되는 면적은 380 mm²이다. 각각의 엔벨로프(20)에 0.06 g의 "3M 노벡

1230 소화액"(화학식: CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂)을 기체 발생제로서 충전한다. 이들 엔벨로프(20)의 생성은 도 3a 내지 3d에 대해 상기 기재된 방법을 따른다. 기체 발생제(18)를 50 g/m² 부직조 폴리프로필렌으로 된, 도 4c에 나와 있는 바와 같은 도우징 에이드 층(19)을 이용하여 적용한다.

접착 테이프(36)(테사필름(Tesafilm), 주문 번호 57335 입수처: www.tesa.de)를 접힘 선(30)에 본질적으로 직각인 엔벨로프의 측면에서 엔벨로프(20)의 외면에 부착한다. 접착 스트립(36)은 19 mm의 폭 및 8 mm의 길이를 가지고, 엔벨로프(20)의 외면에 있는 장변에 부착되어 있다. 따라서, 접착제 스트립(26)은 상호로부터의 이동에 대해 제1 서브 캐비티 및 제2 서브 캐비티(16a, 16b)을 상호에 대해 고정한다. 그러한 식으로 제공되면, 접착 스트립(36)은 제2 서브 캐비티(16b)에 대한 제1 서브 캐비티(16a)의 회전을, 엔벨로프(20)가 완전히 펼쳐지는 것을 피하도록 하는 회전 각으로(엔벨로프(20)가 서브 캐비티(16a, 16b) 내 기체 압력의 감소에 대응하여 원래의 접힘 상태로 회복할 수 없는 상태가 되도록) 제한한다.

실시예 3(서브 엔벨로프가 상호 상하로 적층되어 있는 엔벨로프 ):

40 mm×40 mm 옆 길이의 사각 크기의 각기 도 4a에 도시된 단일 엔벨로프(20)의 형태를 가지는 2개의 서브 엔벨로프(20a, 20b)를 상기 기재된 엔벨로프의 제 1 제조 방법에 따라 제조하였다. 충전 단계를 생략하였다. 각각의 서브 엔벨로프(20a, 20b)에서, 1.5 mm의 직경을 가지는 원형 개구(28a, 28b)를 그것의 한 측방 벽(14a, 12b)에 형성시켰다. 개구(28a, 28b)를 서브 엔벨로프(20a, 20b)의 한 측면(14a, 12b)의 중앙 영역에 형성시켜, 각 서브 엔벨로프(20a, 20b)에 형성된 개구(28a, 28b)가 제1 서브 엔벨로프 및 제2 서브 엔벨로프(20a, 20b)가 상호 상하로 적층될 때 잘 맞도록 하였다. 접착제, 예를 들어 3M 사로부터 입수가능한 접착제 필름(물품 번호 9077)을, 3 mm의 내경 및 12 mm의 외경을 가지는 원형 패턴으로 개구(28a, 28b) 주위에 하나 이상의 서브 엔벨로프(20a, 20b)에 적용하였다. 노벡 1230 소화액을 주사기에 의해 개구(28a, 28b)를 통해 제1 서브 엔벨로프 및 제2 서브 엔벨로프(20a, 20b)에 주입하였고, 그 직후, 2개의 서브 엔벨로프(20a, 20b)를, 개구(28a, 28b)를 상호 상하로 둠으로써 유밀 방식으로 상호 부착시켰다. 0.024 g의 3M™ 노벡™ 1230을 기체 발생제(18)의 충전량으로서 측정하였다. 이를 빈 엔벨로프 부분과 최종 충전된 엔벨로프의 차로서의 중량에 의해 측정하였다.

서브 엔벨로프(20a, 20b)는 하기 구성의 엔벨로프 단편(12a, 14a; 12b, 14b)으로 되어 있다: PET 12 ㎛, Al 12 ㎛, PE 40 ㎛

모든 3개의 실시예에서의 기체 발생제를 도 4c에 대해 기재된 바와 같은 도우징 에이드 상에 두었다.

상기 절차에 따른 두께 측정의 결과는 하기와 같았다:

가역성의 측정

엔벨로프(20)의 두께 d의 변화를 측정하기 위한 상기 방법은 또한 엔벨로프(20)의 비활성화된 상태에서 활성화된 상태로의 변화("활성화 사이클") 및 이의 역 변화("탈활성화 사이클")의 가역성을 확인하기 위해 사용될 수 있다. 기준선으로서, 가열 플레이트를 스위치 오프하고 그 표면을 실온에 둘 때, 비활성화된 엔벨로프(20)의 두께 d=d0을 측정한다. 절차의 연속을 위해, 가열 플레이트의 온도를 엔벨로프(20) 두께의 최대 증가가 이 전 시험에서 수득되었을 때의 최저 온도로 설정한다. 가열 플레이트가 핫 플레이트의 온도로 되는 데 필요한 대기 시간 후, 절차를 설명한다.

비활성화된 형태의 기체 발생제(18)를 가지는 상태에 있어서의 엔벨로프(20)를 가열 플레이트의 고온 면에 두고, 최대 두께 d=d1에 도달할 때까지의 엔벨로프(20)의 두께 d의 변화를 관찰한다. 이어서, 활성화된 엔벨로프(20)를 펜치를 이용하여 실온에서 표면 상에, 예를 들어 빠른 열 전달을 위해 금속 플레이트 상에 둔다. 여기서, 엔벨로프(20)의 탈활성화가 관찰될 것이다. 핫 플레이트 상에서와 동일한 절차로 같은 자를 이용하여 최종 엔벨로프의 두께 d=d0를 측정하여, 보고한다.

엔벨로프(20)의 최소의 두께 d=d0 및 최대 두께 d=d1를 모두 수득하기 위해, 자가 탑재된 가열 플레이트 및 비가열 금속 플레이트를 상호의 옆에 두고, 엔벨로프(20)를 가열 플레이트 및 비가열 금속 플레이트 상에 반복하여 둘 것이다. 이에 따라, 엔벨로프(20)의 그러한 전후방 배치는 상기 기재된 수동 절차에서 관찰자가 보는 것과 동일한 방향으로 자를 보게 되는, 비디오 기록 장치에 의해 기록될 것이다. 거의 연속적인 두께 데이터를 이용하여, 도 13과 유사한 그래프를 출력할 수 있다. 거의 연속적인 두께 데이터로, 도 13과 유사한 그래프를 인쇄할 수 있다(세로 좌표는 라미나 구조체(100)의 두께 D 대신에 엔벨로프(20)의 두께 d를 나타냄).

본원에 기재된 바와 같은 엔벨로프를 이용한 라미나 구조체에 대한 실시예

도 12는 라미나 구조체(100)가 비활성화된 상태로부터 활성화된 상태로 전환될 때, 제1 층(122)과 제2 층(124) 사이의 거리(D)의 증가를 측정하는 도 11의 장치와 함께 사용되는 시험편(70)의 형태의 라미나 구조체의 개략적 스케치를 도시한다. 시험편(70)은 도 12에서 평면도로 나타낸다. 이의 단면도는 도 8a에 도시된 단면에 대응한다. 도 12는 비활성화된 상태의 라미나 구조체(100)를 보여준다.

본원에 기재된 시험 절차는 도 4a에 도시된 바와 같은 엔벨로프(20)를 포함하는 라미나 구조체(70)를 이용하여 수행된다. 동일한 시험 절차가 도 4a 내지 4e, 5, 6a 내지 6e, 7a, 7b 중 임의의 도면에 도시된 바와 같이 엔벨로프(20)를 포함하는 임의의 다른 라미나 구조체(100)의 형태의 다른 시험편(70)에 적용가능하다.

이하에 기재되는 시험에 사용되는 시험편(70)은 하기 구성을 가진다:

시험편(70)은 하기의 것을 가지는 퀼트 구조체를 형성한다:

(a) 아라미드 섬유의 55 g/m² 스펀-레이싱된 부직포(독일의 프로이덴베르크 사로부터 빌렌 파이어블록커로서 입수가능함)로 된 제1 층(122)

(b) 아라미드 섬유의 55 g/m² 스펀-레이싱된 부직포(독일의 프로이덴베르크 사로부터 빌렌 파이어블록커로서 입수가능함)로 된 제1 층(122) 아래에 배치된, 제2 층(124)(도 11에 도시되지 않음)

제1 층 및 제2 층(122, 124)은 140 mm(길이 L)×140 mm(폭 W)의 크기를 가진다. 제1 층 및 제2 층(122, 124)은 복수 개의 스티칭된 솔기(72a 내지 72d, 74a 내지 74d)에 의해 연결되어, 퀼트 복합체를 형성한다. 스티칭된 솔기는 단일의 니들 록 스티치에 의해 형성된다. 이 방식에서, 퀼트 복합체(70)에 의해 9개의 포켓(125)이 형성된다. 포켓(125)은 a=40 mm의 면 길이를 가지는 정사각형의 형상을 각각 가진다. 이들 포켓(125) 각각은 상기 기재된 바와 같이 제조된 엔벨로프(20) 중 각자의 엔벨로프를 수용한다. 도 7a, 7b에 도시된 바와 같은 단일 엔벨로프(20)는 시험 측정을 수행하도록 사용되었다. 그러한 엔벨로프(20)는 위에서 보았을 때에 타원의 장축(b1)=23 mm과, 타원의 단축(b2)=20 mm를 가지는 약간 타원형인 형태를 가진다. 9개의 엔벨로프(20)는 제1 층 및 제2 층(122, 124) 사이에 배치되어, 단일의 엔벨로프(20)가 스티칭된 솔기(72a 내지 72d, 74a 내지 74d) 중 하나에 의해 하나 이상의 이웃한 엔벨로프(20)에 대해 이격된다. 각 포켓(125)은 하나의 엔벨로프(20)를 수용한다. 엔벨로프(20)는 제1 층(122) 또는 제2 층(124)에 고정되는 일 없이 포켓(125) 내로 삽입된다.

각 엔벨로프는 도 3a 내지 3d에 대해 상기 기재된 방법 2에 따른 기체 발생제로서 0.03 g의 "3M 노벡

1230 소화액"(화학식:CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂)이 충전된다.

이러한 시험편(70)의 두께 변화를 측정하기 위한 방법은 하기와 같다:

측정 장치의 설정:

온도 변화에 대응하여 시험편(70)의 두께 변화를 측정하기 위한 배치가 도 11에 도시된다. 배치는 베이스(302), 가열 플레이트(304), 상부 플레이트(306) 및 레이저를 기초로 한 거리 측정 장치(314)를 가지는 장치(300)를 포함한다.

가열 플레이트(304)는 가열 장치(에리크센 사의 닥터 블레이드 코터 509/MC/1로부터의 300 mm×500 mm 플레이트+220V/16A에 연결된 제어기 주모 드트론 16을 갖춘 가열 제어 주모 마텍)에 연결된다.

시험편(70)을 가열 플레이트(304) 상에 평평하게 놓는다.

상부 플레이트(306)는 89 mm의 직경의 평 디스크의 형태를 가지며, "모노룩스(Monolux)500"(영국 윅스브릿지에 소재한 케이프 보즈 앤드 패널즈 리미티드(Cape Boards & Panels, Ltd.,) 사로부터 입수가능함) 또는 등가의 물질로 제조된다. 상부 플레이트(306)는 약 115 g의 중량을 가진다. 상부 플레이트(306)는 시험편(70) 위에 평평하게 놓인다.

레이저를 기초로 한 거리 측정 기구(310)는 프레임(312)과 거리 레이저 장치(314)(레이저 센서: 초당 3회 측정의 판독 속도를 가지는 A/D 변환기 알메모(Almemo) 2590-9V5에 연결되고, A/D 변환기는 평면 상 0.2 mm의 정확도로 레이저센서의 0 내지 10 V 출력을 0 내지 400 mm 거리 판독으로 번역하는, 류즈(Leuze) ODSL-8N-400-S 12)를 포함한다. 프레임(312)은 베이스(302)에 탑재된다. 거리 레이저 장치(314)는 프레임의 상부 아암에 설치되어, 거리 레이저 장치(314)는 상부 플레이트(306)의 상면 측으로 레이저 빔(316)을 출사하고 반사된 빔(318)을 수신한다. 거리 레이저 장치(314)는 거리 레이저 장치(314)와 상부 플레이트(306)의 상면 사이의 거리(h)를 검출할 수 있다. 바람직하게, 레이저 빔(316)은 상부 플레이트(306)의 상면에 수직하게 출사된다.

가열 플레이트(304)의 온도 구배는 측정의 범위 내에서 가열 플레이트를 가로질러 2K보다 낮다.

측정 절차:

시험은 실온, 즉 23℃ 및 65%의 상대 습도의 제어된 기후에서 행해진다.

(a) 상부 플레이트(306)는 제로 판독값(h_0)을 얻도록 [시험편(70)없이] 가열 플레이트(304) 상에 직접 배치된다.

(b) 이어서, 시험편(70)은 가열 플레이트(304)와 상부 플레이트(306) 사이에 배치된다. 가열 플레이트(304)는 대기 온도보다 높은 온도 및 기체 발생제의 예상되는 활성화 온도보다 5K 낮은 온도(예를 들어, 기체 발생제로서 3M 노벡

1230 소화액이 사용되는 경우에 44℃까지)로 가열되어 초기의 높이 판독값(h_1)을 얻는다. 시험편(70)의 두께[비활성화된 상태에서 제1 층(22)과 제2 층(24) 사이의 거리에 상응함]는 D0=h_0-h_1이다.

(c)가열 플레이트의 온도는 5K의 단계에서 증가되고, 각 새로운 단계가 조정된 후에, 거리(h)는 두께 변화(h_1-h)를 계산하도록 1 분 후에 판독된다. 이 절차는 시험편(70)의 최대 팽창에 도달할 때까지 반복된다. 최대 팽창은 2개 이상의 연속적인 5K 단계에서 두께 변화(h_1-h)가 0.4 mm(거리 측정 툴의 정확도의 2배임) 내에서 동일하다면 도달한 것으로 고려된다. 판독값(h_max)이 수득된다.

시험편(70)의 두께[활성화된 상태에서 제1 층(22)과 제2 층(24) 간에 거리에 상응함]는 D1=h_0-h_max이다.

시험편(70)의 두께 증가[비활성화된 상태에 대한 활성화된 상태에서 제1 층(22)과 제2 층(24) 사이의 거리 증가에 상응함]는 D1-D0=h_1-h_max이다.

복수 회의 활성화/탈활성화 사이클을 받을 수 있는 시험편의 예에서, 하기의 시험 절차가 이용가능하다:

두께 가역성( reversibility ) 방법:

상기 기재된 바와 같은 두께 측정 장치의 설정을 이용한다.

(a) 상부 플레이트(306)를 가열 플레이트(304)(시험편 없이) 위에 바로 두어, 제로 판독값(h_0)을 수득한다.

(b) 이어서, 시험편(70)을 가열 플레이트(304)와 상부 플레이트(304) 사이에 둔다. 가열 플레이트(304)를 대기 온도보다 높고 기체 발생제의 예상되는 활성화 온도의 5K 하기의 온도(예를 들어, 기체 발생제로서 3M 노벡

1230 소화액이 사용되는 경우에 44℃까지)로 가열하여, 초기 높이 판독값(h_1)을 수득한다. (비활성화 상태에서 제1 층(122)과 제2 층(124) 사이의 거리에 대응하는) 시험편(70)의 두께는 D0=h_0-h_1.

(c) 가열 사이클:

가열 플레이트(304)의 목표 온도는 엔벨로프(20) 내의 기체 발생제의 비등점보다 30℃ 높은 온도로 설정하고, 가열 플레이트(304)는 1K/분의 가열 속도로 가열한다. (제1 층(12)과 제2 층(14) 사이의 거리(D)의 증가에 대응하는) 두께 증가는 매 10초마다 거리 레이저 장치(314)로 측정한다. 가열 플레이트(304)가 목표 온도에 도달하면, 해당 온도를 약 10분간 유지하고, 두께 증가의 판독을 계속한다. 10분 후, (기체 발생제의 활성화된 상태에서 제1 층(22)과 제2 층(24) 사이의 거리에 대응하는) 최종적인 두께 증가를 측정한다.

(d) 냉각 사이클:

가열 플레이트(304)의 목표 온도는 실온으로 설정하였고, 가열 플레이트(304)는 1시간 내에 냉각시켰다. (제1 층(122)과 제2 층(124) 사이의 거리(D)의 감소에 대응하는) 두께 감소는 매 10초마다 거리 레이저 장치(314)로 측정하였다. 가열 플레이트(304)가 목표 온도에 도달하면, 해당 온도를 약 10분간 유지하였고, 두께 감소의 판독을 계속하였다. 10분 후, (비활성화된 형태에서 제1 층(122)과 제2 층(124) 사이의 거리에 대응하는) 최종적인 두께 감소를 측정한다.

가열 사이클(c)과 냉각 사이클(d)을 3회 반복한다. 매번 최고 온도에서의 두께 증가와 최저 온도에서의 두께 감소를 측정한다.

1회 가열 사이클과 1회 냉각 사이클에 대한 두께 가역 시험의 결과를 거리(D) 대 온도(T) 다이어그램의 형태로 도 12에 도시되어 있다. 히스테리시스 루프가 생성되었음을 알 수 있다. 이러한 히스테리시스 루프의 최고 평탄역으로부터, 활성화된 형태에서의 제1 층(122)과 제2 층(124) 사이의 거리(D1)와, 최하 평탄역으로부터 비활성화된 형태에서의 제1 층(122)과 제2 층(124) 사이의 거리(D0)가 추론될 수 있다.

액체 기체 발생제를 가지는 가역적 엔벨로프의 경우, 하기의 기능성 시험이 단일 엔벨로프(20)에 이용가능하다:

(a) 2개의 버킷을 준비한다. 각 버킷을 2 리터의 액체로 충전한다. 제1 버킷은 저온 욕조로서 작용하고 제2 버킷은 고온 욕조로서 작용한다. 저온 욕조와 핫 용조의 온도는 기체 발생제의 활성화 온도 및 기체 발생제의 응축/응결의 착수 온도에 대해 선택되어야 한다. 한 실시양태에서, 기체 발생제가 액체이고 비등/응축온도 범위가 47 내지 52℃이고 저온 욕조 온도가 25℃이며 고온 욕조 온도가 80℃이면, 고온 욕조와 저온 욕조의 액체로서 물을 사용하는 것이 바람직하다.

(b) 기체 발생제(18)가 충전된 엔벨로프(20)는 핀셋으로 유지하고 엔벨로프(20)가 팽창할 때까지 고온 욕조 내에 놓는다.

(c) 팽창이 완료된 후에, 팽창된 엔벨로프(20)를 즉시 고온 욕조로부터 제거하고 팽창된 엔벨로프의 두께를 예상된 두께의 개구를 가지는 프레임을 이용하여 추산한다. 그러한 프레임은 낮은 열전도성을 가지는 물질로 제조되어야 한다. 한 예로서, 팽창된 엔벨로프의 예상되는 두께가 5.5 mm인 경우에, 5 mm 높이와 30 mm 폭의 개구를 가지는 프레임을 사용하면 엔벨로프가 적어도 5 mm에 도달했다는 것을 알 수 있다.

(d) 이어서, 엔벨로프를 다시 수축할 때까지 저온 욕조 내에 넣는다. 사이클 (b) 내지 (d)는 팽창이 더 이상 프레임의 간극에 도달하지 못하여 엔벨로프의 기능성이 손상되었다는 것을 나타낼 때까지 반복된다. 매 10회의 반복 후에, 필요하면 2개의 버킷 내에 액체의 온도를 목표 온도로 제어하고 조정한다.

직물 복합체의 실시예 :

직물 실시예 1:

하기의 것들을 포함하는, 도 9a에 따른 직물 실시예 1, 직물 복합체 샘플(150)을 생성시켰다:

- 독일의 프릿쉐(Fritsche) 사로부터 입수가능한 200 g/m²의 노멕스 델타 T(Nomex Delta T) 직포로 된 방열층(136) 형태의 외피;

- 도 12에 따른 직물 복합체 샘플(70) 형태의 라미나 구조체(100);

- 독일의 W. L 고어 앤드 어소시에이츠 게엠베하(W. L Gore & Associates GmbH) 사로부터 입수가능한 파이어플록커(Fireblocker) N 라미네이트(145 g/m²)의 형태의 배리어 라미네이트(138), 및

- 125 g/m² 아라미드 비스코스 직조물(슈엘러 사의 "노멕스 비스코스 FR 블렌드 50/50 직조물"로 입수가능함)로 된 내화성 내부 라이닝.

엔벨로프(20) 없이 직물 실시예 1과 같은 동일한 설정을 이용하여 기준 샘플을 생성시켰다.

직물 실시예 2 직물 실시예 1의 단일 엔벨로프(20) 대신에 도 5, 6a 및 6b에 따른, 접힌 형태를 가지는 엔벨로프(20). 이와 달리, 직물 실시예 2는 직물 실시예 1과 동일하다. 각각의 엔벨로프(20)에 0.03 g의 "3M 노벡

1230 소화액"(화학식: CF₃CF₂C(O)CF(CF₃)₂)을 도 3a 내지 3e에 대해 상기 기재된, 엔벨로프의 제2 제조 방법에 따라 기체 발생제로서 충전한다.

직물 실시예 1 및 2, 및 기준 직물 샘플을 이용하여, 하기 시험 결과를 수득하였다.

놀랍게도, 열 플럭스가 EN367의 최대 형태에 사용되는 바와 같은 80 kW/m²에서 훨씬 더 낮게 저하되나, 관련 소방 시에는 직물 복합체 샘플(150)에 더 큰 거리를 두고 화염을 투입함으로써 열 플럭스가 5 kW/m²가 되면, 하기 결과가 수득된다:

"EN367-HTI24-평균"은 DIN EN 367(1992)에서 정해진 바와 같은 "80 kW/m²에서의 열 전달 지수"를 지칭한다. 이 양은, 제1 측이 화염을 가지는 80 W/m2의 열원에 처해졌을 때, 도 11에 도시된 바와 같은 샘플 직물의 제2 측(내면)에서의 온도의 24K의 증가를 얻는 데 필요한 시간을 기술한다.

보호 쉴드의 효과를 보여주는 열 노출 시험

도 14는 원칙적으로 도 9g에 도시된 바와 같은 직물 상에 행해지는 열 노출 시험의 결과를 도시한다. 이하에 기재된 방법 및 물질을 이용하여, 도 9g에 도시된 바와 같은 층상 구조체를 제조하였다. 직물은 도 4e에 도시된 바와 같이, 방열 쉴드(50)와 조합된 하나의 엔벨로프를 포함하였다.

하기와 같이 엔벨로프를 생성시켰다:

물질이 두께가 12 ㎛인 폴리에틸렌-테레프탈레이트(PET)로 된 피복 층(8a), 두께가 9 ㎛인 알루미늄으로 된 유밀 층(8b), 및 두께가 23 ㎛인 폴리에틸렌-테레프탈레이트(PET)로 된 밀봉 층(8c)을 가지는 라미네이트인, 도 1a 또는 1b에 따른 물질로 된 2개의 엔벨로프 층(12, 14)을 상호 상하로 두어, 그것의 각각의 밀봉 층이 상호 대향하도록 했다. 사각형 엔벨로프(20)를 형성하기 위해, 밀봉 층을 접촉시키고 밀봉 층을 함께 용접하도록 고온 막대(밀봉 폭: 2 mm)를 엔벨로프 층(12, 14)과 접촉시켰다. 이 절차는 사각형 엔벨로프(20)의 4개 면 중 3면에 대해 행해진다. 이에 따라, 한 면이 개방된 엔벨로프(20)가 형성된다.

엔벨로프(20)를 정밀 저울 위에 놓고 예를 들어 주사기 바늘을 이용하여 기체 발생제(18)를 엔벨로프 내에 충전한다. 안에 충전될 기체 발생제의 양은 저울에 의해 제어된다.

엔벨로프(20)가 하기 특성을 가지는 경우에, 0.07 g의 양의 기체 발생제(18)가 엔벨로프(20) 내에 충전된다: 엔벨로프(20)가 상기 기재된 바와 같이 PEt/Al/PE로 제조된 2개의 엔벨로프 층(12, 14)으로 형성되고, 엔벨로프(20)의 외부 크기는 (26 mm의 길이 및 26 mm의 폭의 캐비티의 내부 크기에 대응하는) 30 mm의 길이 및 30 mm의 폭이며, 기체 발생제(18)는 노벡

1230으로서 선택된다.

방열 쉴드의 형태는 도4e에 도시된 바와 같다. 방열 쉴드(50)는 3개의 층(52, 54, 56)으로 구성된 라미네이트이다. 층(52)은 텍스타일 중량이 65 g/m²인 부직조 폴리페닐렌 술피드(PPS)로 된 직물 층이다. 층(52)은 층들(54, 56) 사이에 삽입되고; 양자 모두 ePTFE 멤브레인으로 되어 있다. 라미네이트의 두께는 0.5 mm이다. 길이가 30 mm이고 폭이 30 mm인 치수를 가지는 단편을 라미네이트로부터 절단한다.

방열 쉴드는 표면 영역의 중앙에 실리콘 접착제를 이용하여 엔벨로프의 한 표면에 부착하였다.

라미나 구조체의 형태는 하기와 같았다:

(b) 아라미드 섬유의 55 g/m² 스펀-레이싱된 부직포(독일의 프로이덴베르크 사로부터 빌렌 파이어블록커로서 입수가능함)로 된 제1 층(122) 아래에 배치된, 제2 층(124)

한 엔벨로프를 2개의 텍스타일 층 사이에 두었다.

하기의 것들을 포함하는, 도 9g에 따른 직물 복합체를 생성시켰다:

- 독일의 프릿쉐 사로부터 입수가능한 200 g/m²의 노멕스 델타 T 직포로 된 방열층(136) 형태의 외피;

- 상기 기재된 바와 같은 라미나 구조체;

- 독일의 W. L 고어 앤드 어소시에이츠 게엠베하 사로부터 입수가능한 파이어플록커 N 라미네이트(145 g/m²)의 형태의 배리어 라미네이트(138), 및

- 125 g/m² 아라미드 비스코스 직조물(슈엘러 사의 "노멕스 비스코스 FR 블렌드 50/50 직조물"로 입수가능함)로 된 라이닝 층.

또한, 엔벨로프(20)에 어떠한 방열 쉴드도 제공되지 않은 것을 제외하고는, 상기 직물과 동일한 비교예에 따른 직물을 제조하였다.

직물의 외부 면에 도달하는 열 플럭스가 20 kW/m2이도록 하는 식으로 실시예에 따른 직물 및 비교예에 따른 직물을 열원에 적용하였다.

열원의 형태는 하기와 같았다:

DIN EN 367 (1992)에 정의된 바와 같은 장치를 사용하였고, 측정 장치(400)의 개략적인 스케치에 대해 도 14를 참조한다. DIN EN 367 (1992)에 기재된 바와 같이 열전대(416), 칼로리미터 블록(418) 및 시편(420)을, 80 kW/m2의 표준 열 플럭스 대신에 20 kW/m2의 열 플럭스 밀도가 생기도록 하는 버너(410)로부터의 거리에 두었다. 20 kW/m2는 엔벨로프(20)가 수회 활성화/탈활성화 사이클을 지속해야 하는 심한 소방관 활동의 열 플럭스에 대응한다.

참조 부호(412 및 414)는 도 11에 도시된 바와 같은 레이저 이용 거리 측정 장치의 프레임(312) 및 거리 레이저 장치(314)를 지칭한다. 이 부품들은 단지 들은 단지 화염 시험 동안, 또한 활성화 및 탈활성화 사이클 동안의 두께 변화를 모니터링하기 위한 목적으로만 존재하나, DIN EN 367 (1992)에 따른 시험을 수행하기 위해 절대적으로 필요한 것은 아니다.

비교예 NiCr-Ni 와이어 열전대(알본(ALHBORN) 사의 써모(Thermo) ZA 9020-FS)를 초당 3회 측정을 하는 판독 속도를 가지는 A/D 전환기 Alme-lo 2590-9V5에 연결하고, 라미나 구조체(100)의 제1 층(122)과 엔벨로프(20)의 열 노출 표면 사이에 두었으며, 이에 대해 도 9a에서의 참조 부호 T를 참조한다.

방열 쉴드(50)가 조합된 엔벨로프(20)를 가지는 직물 복합체의 측정을 위해, 열전대를 쉴드(50)과 엔벨로프(20)의 열 노출 표면 사이에 두었으며, 이에 대해 도 9g에서의 참조 부호 T를 참조한다.

도 15는 열 노출 시험의 결과가 있는 그래프를 도시한다. 가로 좌표는 시험편의 열원에의 노출 시간을 나타낸다. 세로 좌표는 상기 실시예 및 비교예에 대한 엔벨로프의 열 노출 외부 표면에서 측정된 온도(온도는 도 9g에서 T에 의해 표시되는 바와 같이, 엔벨로프(20) 및 방열 쉴드(50)의 외부 표면들 사이에서 측정됨)를 나타낸다.

도 14에서의 곡선(80)은 비교예(방열 쉴드(50)가 없음)에 대한 엔벨로프(20)의 열 노출 측 상의 외부 표면에서의 온도의 경시 프로파일을 나타낸다. 온도는 비교적 빨리, 즉 약 30 초 내에 약 300℃로 증가하였다. 그러한 온도는 지나치게 높아, 엔벨로프(20)가 손상없이 지탱할 수 없었다. 그 결과, 엔벨로프(20)에 의해 제공되는 단열 증가는 1분 이내로 소실될 것이다.

이와 대조적으로, (열 노출 측 상의 방열 쉴드(50)가 제공된) 실시예에 따른 직물의 경우, 온도 증가는 도 14에서 곡선(82)에 의해 나타내어 바와 같이, 더욱 더 느려졌다. 온도의 더욱 더 느린 증가는 기체 발생제의 빠른 활성화 및 엔벨로프의 단열 용량의 적응적 증가를 허용하기에 여전히 충분하다. 실시예에 따른 직물을 이용할 때, 탈출 시간(escape time)은 본원에 기재된 바와 같은 엔벨로프를 포함하는 적응적 단열 구조체를 가지지 않는 종래 제품에 대해 40초 이상 증가할 수 있는 것으로 나타났다. 단열 쉴드(50)가 제공된 실시예의 경우, 탈출 시간은 엔벨로프(20)에 단열 쉴드(50)에 제공되지 않은 실시양태에 비해 약 10초 동안 더욱 더 길다.

주름 형성 시험

도 16은 엔벨로프(20)를 형성시키는 데 사용되는 시트 물질(8) 내 주름 형성을 측정하기 위한 장치를 개략적인 형태로 도시한다. 수행되는 상기 시험 장치 및 시험 절차는 "겔보플렉스-시험(Gelboflex-test)"(ASTM F 392-93 (2004)로도 알려진, 주름에 대한 시트 물질의 내성을 시험하기 위해 사용되는 표준 절차이다. 크기가 200 mm×280 mm인 샘플(8)을 관 형상으로 형성시켰고, 시험기 주축에 부착시켰다.

샘플을 표준 대기 조건(23℃ 및 50% 상대 습도)에서 가요시켰다. 가요 작용은 수직 이동과 조합되는 트위스팅 이동으로 이루어지고, 이에 따라 필름을 반복하여 트위스팅 및 분쇄하였다. 빈도는 분당 45회 사이클로 되어 있고, 이 경우, 각 샘플에 대해 50회 사이클을 수행하였다.

도 1에 도시된 바와 같은 시트 물질의 3개 샘플 시트(8)를 주름 형성에 대해 시험하였다(시험예). 또한, Al 층 및 PET 밀봉 층으로 이루어진 시트 물질의 3개 샘플 시트(8)를 시험하였다(비교예).

샘플 시트의 구성은 하기와 같았다:

시험예:

강화 층: 두께가 200 ㎛인 ePTFE 층

유밀 층: 두께가 9 ㎛인 Al-층

유밀 층을 두께가 70 ㎛인 폴리프로필렌(PP) 층 및 두께가 12 ㎛인 PET 밀봉 층 사이에 삽입한다.

비교예:

두께가 70 ㎛인 폴리프로필렌(PP) 층과 두께가 12 ㎛인 PET 밀봉 층 사이에 삽입된 두께가 9 ㎛인 Al로 된 유밀 층을 가지는, 도 1a 또는 1b에 따른 라미네이트.

시험예에 따른 샘플 시트 및 비교예에 따른 3개의 샘플 시트를 50회 굽힘 사이클에 적용하였다. 그 후, 샘플 시트를 시각적으로 조사하였다. 그 결과는 도 17에 나와 있다. 도 17은 상기 겔보플렉스 시험에 적용한 후의 모든 6개 샘플 시트의 도면을 도시한다. 상단 열은 시험예에 따른 3개의 샘플 시트를 도시하고, 하단 열은 비교예에 따른 3개의 시트를 도시한다. 시험예에 따른 샘플 시트 내에 거의 주름이 존재하는 것이 명백히 가시적이다. 그와 대조적으로, 비교예에 따른 샘플 시트는 유의적 형성을 도시하고, 이들 중 일부는 비교적 심하고 가파르다.

ASTM D 1434-82에 기재된 바와 같은 압력계 방법을 이용하는 산소 기체 전달 시험은 겔보플렉스 시험에 적용되기 전 및 적용된 후 샘플 시트(8)를 이용하여 수행되었다. 샘플은 압력이 상이한 2개의 밀봉된 쳄버 사이에 탑재되어야 한다. 기체 분자는 압력 차(기체 농도 차)의 영향 하에 고압력 측(1 바 압력) 내지 저압력 측(진공)으로 필름을 통과할 것이다. 저측의 검출된 압력 변화는 상기 전달 속도를 제공할 것이다.

기체 전달 속도는 정지(steady) 조건 하에 단위 압력 차 및 일정 온도에서 샘플의 단위 영역을 가로지르는 기체의 부피이다. 이 부피는 표준 온도 및 압력에서 표시된다.

상기 속도는 주로 1 atm의 압력 차 하에서의 표준 대기압의 세제곱미터/제곱미터×미터×24시간(cm³/m².d.atm)로 표시된다.

시험예에 따른 3개의 샘플 시트는 겔보플렉스 시험에 적용하기 전 및 후의 실제적으로 변화하지 않은 산호 투과 속도를 나타내는 것으로 나타났다. 이와 대조적으로, 비교예에 따른 샘플 시트를 이용할 때, 산소 투과 속도는 겔보플렉스 시험에 적용한 후에 극적으로 증가하였다. 이는 유밀 Al 층이 주름 형성에 의해 그것의 유밀 특성을 소실함을 명백히 가리킨다.

Claims

적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체용 엔벨로프(20)로서,
엔벨로프(20)는 비활성화된 형태 및 활성화된 형태를 가지는 기체 발생제(18)를 내포하고 있는 하나 이상의 캐비티(16)를 둘러싸고 있고,
기체 발생제(18)는 캐비티(16) 내 온도의 증가에 대응하여 캐비티(16) 내 기체 압력을 증가시키는 것과 같이 비활성화된 형태에서 활성화된 형태로 변화하도록 적응되며,
엔벨로프(20)는 캐비티(16) 내 기체 압력의 증가에 대응하여 엔벨로프(20)의 부피가 증가하도록 구성되며,
엔벨로프(20)는 중합체 복합 물질(8)로 되어 있고, 중합체 복합 물질(8)은 중합체 물질을 포함하는 강화 층에 의해 피복되는 유밀(fluid-tight) 층을 포함하고, 강화 층은 엔벨로프(20)가 1회 또는 복수 회의 활성화/탈활성화 사이클에 적용될 때 유밀 층(8b) 내 주름 형성을 제한하도록 구성되는 것인 엔벨로프(20).
제1항에 있어서, 강화 층은 다공성 중합체 물질(8e)을 포함하는 것인 엔벨로프(20).
제2항에 있어서, 다공성 중합체 물질(8e)은 0.2 내지 1 g/cm³의 밀도를 가지는 것인 엔벨로프(20).
제2항 또는 제3항에 있어서, 다공성 중합체 물질은 발포 플루오로중합체 물질을 포함하는 것인 엔벨로프.
제4항에 있어서, 발포 플루오로중합체 물질은 발포 PTFE를 포함하거나 발포 PTFE인 것인 엔벨로프(20).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 강화 층은 다공성 중합체 층(8e), 및 그 다공성 중합체 층(8e)에 형성된 세공을 적어도 부분적으로 투과하는 다공성 중합체 층과 접촉된 하나 이상의 부가적 중합체 물질(8d)을 포함하는 복합 구조체를 가지는 것인 엔벨로프(20).
제6항에 있어서, 부가적 중합체 물질(8d)은 10 내지 50 ㎛의 투과 깊이까지 다공성 층(8e)의 세공을 투과하는 것인 엔벨로프(20).
제6항 또는 제7항에 있어서, 부가적 중합체 물질은 적어도 유밀 층(8b) 쪽으로 향하는 다공성 중합체 층(8e)의 측에 본질적으로 균질한 중합체 층(8d)을 형성하는 것인 엔벨로프.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 30 내지 400 ㎛, 특히 70 내지 250 ㎛의 두께를 가지는 다공성 층, 특히 발포 PTFE 층(8a)을 포함하는 엔벨로프(20).
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 강화 층은 PU 수지 또는 다른 열가소성 물질, 예를 들어 FEP 또는 PFA에 의해 유밀 층(8b)에 결합된 것인 엔벨로프(20).
제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 강화 층은 부가적 중합체 물질(8d)에 의해 유밀 층(8b)에 결합된 것인 엔벨로프(20).
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 엔벨로프(20)는 금속성 물질의 유밀 층(8b)을 포함하는 금속/중합체 복합 물질로 된 것인 엔벨로프(20).
제12항에 있어서, 금속성 물질은 Al 또는 Al계 합금인 것인 엔벨로프(20).
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 강화 층은 부가적 방열을 제공하도록 구성된 것인 엔벨로프(20).
- 제1 층(122),
- 제2 층(124),
- 제1 층(122)과 제2 층(124) 사이에 제공된, 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 엔벨로프(20)
를 포함하는, 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체(100)로서,
- 제1 층(122), 제2 층(124) 및 캐비티가, 제1 층(122)과 제2 층(124) 사이의 거리가 캐비티(16) 내 기체 압력의 증가에 대응하여 증가하도록 배치된 것인 라미나 구조체(100).
적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체(100) 또는 제15항에 따른 적응적 단열을 제공하는 라미나 구조체(100)용 엔벨로프(20)를 포함하는 복합 구조체를 가지는 직물(150).