KR20070094748A - 파편 및 발사체 격납 시스템과 장비 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 폭발물 방호 패널에는 소정의 두께를 갖고, 본체부, 및 각각 실질적으로 폭이 동일하고 동일 측면으로부터 및 상기 본체부에 대해서 대략 직각으로 늘어져 있는 복수 개의 플랜지를 갖는 예비 경화된 탄성체 재료층이 포함될 수 있다. 본 발명의 폭발물 방호 패널은, 또한, 경화된 탄성체 재료의 상기 복수 개의 플랜지를 통해 구조물 표면에, 상기 경화된 탄성체 재료층을 고정하기 위한 복수 개의 패스너(fastener) 요소를 포함할 수 있다.

폴리머, 와이어 메쉬, 섬유, 콘크리트, 패널, 플랜지, 탄성체, 패스너

Description

파편 및 발사체 격납 시스템과 장비 및 그 제조 방법{SHRAPNEL AND PROJECTILE CONTAINMENT SYSTEMS AND EQUIPMENT AND METHODS FOR PRODUCING SAME}

<관련 특허 출원에 대한 교차 참조>

본 출원은, 참조에 의해서 본원에 합체되며, 발명의 명칭이 "파편 및 발사체 격납 시스템 및 그 제조 방법(Shrapnel and Projectile Containment Systems and Methods for Producing Same)"인 미국 가출원 제60/623,074호(출원일 : 2004 년 12 월 1 일), 및 발명의 명칭이 "파편 및 발사체 격납 시스템 및 그 제조 방법(Shrapnel and Projectile Containment Systems and Methods for Producing Same)"인 미국 가출원 제60/642,991호(출원일 : 2005 년 1 월 12 일)에 대해서 35 U.S.C. §119(e) 하에서의 우선권의 이익을 주장하며, 또한, 본 출원은 발명의 명칭이 "폭발물 방호 패널 및 이의 제조 방법(Blast-Resistant Panel and Method for Producing Same)"인 미국 가출원 제60/460,422호(출원일 : 2003 년 4 월 7 일)의 우선권을 주장하는 발명의 명칭이 "파편 격납 시스템 및 그 제조 방법(Shrapnel Containment System and Method for Producing Same)"인 국제특허 출원 번호 PCT/US2004/010488(출원일 : 2004 년 4 월 6 일)의 미국 국내 단계 진입 출원이고, 발명의 명칭이 "파편 격납 시스템 및 그 제조 방법(Shrapnel Containment System and Method for Producing Same)"인 미국 특허 출원 제10/510,691호(출원일 : 2004 년 10 월 8 일)와 관련되어 있다.

본 발명은 전반적으로 폭발물 및/또는 발사체 발사기로부터 발사된 발사체로부터 파편을 방호하기 위해 구조 또는 벽에 인접하여, 바닥에 또는 천장에 설치되거나, 또는 차량의 측면, 저부 또는 상부에 설치되어지는 시스템과, 장비 및 이와 같은 시스템을 생산하기 위한 방법에 관한 것이다.

본 발명은 동일한 요소에는 동일한 도면 부호를 지정한 도면과 연계하여 이하의 명세서를 읽음으로써 가장 잘 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 패널 생산 장치를 나타낸 개략도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라, 건축물 구조벽(structural wall) 내부에 파편 방어 패널을 설치한 것을 나타내고 있는 사실상의 개략도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파편 방어 패널을 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 주위에 고정된 채널 부재를 갖는 패널을 나타낸 단면도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 패널 고정 부재에 의해 에지(edge)에서 연결된 두 개의 맞닿은 패널을 나타낸 단면도.

도 6은 본 발명의 전개에 따라 수행된 테스트 배치를 나타낸 사실상의 개략도.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 패널 주위에 및 패널에 대해서 실질적으로 수직인 플랜지(flange)를 갖는 패널을 나타낸 측사시도.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 7의 선(8-8)을 따르는 패널을 나타낸 단면도.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라, 패널의 플랜지 일부를 콘크리트면에 고정하는 패스너(fastener)를 갖는 연속 고정 스트립(strip)을 나타낸 부분 상면도.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라, 패널의 플랜지 일부를 콘크리트면에 고정하는 패스너를 갖는 불연속 고정 스트립을 나타낸 부분 상면도.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라, 패널의 플랜지의 일부를 콘크리트면에 고정하는 몇 가지 고정 시스템을 나타낸 부분 상면도.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라, 패스너로 기존의 프레임 요소에 고정된 강화 패널로 제조된 벽 시스템(wall system)을 나타낸 상단면도.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라, 기존의 프레임 요소에 고정된 강화 패널로 제조된 다른 벽 시스템을 나타낸 부분 상단면도.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라, 패널을 기존의 프레임 요소에 고정하는데 사용할 수 있는 강화 패널로 제조된 벽 시스템 내의 프레임의 슬롯부를 나타낸 부분 상단면도.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라, 내부에 강화 패널을 사용하여 제조된 콘크리트 바닥을 나타낸 부분 측단면도.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라, 내부에 철근(rebar) 및 강화 패널을 사용하여 구축된 콘크리트 벽을 나타낸 부분 상단면도.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라, 외부면에 철근 및 강화 패널을 사용하 여 구축된 콘크리트 벽을 나타낸 부분 상단면도.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따라, 콘크리트 기둥을 보호하기 위한 단일 부품(one-piece) 패널 시스템을 나타낸 상단면도.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따라, 콘트리트 벽 주위에 하나 또는 그 이상의 부품을 갖는 패널 시스템을 고정하기 위한 L 형 브래킷을 나타낸 상단면도.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따라, 콘트리트 기둥 주위에 하나 또는 그 이상의 부품을 갖는 패널 시스템을 고정하기 위한 L 형 채널 브래킷을 나타낸 상단면도.

도 21은 본 발명의 일 실시예에 따라, 콘크리트 기둥을 보호하기 위한 패널 시스템을 콘크리트 기둥의 모서리부에 고정하는 도 18의 L 형 브래킷을 나타낸 부분 상단면도.

도 22는 본 발명의 일 실시예에 따라, 콘크리트 기둥을 보호하기 위한 부품 두 개를 갖는 패널 시스템을 나타낸 상단면도.

도 23은 본 발명의 일 실시예에 따라, 강화층(reinforcing layer)의 다이아몬드 형상의 배열을 나타내고 있는 콘크리트 기둥을 보호하기 위한 패널 시스템을 나타낸 부분 측단면도.

도 24는 본 발명의 일 실시예에 따라, 도어 내에 배치된 파편 및 발사체 방호 패널을 갖는 중공형(hollow-core) 도어를 나타낸 부분 상단면도.

도 25는 본 발명의 일 실시예에 따라, 두 개의 튜브(tube) 중의 하나의 내부의 외측에 배치된 파편 및 발사체 방호 패널을 갖는 두 개의 튜브 터널 시스템을 나타낸 부분 정단면도.

도 26은 본 발명의 일 실시예에 따라, 도어의 내부면에 배치되는 제거 가능한 파편 및 발사체 방호 도어 패널을 나타낸 측면도.

도 27은 본 발명의 일 실시예에 따라, 다층 파편 및 발사체 방호 패널을 나타낸 측면도.

도 28은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 다층 파편 및 발사체 방호 패널을 나타낸 측면도.

도 29는 본 발명의 일 실시예에 따라, 구조 표면의 이형제위에 직접 적용되고 또한 기계적인 패스너로 구조 표면에 고정된 파편 및 발사체 방호 패널을 나타낸 측면도.

도 30은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 구조 표면의 이형제위에 직접 적용되고 또한 기계적인 패스너로 구조 표면에 고정된 파편 및 발사체 방호 패널을 나타낸 측면도.

도 31은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 구조 표면의 이형제위에 직접 적용된 두 층의 탄성체층 사이에 직물/섬유 강화층을 갖고 또한 기계적인 패스너로 구조 표면에 고정된 파편 및 발사체 방호 패널을 나타낸 측면도.

도 32는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 구조 표면의 이형제위에 직접 적용된 두 층의 탄성체층 사이에 직물/섬유 강화층을 갖고 또한 기계적인 패스너로 구조 표면에 고정된 파편 및 발사체 방호 패널을 나타낸 측면도.

도 33은 본 발명의 일 실시예에 따라, 파편 및 발사체 방호 패널의 자동 제 조 시스템을 나타낸 측면도.

도 34는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 파편 및 발사체 방호 패널의 자동 제조 시스템을 나타낸 측면도.

도 35는 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 34의 파편 및 발사체 방호 패널의 자동 제조 시스템을 나타낸 상면도.

도 36은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 도 35의 선(36-36)을 따른 파편 및 발사체 방호 패널의 자동 제조 시스템을 나타낸 단면도.

도 37은 본 발명의 일 실시예에 따라, 파편 및 발사체 방호 패널을 차량에 고정하기 위해 미리 위치 설정된 앵커 포스트(anchor post)를 갖는 차량의 일부를 나타낸 상면도.

도 38은 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 37의 차량 바닥, 벽, 도어 및/또는 지붕판의 일부를 나타낸 측면도.

도 39는 본 발명의 일 실시예에 따라, 내부에 파면 및 발사체 방호 패널을 내장한 사전 제조 벽 시스템을 나타낸 노출된 측면도.

도 40은 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 40의 선(40--40)을 따른, 내부에 내장된 파편 및 발사체 방호 패널을 갖는 사전 제조 벽 시스템을 나타낸 부분 단면도.

도 41은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 내부에 파편 및 발사체 방호 패널이 내장된 도 40의 사전 제조 벽 시스템을 나타낸 측면도.

도 42는 본 발명의 일 실시예에 따라, 내부에 파편 및 발사체 방호 패널이 내장된 도 41의 사전 제조 벽 시스템의 상부를 확대한 측면도.

도 43은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널을 나타낸 도면.

도 44는 도 43의 폭발물/파편 격납 패널을 나타낸 측면도.

도 45는 본 발명에 따른 도 43의 폭발물/파편 격납 패널을 나타낸 도면.

도 46은 도 45의 폭발물/파편 격납 패널을 나타낸 측면도.

도 47은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템을 나타낸 도면.

도 48은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템을 나타낸 도면.

도 49는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템을 나타낸 도면.

도 50은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템을 나타낸 도면.

도 51은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템을 나타낸 측면도.

도 52는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템을 나타낸 도면.

도 53은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템을 나타낸 도면.

도 54는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템을 나타낸 도면.

도 55는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템을 나타낸 입면도.

도 56은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템을 나타낸 입면도.

도 57은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템용의 예시적인 설치 방법론을 나타낸 도면.

도 58은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템용의 예시적인 설치 방법론을 나타낸 도면.

도 59는 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템용의 예시적인 설치 방법론을 나타낸 도면.

도 60은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템용의 예시적인 설치 방법론을 나타낸 도면.

도 61은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템용의 예시적인 설치 방법론을 나타낸 도면.

도 62는 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템을 성형하기 위한 예시적인 방법론을 나타낸 도면.

도 63은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템을 성형하기 위한 예시적인 방법론을 나타낸 도면.

도 64는 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템을 성형하기 위한 예시적인 방법론을 나타낸 도면.

도 65는 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템용의 예시적인 성형 툴(shaping tool)을 나타낸 도면.

도 66은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템용의 예시적인 성형 툴을 나타낸 도면.

도 67은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널 시스템용의 예시적인 성형 툴을 나타낸 도면.

도 68은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널을 나타낸 도면.

도 69는 도 68의 예시적인 폭발물/파편 격납 패널의 측면도.

도 70은 도 68의 예시적인 폭발물/파편 격납 패널의 다른 측면도.

도 71은 도 68의 예시적인 폭발물/파편 격납 패널의 다른 측면도.

도 72는 도 68의 예시적인 폭발물/파편 격납 패널의 다른 측면도.

도 73은 힘(B)으로 인한 변형을 나타내고 있는 도 68의 폭발물/파편 격납 패널의 측면 입면도.

도 74는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폭발물/파편/발사체 격납 패널을 나타낸 도면.

도 75는 도 74의 폭발물/파편/발사체 격납 패널을 더욱 상세하게 나타낸 도면.

도 76은 도 75의 폭발물/파편/발사체 격납 패널을 더욱 상세하게 나타낸 도면.

도 77은 도 76의 폭발물/파편/발사체 격납 패널을 더욱 상세하게 나타낸 도면.

도 78은 도 77의 폭발물/파편/발사체 격납 패널을 더욱 상세하게 나타낸 도면.

도 79는 도 78의 폭발물/파편/발사체 격납 패널을 더욱 상세하게 나타낸 도면.

도 80은 예시적인 폭발물/파편/발사체 격납 패널을 나타낸 측면도.

도 81은 예시적인 폭발물/파편/발사체 격납 패널을 나타낸 측면도.

도 82는 예시적인 폭발물/파편/발사체 격납 패널을 나타낸 측면도.

본 발명은, 필요에 따라서, 다양한 형상과, 크기로 절단될 수 있고, 또한 건축물의 벽 및/또는 도어 표면에 또는 인접하여 설치되는 예비 형성된 패널의 제조에 관한 것이다. 일반적으로, 본 발명에 의해서 제공되는 보호 효과를 높이기 위해서, 상기 벽은 구조벽(structural wall)일 수 있다. 패널은, 신장률 및 인장 강도 특성이 개선된 재료를 생산하는데 있어서, 생산 공정을 용이하게 하고 또한 최종 마무리된 패널의 성능을 높이기 위해서 특정하게 선택되는 폴리우레아(polyurea) 또는 다른 탄성체 재료를 분무하는 것에 의해서 생산될 수 있다. 패널은 또한 브러쉬(brush), 롤러(roller) 및/또는 흙손(trowel)을 사용하여 소망의 두께로 상기 폴리우레아 재료 또는 다른 탄성체 재료를 도포함으로써 최종 마무리된 패널을 생산할 수도 있다. 다르게는, 폴리우레아 재료 또는 다른 탄성체 재료는 도포(예를 들면, 스프레이(spray), 브러쉬, 롤러 및/또는 흙손으로 도포)될 수 있으며, 또한 구조 벽 또는 건축물의 내부면에 직접 접착될 수도 있다. 또 다르게는, 구조벽 또는 건축물의 내부면에 사전에 도포되어 있었던 이형제(예를 들면, 테플론(Teflon), 실리콘(silicon), 왁스(wax), 및/또는 기타 다른 임의의 이형제) 위에 폴리우레아 재료 또는 다른 탄성체 재료를 도포(예를 들면, 스프레이(spray), 브러쉬, 롤러 및/또는 흙손으로 도포)하고, 이후에 상기 탄성체 재료 및 상기 이형제를 관통하여 기계적인 패스너(fastener)를 삽입한 다음 상기 내부벽에 고정될 수도 있다. 탄성체 재료가 도포되고 고정될 수도 있는 내부면에는 벽(wall), 천장(ceiling), 바닥(floor), 기둥(column), 도어(door), 창(window) 등이 포함될 수 있다.

패널을 구성하는데 또는 상기 재료의 층 또는 층들을 벽에 직접 접착하는데 있어서, 폴리우레아를 대신하는 것으로서, 폴리실록산(polysiloxane), 폴리우레탄(polyurethane) 및 폴리우레아(polyurea)/폴리우레탄 혼성물과 같은 탄성체를 채택할 수도 있다.

본 발명은 또한 이형 가능한 기판에 소망의 두께로 2 성분이고, 고형분이 더 많은, 폴리우레아 탄성체 재료를 도포하는 단계를 포함하는 폭발, 충격 및 발사체 방호 패널을 생산하는 방법에도 관련될 수 있다. 두 개 또는 그 이상의 탄성체 재료층은 상기 두 개 또는 그 이상의 탄성체 재료층 사이에 배치된 하나 또는 그 이 상의 섬유 또는 직물 강화층과 함께 또는 이들을 제외하고 도포될 수 있어, 상기 재료가 경화되도록 하고, 또한 상기 경화된 패널이 이형 가능한 기판으로 제거될 수 있게 된다. 패널은 건축 부지에서 떨어진 곳에서 생산되어 건축 부지로 운반되거나 또는 건축 부지에서 생산될 수도 있다. 패널은 파편 및 발사체로부터의 보호를 제공하도록 구조벽, 도어 및 건축물의 일부, 구조 또는 차량에 설치될 수도 있다. 또한, 패널은 엘리베이터 축(elevator shaft) 및/또는 계단 탑(stair tower) 내부에 설치되어 지진 활동이 시작된 경우에 추가적인 구조적인 일체화를 제공하며, 또한 가정의 벽 내부에 설치되어 증가된 강도 및 내풍성(wind resistance)을 제공할 수도 있다. 마찬가지로, 패널을 사용하여 창문(window) 및 도어(door)를 덮을 수도 있고, 또한 적절한 장소에 고정되어, 예를 들면 토네이도(tornado) 및 허리케인(hurricane)과 같은 강풍 및 악천후의 영향으로부터 이들을 보호할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 탄성체 재료는 사출 성형되어 다른 선박이나, 선착장 등으로부터의 선체를 보호하도록 선박의 선체 외부에 사용될 수 있는 밀폐형 튜브를 형성할 수도 있다.

도 1에서는, 폴리우레아 탄성체 재료를 도포, 예를 들면 스프레이, 브러쉬, 롤러 및/또는 흙손으로 도포할 수 있는 몰드면(mold surface)으로서 패널 기판(10)을 사용하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폭발물 및/또는 발사체 방호 또는 파편 지연 패널(100)이 생산된다. 도면에서는 패널 기판(10)이 평평한 평면으로 도시되어 있지만, 패널 기판(10)은 패널(100)이 적용될 수 있는 특정한 벽, 도어 등의 형태와 일치할 수 있는 오목 및/또는 볼록한 외형 및/또는 측면을 가질 수 있는 다른 실시예도 고려된다. 기판(10)에는, 경화된 패널을 기판으로부터 용이하게 제거할 수 있도록, 필요에 따라서, 이형제/이형용 화합물을 처리할 수 있다.

표준의, 공지된, 분무 도포 장비를 채택함으로써, 이(2)성분이고, 고형분이 더 많은, 탄성체 성분은 액상(liquid)의 (미경화) 형태로 기판(10)에 분무된다. 예시적인 목적으로의 분무 장비는 가요성 튜브(22)를 통해서 도포용 펌프(24)에 연결되어 있는 분무용 노즐(20)을 포함할 수 있다. 공급 라인(28, 30)을 통해서 상기 탄성체 성분을 구성하는 성분을 공급하기 위해서 저장소 또는 저장 탱크(26)를 사용할 수도 있으며, 상기 성분은 밸브(32)에서 혼합된다. 전체 기판에 걸쳐서 폴리우레아 재료를 도포하도록 분무용 노즐(20)을 수동으로 조작하여 패널을 생산할 수도 있다. 다르게는, 분무용 노즐(하나 이상의 노즐이 사용될 수도 있다)은, 상기 조성이 전체 기판에 걸쳐서 균일한 두께로 도포될 수 있도록 보장하기 위해서, 분무용 노즐(20)을 횡으로 또는 수평으로, 및 수직으로 이동시키기 위한 구동 수단을 갖는 공지된 구조의 캐리지(carriage)(도시하지 않음)에 장착될 수도 있다. 다른 분무 도포 장치 또한 사용 가능하며, 도 1에 나타낸 것은 단지 하나의 예일 뿐이다.

대규모 생산을 위해서는, 분무기의 이동과 분무될 재료의 운반 및 패널의 취급을 포함하여, 컴퓨터 제어 및 로봇 요소를 사용하여 분무 장비를 제어함으로써 분무 공정을 사실상 완전히 자동화할 수 있는 것도 고려된다. 그러나, 동일한 기본적인 공정은 상당히 동일하게 남아 있게 되며, 또한 도 33 내지 도 36은 최종 마 무리된 패널을 대량 생산하기 위한 자동화 시스템으로 가능한 두 가지 실시예의 다이아그램을 제공하고 있다. 예를 들면, 상기 자동화 시스템은 적어도 매 5 분에 적어도 하나의 최종 패널을 생산할 수 있다.

특히 예시적인 실시예에서, 패널은 패널(100)의 외부 또는 내부면 중의 하나에 배치될 수 있거나, 또는 패널의 내부에 배치될 수 있는 강화층(102)을 포함하는 것에 의해서 추가적으로 개선될 수도 있다. 강화층이 패널 내부에 있는 것과 같은 패널을 생산하는 방법은 강화용 직물 재료를 기판(10)에 위치시키는 단계, 및 최종 마무리된 패널 두께의 대략 1/2 정도인 두께로 상기 직물에 폴리우레아 또는 다른 분무 가능한 탄성체를 분무하는 단계를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 폴리우레아가 분무된 직물(102)은 이후에 회전시키거나 뒤집어서 폴리우레아가 기판과 면하도록 하고 또한 상기 직물(102)이 분무 장비와 면하도록 한다. 이후에 직물(102)의 반대면으로의 폴리우레아의 제2 차 도포 또는 분무가 실행되어, 소망의 최종 또는 최종 마무리된 두께의 패널이 생산된다.

상기한 바람직한 공정 순서에 대한 변형도 가능하다. 강화층이 패널(100)의 외부면에 있는 것이 바람직할 때 기판(10)과 밀착되어 강화층이 위치될 수 있으며, 소망의 패널 두께가 얻어질 때까지 이 층에 탄성체를 분무할 수 있다. 층(102)이 패널(100)의 내부에 있어야 하는 경우라면, 상기 층은 기판(10)과 이격되어 있을 수 있으며, 층(102)을 완전히 덮도록 층을 관통하여 폴리우레아를 분무한다. 다르게는, 패널의 일부를 기판에 분무하고, 이후에 층(102)을 도입하고, 그 이후에 패널의 나머지 두께를 분무하여 패널을 완성한다.

일단 분무 공정이 완료되면, 폴리우레아 재료를 부분적으로든 또는 완전하게든 경화시키고, 기판(10)으로부터 상기 층을 분리하며, 따라서 패널(100)을 형성한다.

따라서 패널(100)은 본질적으로 경제적인 방식으로 대량 생산된다. 이는 경제적으로 비교될 정도로 또는 어떠한 이유에서든 바람직하다고 판단되는 경우에는, 실제생산 공장에서의 설비, 또는 건설 현장에서 구축되는 휴대용이나 임시 방편적인 생산 시설에서도 달성될 수 있다. 이후에 패널(100)은 이들 폭발물 방호 패널이 설치되어질 건축물로 수송된다.

패널이 고정될 건축물의 구조벽(104) 내부는 초기 건설 공사 중에 노출된 채로 남겨 두든가, 건축물의 개장(retrofit)시에, 장식용 내부벽면을 제거하여 구조벽의 내부면을 노출시킨다. 패널(100)은 필요에 따라서 크기별로 절단되며, 또한 적절하게는 임의의 적절한 접착제또는 기계적인 부착 수단을 사용하여 벽(104)의 내부면에 고정된다. 구조벽(104)이 일반적으로 한 덩어리의 블록(block)이거나 타설된 콘크리트로 형성되어지기 때문에, 적절한 기계적인 부착 수단의 형태에는 나사가 형성된 콘크리트벽용 앵커(anchor), 또는 나사못과 앵커 세트, 또는 적절한 콘크리트 관통용 못을 사용한 못질 등이 포함될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라, 건축물 구조벽(structural wall) 내부에 파편 방어 패널을 설치한 것을 나타내고 있는 사실상의 개략도이다.

도 3은 설치할 준비가 끝난 패널(100)의 바람직한 실시예를 나타내고 있는 도면이다. 본 실시예에서, 패널(100)은 반대쪽의 측면(예를 들면, 정면(front) 및 배면(back))에 위치된 두 개의 레일(rail)(122,124)(도 4 참조) 사이에서 패널(100) 주위를 유지하는 채널 부재(120)에 의해서 에지가 고정된다. 스테인레스 스틸로 형성되는 것이 바람직한 채널 부재는 에지에서 패널을 구조적으로 강화하는데 도움을 주어, 패널의 강성(stiffness)을 증가시킨다. 또한, 패널의 에지에 채널을 사용하게 되면 패널을 건축물의 벽에 고정할 때, 콘크리트벽용 앵커, 또는 나사못과, 못 등과 같은, 그러나 이들로만 제한되지는 않는 기계적인 패스너(121)의 신뢰성이 개선된다.

도 5는 두 개의 패널을 접합하여 단일 패널의 폭보다 더 넓은 거리까지 넓히도록 할 때 사용하기 적합한 패널 고정 부재(126)를 더 나타낸 도면이다. 두 개 패널의 인접한 에지(edge)는 적절한 기계적인 패스너(131)를 사용하여 상기 패널 고정 부재의 두 개의 레일(128, 130) 에 고정된다. 레일(128, 130)은 웹(132)에 의해서 오프셋(offset)되어 있으며, 따라서 고정 부재는 실질적으로 에지가 맞닿은 관계로 두 개의 패널을 유지하고 있다. 연결되어질 에지에서 채널 부재(120)에 추가하여, 또는 이를 대신하여 고정 부재(126)를 사용할 수도 있다. 뿐만 아니라, 고정 부재는, 예를 들어, 콘크리트 벽용 앵커 등과 같은, 그러나 이들로만 제한되지는 않는 적절한 기계적인 패스너에 의해서 건축물의 벽에 고정되어질 수 있다.

건축물 외부에서의 폭발물의 폭발, 또는 다른 종류의 충격력은 구조벽이 파열되도록 하는 원인이 될 수 있으며, 또한 일반적으로 파편(shrapnel)이라고 불리는 다양한 크기의 벽 파편을 생성하게 된다. 신장률 및 인장 강도 특성이 개선된 패널(100)은 파편 조각이 갖는 운동 에너지의 상당량을 효과적으로 흡수하도록 동 작한다. 이 운동 에너지의 흡수는 건축물 내부를 관통하여 파편이 비행하는 것을 방지하게 된다. 또한 폭발물의 폭발이 패널(100)의 파열을 초래하게 되는 경우에, 건축물 내부로 진입하게 될 수도 있는 파편의 양 및/또는 속도는 패널에 의해서 흡수되거나 소산된 운동 에너지에 의해서 현저하게 감소하게 된다. 따라서, 건축물에 대한 공격으로부터 초래되는 상해의 주원인으로부터 건축물 내에 있는 사람이 더욱 양호하게 보호받게 된다.

패널은 또한, 특히 패널의 주위에서 기계적인 패스너로 벽에 패널이 고정되는 경우에 벽 자체의 구조적인 일체화에도 기여한다고 추정된다.

폭발(explosion) 또는 다른 충격적인 사건으로 발생될 수 있는 잠재적으로 높은 수준의 운동 에너지를 흡수 또는 소산하는데 효과적으로 되기 위해서는, 패널의 두께는 약 100 밀(mil) 내지 약 250 밀의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 상기 패널의 두께는 약 180 밀이 되어야 한다. 두께 250 밀 이상의 패널을 사용할 수는 있지만, 더 두꺼운 패널에 의해서 얻어지는 파편 격납 또는 폭발물 방호력에서의 가능한 점진적인 증가는 비용/효과 분석에서의 비용(재료 비용)의 증가에 의해서 과대 평가되어진다고 판단된다.

파편 격납 패널에 채택되는 탄성체 재료는 그 경화 상태에서의 물리적 또는 다른 재료 특성과 특정한 조합을 갖는 것이 바람직하다. 특히 중요한 것은 파단점에서의 신장률 및 인장 강도이다. 상기 탄성체는 바람직하게는 약 100 내지 800 % 범위 내의 파단점에서의 신장률을 가지며, 또한 상기 범위 내의, 예를 들면, 400 % 내지 800 %의 더 높은 값을 갖는 것이 더욱 바람직하다. 탄성체의 인장 강도는 최 소 2000 psi인 것이 바람직하다.

또한, 탄성체의 부착 특성은, 패널이 분리되어 구축되든가 또는 보호되어야 할 건축물 또는 다른 구조의 벽에 적절히 형성되든 간에 중요할 것이라고 판단된다. 탄성체는 최소 300 psi의 콘크리트 부착력(또는 콘크리트 부착 실패력), 및 최소 1200 psi의 강철 부착력을 나타내는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 폴리우레아, 폴리실록산, 폴리우레탄 및 폴리우레아/폴리우레탄 혼성물은 소망의 물리적 및 재료 특성을 나타낼 수 있다. 현재는, 일 실시예에서, 주로 가요성이고, 내충격성을 가지고, 방수 코팅인 라이닝(lining) 시스템으로서 설계된 이(2) 성분(이소시아네이트(isocyanate) 준폴리머(quasi-polymer); 안료가 혼합된 아민(amine) 혼합물)이고, 분무 가능한 재료로서 이용 가능한 100 % 고체이고, 분무 도포되는 방향족 폴리우레아 재료인 탄성체가 사용되었다.

직물 강화층을 갖는 생산된 패널 내에서 상기 라이닝 시스템을 테스트하였다. 직물 강화층은 패널 형상을 형성할 때 미경화 탄성체가 부착될 프레임을 제공한다. 직물 강화는 또한 폭발물의 방호 및 파편의 격납, 특히, 폭발 에너지 또는 다른 충격이 흡수되는 것으로서 탄성체에 의해서 부담하게 되는 신장량을 제한하는데 있어서 도움을 주는 패널의 구조적인 일체화에도 기여하는 것이 바람직하다.

지금까지는, 테스트용의 패널을 생산하는데 사용되어진 직물은 0.25 인치(inch) × 0.25 인치, 또는 0.5 인치 × 0.25 인치 정도의 개구 그리드(open grid)(경사(warp) 및 위사(fill) 사이의 개구)를 갖는 아라미드(aramid) 또는 폴리에스테르사(polyester yarn) 또는 섬유로부터 생산되었다. 그러나, 그리드 개구의 크기가 더 크거나 작은 것도 적절하게 사용할 수 있을 것이다. 현재까지는 테스트될 패널에 채택된 직물의 인장 강도는 1200 psi × 1200 psi 정도를 나타내고 있다. 본 출원의 응용에서는 테이진 파이버스(Teijin Fibers)에서 생산되는 상품명이 테크노라(Technora) 및 트와론(Twaron)인 아라미드사 또는 아라미드 섬유로 형성되는 직물이 특히 적합하다고 판단된다.

본 발명의 파편 격납 시스템 및 방법은 또한 강화되어져야 할 벽 또는 다른 구조에 직접 도포 및 접합되는 탄성체 재료층의 형태로도 가능하다. 이 경우에, 벽에는 점착성이 없는 외부의 이물질이 깨끗하게 제거되어 있는 것이 바람직하며, 패널 기판에 패널을 분무할 때 채택되었던 것과 유사한 방식으로 탄성체를 분무하여 도포한다. 탄성체는, 상술한 바와 같이, 콘크리트에 대해서는 최소 300 psi의 접착 강도 또는 부착력을 가지도록 선택되며, 또한 상기 콘크리트는 대략 충분한 개수의 작은 표면 불균일성을 갖도록 하여 기계적인 부착이 접착을 향상시키는 영역에 탄성체가 위치할 수 있도록 한다.

또한, 상기 시스템이 직물 또는 섬유 강화 요소를 갖는 경우에는, 부분적으로 탄성체를 도포하고, 이후에 강화 요소를 위치시키고, 그 이후에 나머지 탄성체층을 분무 도포하는 것이 바람직하다. 다르게는, 강화 요소를 먼저 벽에 위치시키고, 이후에 탄성체층의 나머지 두께만큼을 강화 요소에 도포할 수도 있다.

본 발명에 따른 폭발물 방호/파편 격납 패널의 테스트를 수행하였다. 물리적인 테스트 배치(척도는 무시함)의 하나에 대해서 도 6에서 개략적인 상면도로 나타내었다. 도 6에 있어서, 폭발물 장약(200)은 폭발물로부터 30'의 반원만큼 이격 된 네(4) 개의 동일하게 구성된 콘크리트 블록 타겟의 중앙에 위치되어 있다. 콘크리트 블록 타겟 벽(202)은 두 개의 강화용 다리부(leg)(204)를 갖도록 구성되어 있으며, 상기 다리부는 타겟 벽과 함께 직각으로 만든 "U" 자 형상으로 형성되어 있으므로, 폭발물 장약과 면하는 타겟 벽(202)은, 일반적으로 건축물 내에서와 같이, 일정 정도 구조적으로 강화된다.

패널(A, B, C)(벽 두께에 대해서 이들의 두께의 척도는 무시함)은 세 군데 벽에 대해서는 내부에 설치되어 있으며, 반면 네번째 벽은 어떠한 패널이나 라이닝도 설치되어 있지 않다. 패널은 주위를 둘러싸는 스테인레스 스틸제 채널(120)을 포함하며, 또한 콘크리트용 앵커 패스너를 사용하여 벽(202)의 내부에 고정되어 있다.

패널(A, B, C)의 모두는 내부에 직물 강화층을 갖는 폴리우레아 재료로 형성된 공칭 두께 180 밀(mil)로 생산된다. 패널의 더욱 상세한 구조는 다음과 같다.

폭발물 장약(200)은 각각의 타겟 벽(202)의 정면에 균일한 폭발 과압(overpressure)을 생성하도록 42 개 블록(52.5 파운드, lb.)의 C-4 폭발물로 이루어져 있다. 이 정도의 C-4 폭발물은 67.2 파운드의 TNT에 상당한다. 장약은 지상에서 4 피트(feet) 위로 올려져서, 각각의 벽(벽(202)의 높이는 8 피트이다)의 중심점과 정렬되어진다. 폭발물 장약은 정전기 방식으로 폭발되어, 폭발 후 17.67 psi의 최대 과압과, 51.22 psi의 반향 압력을 생성하였다.

폭발 후 초기 관측에 의해서, 보호되지 않은 벽(내부에 어떠한 패널도 고정되지 않은 벽)은 벽의 기초 위에서 제위치에 남아 있는 타겟 벽(202) 또는 강화 레그(204) 중의 어느 하나의 콘크리트가 사실상 전혀 없는 채로 치명적인 구조적인 파손을 입었음을 알 수 있었다. 폭발물에 의해 초래된 벽 파편, 또는 포탄 파편은 벽 후방으로(즉, 벽의 내부로) 54 피트까지에 걸쳐 발견되었다.

반대로, 내부면에 패널이 설치된 세 개의 타겟 벽은 콘트리트 블록에 일정 정도의 각각 다른 수준의 손상을 입은 채로 계속 서 있었다. 폭발에 의해서 이들 접합부에 유도된 응력(stress)에 의해서 타겟 벽(202)이 강화용 레그부(204)에 접합되어 있는 영역이 가장 큰 손상을 입었음을 알 수 있었다. 타겟 벽 자체에는 다양한 수준의 균열 및 파열이 있었다.

패널을 검사한 결과, 아마도 폭발 중에 패널의 반대쪽을 가격한 콘크리트 조각에 의해서, 패널 내부면의 표시용 페인트 코팅의 일부 영역이 깨어지거나 떨어져 나갔음을 알 수 있었다. 패널의 소성 변형은 거의 없거나 전혀 없으며, 또한 파열이나 관통 또한 전혀 나타나지 않았다. 패널의 (내부에 대해서) 후방에는 어떠한 콘크리트 파편도 발견되지 않았다.

패널을 제거한 이후에, 각각의 테스트 패널의 후방에서 목표벽의 파편이 발견되었다. 표 2 내지 표 5는 본 테스트에 후속하여 발견된 벽 파편(포탄 파편, shrapnel)와 관련된 데이터를 나타내고 있는 표이다. 어떠한 파편도 패널을 관통하여 통과하지 못했다는 점에서, 패널이 고정된 벽에 대한 "벽으로부터의 거리"(Distance from Wall)와 관련된 데이터는 전혀 제공되지 않았다는 점에 주목해야 한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라, 패널 주위에 및 패널에 대해서 실질적으로 수직인 플랜지(flange)를 갖는 패널을 나타낸 측사시도이다. 도 7에서, 패널(700)은 필요한 임의의 크기로 형성되어질 수 있고, 내부면(711) 및 외부면(712)을 갖는 본체부(710)를 포함할 수 있으며, 또한 본체부(710)는 하나의 벽이나 이 벽의 일부를 덮기 위해서, 예를 들어, 2' × 2', 2' × 3', 2' × 4', 4' × 8'의 크기와 같은, 그러나 이들 크기로만 제한되지는 않는 크기 뿐만 아니라 더 크거나 및/또는 더 작을 수도 있다. 패널(700)은 또한, 예를 들면, 상부 플랜지(713), 저부 플랜지(714), 좌측 플랜지(715), 및 우측 플랜지(716) 등의 두 개, 세 개 또는 네 개의 플랜지를 구비할 수 있으며, 이들 각각의 플랜지는 대체로 본체부(710)의 단일 측면, 예를 들면, 내부면(711)을 갖는 측면에서 본체부(710)로부터 늘어져 있다. 그러나, 플랜지가, 예를 들면, 상부 플랜지(713) 및 저부 플랜지(714)가 반대측에서 본체부(710)로부터 늘어져 있을 수 있는, 예를 들면, 상부 플랜지(713)는 외부면(712)을 갖는 측면에서 본체부(710)로부터 늘어져 있고, 저부 플랜지(714)는 내부면(711)을 갖는 측면에서 본체부(710)로부터 늘어져 있을 수 있는 실시예도 고려해 볼 수 있다.

일반적으로, 플랜지(713, 714, 715, 716)는, 도 7에서, 실질적으로 90 도의 각도로 본체부(710)로부터 늘어져 있지만, 다른 각도, 90도 이상 및 90 도 이하의 각도 또한 고려해 볼 수 있다. 두 개의 플랜지만을 구비한 실시예에서, 플랜지는 패널(700)의 반대쪽 에지(edge), 예를 들면 상부 및 저부 또는 좌측 및 우측에 위치해 있다. 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 네 개의 플랜지를 갖는 패널(700)은 플랜지(713, 714, 715, 716)에 의해서 표현되어지는 상대적으로 짧은 변을 갖는 개구된(open) 상자 또는 용기(container)의 형태와 유사하다. 각각의 플랜지는 본체부(710)로부터 1 인치 또는 그 이상 연장될 수 있고, 또한 플랜지가 위치하게 되는 패널(700)의 측면 길이의 길이를 대략 연장하고 있다.

도 7의 패널(700) 및 플랜지(713, 714, 715, 716)은 다양한 방법을 사용하여 실질적으로 균일한 두께를 갖는 단일 부품(single piece)으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 일 방법에서는, 패널(700)의 형상과 실질적으로 유사한 형상을 갖는 몰드(도시하지 않음) 내에 탄성체 재료를 분무하여 패널(700) 및 플랜지(713, 714, 715, 716)를 형성하여, 탄성체 재료가 경화되도록 하고, 또한 상기 몰드에서 패널(700)을 제거하고 있다. 이상의 방법을 사용하여 두 개, 세 개 및 네 개의 플랜지를 갖는 패널을 생산할 수도 있다. 도 7에 도시한 형태로 패널을 생산하는 방법은 이들이 설치되어질 준비가 끝났다는 점에서 설치 공정을 신속하게 하는데 도움을 줄 수는 있지만, 이와 같은 방식으로 구성되는 패널의 수송 및 저장과 관련한 몇 가지 물류적인 문제를 나타낼 수도 있다. 구체적으로, 플랜지(713, 714, 715, 716)을 가진 채로 패널(700)을 제조하는 경우에, 수송하기 위해서 이와 같은 패널(700)을 복수개 적층하거나 및/또는 결합시키기가 더욱 곤란해지게 되어, 평판 패널보다도 비용이 더 들게 된다.

패널(700)은, 도 7에서, 구조의 벽에 위치될 수 있으며, 또한, 일반적으로, 상부 플랜지(713) 및 저부 플랜지(714)는 각각 구조의 벽에 인접한 천장 및 바닥에 고정될 수도 있다. 패널(700)이 하나 또는 그 이상의 측면 플랜지(714, 715)를 포함하고 있고 또한 이들 측면 플랜지가 구조의 벽 및/또는 기둥부와 맞닿아 있다면, 이들 측면 플랜지 또한 벽 및/또는 기둥부에 고정되어질 수 있다. 예를 들면, 콘크리트용 앵커, 또는 나사못, 및/또는 못과 같은, 기계적인 패스너를 사용하여 패널(700)을 구조에 고정할 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 패스너는, 예를 들면, 힐티 유에스에이(Hilti USA)에서 제조되며, 와셔(washer)는 있을 수도 있고 없을 수도 있으며, 고정될 플랜지의 길이를 따라서 중심에서 대략 12" 이격되어 있는 직경 1/4"에 길이 1 3/4"인 퀵콘 2 플러스(Kwik-Con II+) 패스너와 같은, 그러나 이것만으로는 제한되지 않는 콘크리트용 패스너일 수 있다. 다르게는, 패널(700)이 두 개 또는 세 개의 플랜지만을 가지는 경우라면, 유사하게 구성된 플랜지를 갖지 않는 인접한 패널의 에지와 맞닿는 플랜지를 갖지 않는 에지는, 도 3, 도 4 및 도 5와 관련하여 상술한 바와 같이, 예를 들어, Z 형 채널(Z-channel) 고정 부재를 사용하여 함께 고정될 수 있을 뿐만 아니라 벽 프레임(wall frame), 예를 들면, 목재 및/또는 금속 기초(즉, 저부) 및 상측(즉, 상부) 플레이트 및/또는 측면 플랜지를 따르는 장식(stud)을 사용하여 함께 고정될 수도 있으며, 본 명세서의 후속하는 문단에서 이에 대해서 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 7의 선(8-8)을 따르는 패널을 나타낸 단면도이다. 도 8에서는, 본체부(710)와 상부 플랜지(713) 및 저부 플랜지(714) 사이에서 실질적으로 균일한 두께의 패널(700)이 안정적으로 위치되어 있는 것을 알 수 있다. 상부 플랜지(713) 및 저부 플랜지(714)가 본체부(710)에 늘어져 있는 곳에서 패널(700)이 상대적으로 날카로운 외부 에지를 가지고 있는 것으로 도시되어 있지만, 원형 및/또는 곡선형 에지를 갖는 몰드를 사용함으로써 약간 원형 및/또는 곡선형인 에지를 제공할 수도 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라, 패널의 플랜지 일부를 콘크리트면에 고정하는 패스너를 갖는 연속 고정 스트립을 나타낸 부분 상면도이다. 도 9에서, 플랜지(910)는 그 표면에 연속 고정 스트립(920)이 배치되어 있을 수 있고, 또한 복수 개의 패스너(930)는 상기 연속 고정 스트립(920) 및 플랜지(910)를 통과하여, 예를 들면, 구조에서 바닥, 천장, 벽 및/또는 기둥일 수 있는 콘크리트(940)까지 관통할 수도 있다. 연속 고정 스트립(920)은 금속(예를 들면, 두께 1/8", 1/4" 등에 폭 1", 2", 3" 등의 냉간 압연한 강철 및/또는 강철판), 목재(예를 들면, 프레임 벽에 평판 및/또는 장식으로서 사용되는 2" × 4", 2" × 6" 등의 보드(board)), 및/또는 금속 및/또는 목재에서와 같은 동일한 강도 및 내구성을 갖는 임의의 다른 재료로 형성될 수 있다. 패스너(930)는 나사못일 수 있으며, 예를 들면, 퀵콘 플러스 2(Kwik-Con+ II) 나사못, 볼트 및/또는 다른 콘크리트용 고정 시스템일 수도 있다. 패스너(930)는 콘크리트(940) 내에 패스너(930)를 고정하는데 도움을 주도록 에폭시(epoxy) 및/또는 다른 접착체 또는 고정체와 조합하여 사용될 수도 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라, 패널의 플랜지 일부를 콘크리트면에 고정하는 패스너(fastener)를 갖는 불연속 고정 스트립을 나타낸 부분 상면도이다. 도 10에서, 플랜지(1010)는 그 표면에 적어도 하나의 불연속 고정 스트립/고정부(1020)가 배치되어 있을 수 있고, 또한 복수 개의 패스너(1030)는 상기 불연속 고정 스트립(1020) 및 플랜지(1010)를 통과하여, 예를 들면, 구조에서 바닥, 천장, 벽 및/또는 기둥일 수 있는 콘크리트(1040)까지 관통할 수도 있다. 불연속 고정 스트립(1020)은 금속(예를 들면, 두께 1/8", 1/4" 등에 폭 1", 2", 3" 등의 냉간 압연한 강철 및/또는 강철판), 목재(예를 들면, 프레임 벽에 평판 및/또는 장식으로서 사용되는 2" × 4", 2" × 6" 등의 보드), 및/또는 금속 및/또는 목재에서와 같은 동일한 강도 및 내구성을 갖는 임의의 다른 재료로 형성될 수 있다. 패스너(1030)는 콘크리트(1040) 내에 패스너(1030)를 고정하는데 도움을 주도록 에폭시 및/또는 다른 접착체 또는 고정체와 조합하여 사용될 수도 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라, 패널의 플랜지의 일부를 콘크리트면에 고정하는 몇 가지 개별 고정 시스템을 나타낸 부분 상면도이다. 도 11에서, 각각의 복수 개의 패스너(1130)는 와셔(1135) 및 플랜지(1110)를 통과하여 구조의 바닥, 천장 벽 및/또는 기둥일 수 있는 콘크리트(1140)까지 관통할 수 있다. 와셔(1135)는 금속(예를 들면, 강철, 아연 등)으로부터 형성될 수도 있고 및/또는 금속에서와 같은 동일한 강도와 내구성을 갖는 다른 재료로 형성될 수도 있다. 패스너(1130)는 콘크리트(1140) 내에 패스너(1130)를 고정하는데 도움을 주도록 에폭시 및/또는 다른 접착체 또는 고정체와 조합하여 사용할 수도 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라, 패스너로 기존의 프레임 부재에 고정된 강화 패널로 제조된 벽 시스템(wall system)을 나타낸 상단면도이다. 도 12에서는, 예를 들어, 금속 건축물 및/또는 차량 내의 벽 시스템부(1200)의 한쪽 측면이 내부벽(1203)의 외부측(1202)에 연결되어 있고 또한 벽 시스템(1200)의 반대쪽 측면은 외부면(1205)의 내부면(1204)에 연결되어 있는 구성이 도시되어 있다. 벽 시스템부(1200)는 한 쌍의 대향하는 U 형 채널 구성 요소, 즉 각각 벽 시스템부(1200)의 반대쪽의 전체 수직 길이를 따라서 연장되는 제1 U 형 채널 구성 요소(1210) 및 제2 U 형 채널 구성 요소(1215)를 포함할 수도 있다. 각각의 대향하는 U 형 채널 구성 요소는 각각 한 쌍의 좌측 및 우측 플랜지(1211, 1212; 1216, 1217)를 포함할 수 있으며, 이들은 각각 본체부(1213; 1218)로부터 대략 90 도의 각도로 늘어져 있고, 또한 벽 시스템부(1200)의 수직 높이를 연장시키고 있다.

도시하지는 않았지만, 프레임(frame)을 형성하도록 벽 시스템부(1200)의 상부 및 저부 에지를 따라서 U 형 채널의 추가적인 부분이 위치될 수도 있다. 이들 U 형 채널의 추가적인 부분은 제1 및 제2 U 형 채널 구성 요소(1210, 1215)와 대등하게 결합되어질 수도 있다. U 형 채널 구성 요소(1210, 1215) 사이에는 우측 플랜지(1212)의 수직 높이를 따라서 고정될 수 있는 하나 또는 그 이상의 강화 패널(1220, 1225)이 배치될 수 있다. 일반적으로, 각각의 강화 패널(1220, 1225)은 다양한 크기, 예를 들면, 2' × 2', 2' × 3', 4' × 8' 등의 크기와 같은, 그러나 이들로만 제한되지는 않는 크기로 제조될 수 있으며, 대략 100 밀 내지 250 밀 또는 그 이상의 범위의 두께를 가질 수도 있다. 필요하다면, 벽 시스템부(1200)는 또한 제1 U 형 채널 구성 요소(1210) 및 제2 U 형 채널 구성 요소(1215) 사이에 배치되고 또한 이들과 실질적으로 평행한 하나 또는 그 이상의 I 형 채널 구성 요소(1230)를 포함할 수도 있다. 각각의 I 형 채널 구성 요소(1230)는 I 빔(I beam)과 유사하며, 또한 I 형 채널 구성 요소(1230)의 본체부(1235)로부터 대략 수직으로 늘어져 있는, 제1 플랜지(1231)가 제2 플랜지(1232)와 쌍을 이루고, 제3 플랜지(1233)가 제4 플랜지(1234)와 쌍을 이루고 있는, 대향하는 두 쌍의 플랜지를 가질 수 있다.

도 12에서, 강화 패널(1220)은, 복수 개의 너트(1240) 및 볼트(1242)를 사용하여, 제1 U 형 채널(1210)의 우측 플랜지(1212)에 및 이 우측 플랜지의 길이를 따라서 고정될 수 있고, 또한 I 형 채널 구성 요소(1230)의 제3 플랜지(1233)에 및 이 제3 플랜지를 따라서 고정될 수 있다. 다르게는, 복수 개의 리벳(1244) 및 와셔(1245)를 사용하여 고정을 수행할 수도 있다. 벽 시스템부(1200)는 또한 강화 패널 및 플랜지(1211, 1231, 1232, 1216) 사이의 하나 또는 그 이상의 발포부(1250, 1255)를 포함할 수도 있다.

일반적으로, 도 12의 U 형 채널 및 I 형 채널 성분(1210, 1215, 1230)은 각각 벽 시스템부(1200)를 지지하기 위해, 및 벽 시스템부(1200)에 부착된 내부 벽부 및 외부 벽널(siding)과 벽 시스템부(1200)의 상부에 위치한 벽 및 바닥부를 지지하기 위한 구조적인 강도를 부여하기 위해서 충분한 강도와 강성을 갖는 재료, 예를 들면, 금속, 복합 재료 등으로 형성될 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라, 기존의 프레임 요소에 고정된 강화 패널로 제조된 다른 벽 시스템을 나타낸 부분 상단면도이다. 도 13에는, 제1 U 형 채널(1210)이나 I 형 채널(1230)의 어디에도 보강 패널(1220)을 연결하는데 기계적인 패스너를 사용하지 않은, 도 12의 벽 시스템부(1200)와 유사한 벽 시스템부(1300)가 도시되어 있다. 대신에, 제1 U 형 채널(1210) 및 I 형 채널(1230)에서 보강 패널(1220)이 플랜지에 접착 방식으로 부착되어 있을 수 있다. 다르게는, U 형 채널(1210) 및 I 형 채널(1230)의 플랜지는 강화 패널(1220)의 수직 에지부가 삽입될 수 있는 슬롯부를 가지도록 구성될 수도 있다. 이상의 설계는 도 14에 도시하고, 이와 연관지어서 설명하기로 한다. 슬롯부는 U 형 채널(1210) 및 I 형 채널(1230)의 각각에 하나 또는 양쪽 플랜지에 인접하여 위치할 수도 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라, 패널을 기존의 프레임 요소에 고정하는데 사용할 수 있는 강화 패널로 제조된 벽 시스템 내의 프레임의 슬롯부를 나타낸 부분 상단면도이다. 도 14에서, U 형 채널 구성 요소(1410)의 우측면은 U 형 채널 구성 요소(1410)의 본체부(1415)로부터 실질적으로 직각으로 늘어져 있는 제1 플랜지(1412) 및 플랜지(1412)의 하단으로부터 실질적으로 직각으로 늘어져 있고, 본체부(1415)에 실질적으로 평행한 제1 플랜지 립부(lip)(1413)에 의해서 형성된 슬롯부(1411)를 갖는 것으로 도시되어 있다. 유사하게, 제2 플랜지(1414)는 제1 플랜지(1412)와 마찬가지로 U 형 채널 구성 요소(1410)의 본체부(1415)의 동일한 측면으로부터 실질적으로 수직으로 달려 있는 것으로 도시되어 있다. 또한, 제2 플랜지(1414)는 플랜지(1412)의 하단으로부터 실질적으로 수직인 각도록 달려 있고 또한 본체부(1415)에 대해서 실질적으로 평행한 제2 플랜지 립부(1414)를 가질 수 있다. 대략적으로, 제1 플랜지의 립부(lip)(1416) 및 제2 플랜지 립부(1416)는 동일 평면에 놓여 있으며 또한 실질적으로 길이가 동일하다.

도 14에서 명백한 바와 같이, 강화 패널(1420)은 슬롯부(1411) 내에 결합되도록 그 모서리를 따르는 키(key)부(1430)를 포함할 수 있으며, 또한 키부(1430)는 강화 패널(1420)의 외부면(1421)이 제1 플랜지(1412)의 외부 모서리와 정렬되거나 외부면(1422)이 제1 플랜지(1412)의 내부 모서리와 정렬될 수 있도록 강화 패널(1420)의 에지를 따라서 변동 가능하게 위치되어 있을 수도 있다. 슬롯부(1411)에 키부(1430)를 설치하는 것은, 예를 들면, 슬롯부(1411) 내로 키부(1430)를 밀어 넣거나, 또는 슬롯부(1411) 내로 키부(1430)를 찰칵 채움으로써 실행될 수 있다. 이상 고려한 실시예의 벽 시스템부(1200)에서는, 벽 시스템부(1200)를 형성하기 위해서 강화 패널(1220) 내에 하나 또는 그 이상의 직물/섬유 강화층을 갖거나 또는 갖지 않는 강화 패널이 제조될 수 있다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라, 내부에 강화 패널을 사용하여 제조된 콘크리트 바닥을 나타낸 부분 측단면도이다. 도 15에서, 콘크리트 슬라브(1500)는 강화 패널(1530)이 사이에 끼워지는 상부 콘크리트부(1510) 및 하부 콘크리트부(1520)를 포함할 수 있다. 강화 패널(1530)은 내부에 하나 또는 그 이상의 직물/섬유 강화층을 모두 갖거나 갖지 않는 하나 또는 그 이상의 탄성체층을 갖는 패널을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 콘트리트 슬라브(1500)는 콘크리트를 타설하여 하부 콘크리트부(1520)를 형성하는 단계와, 콘크리트가 양생되기 전 및/또는 후에 하부 콘크리트부(1520)의 상부에 하나 또는 그 이상의 강화 패널(1530)을 위치시키는 단계, 및 강화층(1530)에 콘크리트를 타설하여 상부 콘크리트부(1510)를 형성하는 단계에 의해서 제조될 수 있다. 상기 하나 또는 그 이상의 강화 패널(1530)은, 일반적으로, 본 명세서에서 설명한 바와 같이, 하나 또는 그 이상의 직물/섬유층을 갖거나 갖지 않은 사전 제조된, 양생된 패널이다. 그러나, 강화 패널(1530)은 하나 또는 그 이상의 직물/섬유층을 갖거나 및/또는 갖지 않는 것과는 상관없이, 하부 콘크리트부(1520)에 분무 도포되어질 수도 있으며, 이후에 이 강화 패널(1530)에 상부 콘크리트부(1510)를 타설할 수도 있다.

도 15에서는 도시하지는 않았지만, 콘크리트 슬라브(1500)는 또한 I 형 빔, 철근(rebar), 와이어 및/또는 다른 강화 및/또는 구조 지지 요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상부 콘크리트부(1510) 및 하부 콘크리트부(1520) 중의 하나 또는 모두는, 철사로 함께 고정되어 콘크리트 슬라브(1500)의 강도와 강성을 개선할 수 있는 와이어 메쉬(wire mesh) 및/또는 케이지(cage)를 포함할 수 있다. 가능한 강화 및/또는 구조 지지 요소의 예는 도 16 및 도 17을 참조하여 설명한다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라, 내부에 철근 및 강화 패널을 사용하여 구축된 콘크리트 벽을 나타낸 부분 상단면도이다. 도 16에서, 콘크리트 벽(1600)은 제1 콘크리트측(1610), 제2 콘크리트측(1620), 및 제1 콘크리트측(1610) 및 제2 콘크리트측(1620) 사이에 끼여 있는 강화 패널층(1630)을 포함할 수 있다. 강화층(1630)은 내부에 하나 또는 그 이상의 직물/섬유 강화층을 모두 갖거나 갖지 않는 하나 또는 그 이상의 탄성체층을 갖는 패널을 포함할 수 있다. 콘크리트 벽(1600)이 도 15에서의 콘크리트 슬라브(1500)와 외형이 유사하지만, 구축 방법은 상이할 수 있다. 예를 들면, 콘크리트가, 대략 4 인치 × 12 또는 그 이상의 인치 두께(높이)이고 수평면을 따라 정렬되어 있는 콘크리트 슬라브와는 달리, 콘크리트 벽에서는, 콘크리트가 대략 4 인치 × 12 또는 그 이상의 인치 두께(넓이)이고, 또한 4 피트 내지 10 피트 또는 그 이상의 피트 높이로 서 있는 수직면을 따라서 정렬되며, 구조의 전체 측면/부분을 따라서 연장된다. 따라서, 콘크리트 벽은 일반적으로 강화 금속으로 형성되고 높으며, 철근 및/또는 다른 금속 강화 요소와 함께 유지되는 거푸집(form)에 타설되어야 한다. 일반적으로, 주택 및/또는 건축물 내의 콘크리트 벽은 약 4 피트 내지 12 피트 정도의 높이일 수 있다. 당연하게도, 건축물의 특정한 응용에 의해서 필요하게 되는 바와 같이, 벽은 더 낮거나 및/또는 더 높을 수도 있다. 또한, 콘크리트가 거푸집에 타설될 때 철근 및/또는 와이어를 둘러 쌀 수도 있도록 철근 및/또는 와이어 메쉬 및/또는 케이지도 거푸집 내에 위치되어 있을 수 있다.

예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 콘크리트 벽(1600)의 구축 방법은 하나 또는 그 이상의 철근 및/또는 와이어 메쉬층을 조립하는 단계 및 상기 하나 또는 그 이상의 철근 및/또는 와이어 메쉬층을 거푸집 내에 위치시키는 단계를 포함할 수 있다. 거푸집의 대략 가운데, 및 하나 이상의 철근(1640) 및/또는 와이어 메쉬층 사이에 하나 또는 그 이상의 강화 패널(1630)을 위치시킬 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, Z 형 채널 및/또는 I 형 채널 커넥터(1650) 및 패스너, 볼트, 나사못, 스테이플(staple), 테이프(tape) 등을 사용하여 적어도 하나 또는 그 이상의 강화 패널(1630)을 연결할 수 있다. 또한, 상기 하나 또는 그 이상의 강화 패널(1630) 내의 구멍을 통해서 철근 및/또는 와이어(wire)를 통과시킴으로써, 상기 하나 또는 그 이상의 철근 및/또는 와이어 메쉬층을 함께 배근할 수도 있다. 이 방법에서는, 거푸집 내로 및 패널 및 철근 및/또는 와이어 메쉬의 주위로 콘크리트를 타설하고, 경화시킨다. 일단 콘크리트가 경화되면, 거푸집을 해체하여 내부에 강화층(1630)이 내장된 콘크리트 벽(1600)을 분리한다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라, 외부면에 철근 및 강화 패널을 사용하여 구축된 콘크리트 벽을 나타낸 부분 상단면도이다. 도 17에서, 콘크리트 벽(1700)은 콘크리트부(1710), 및 콘크리트 벽(1700)의 한쪽 또는 양쪽 측면에서의 적어도 하나의 강화 패널부를 포함할 수 있다. 콘크리트 벽(1700)은 거푸집의 한쪽 또는 양쪽 측면에 하나 또는 그 이상의 강화 패널(1720)을 위치시켜서 및 및 거푸집의 실질적으로 중간에 철근 및/또는 와이어 메쉬 및/또는 케이지를 위치시켜서 구축될 수 있다. 거푸집 내로 콘크리트를 타럿하고, 일단 이 콘크리트가 경화되면, 거푸집을 해체하여 한쪽 측면에 강화 패널(1720)을 갖는 콘크리트 벽(1700)을 분리한다. 도 16에서와 마찬가지로, 도 17에서 콘크리트 벽(1700)에 사용된 인접한 강화 패널은, 도 16과 관련하여 상술한 바와 같이, 함께 고정될 수도 있다.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따라, 콘크리트 기둥을 보호하기 위한 단일 부품(one-piece) 패널 시스템을 나타낸 상단면도이다. 도 18에서, 기둥 패널 커버(cover)(1800)는 실질적으로 직사각형, 예를 들면, 정사각형, 또는 임의의 다른 형태(예를 들면, 타원형, 원형 등)로 형성되어 기둥의 외부 치수와 정합될 수도 있다. 기둥의 형상과는 무관하게, 적절하게 성형된 몰드(mold) 주위에서 기둥 패널 커버(1800)를 예비 성형하여 기둥의 형상과 동일한 형상이 되도록 할 수도 있다. 도 18에서 명백한 바와 같이, 외부 에지(1802, 1804)의 길이를 따라서 연장되는 개구부(1810)를 형성하도록 컬럼 패널 커버(1800)의 외부 에지(1802, 1804)가 연결되지 않은, 실질적으로 정사각형의 형상으로 되어 있을 수 있다.

도 18에서, 개구(1810)는 에지(1802, 1804)가 벌어질 수 있도록 하여, 기둥 패널 커버(1800)가 기둥 주위에 위치될 수 있도록 한다. 다르게는, 기둥의 외부 주위에서, 평평한 강화 패널을 가열하고 만곡시킴으로써 기둥 패널 커버(1800)를 형성할 수도 있다. 일반적으로, 기둥 주위에 기둥 패널 커버(1800)를 설치하는 경우에, 가능한한 서로에 대해서 외부 에지(1802, 1804)를 근접시켜서 개구(1810)를 완전히 폐쇄하거나 개구를 최대한 작게 한다. 다르게는, 외부 에지(1802, 1804)는 실제로는 중첩될 수도 있다. 에지(1802, 1804)가 중첩되는 것과는 무관하게, 에폭시를 사용하든 안하든, 본 명세서에서 설명한 것과 같은 기계적인 패스너를 사용하여, 에지(1802, 1804)에 형성된 이음매를 따라서 적어도 기둥의 모서리 주위의 기둥을 고정할 수도 있다. 필요하다면, 기둥의 각 에지 주위 뿐만 아니라 기둥의 정면/표면에 기둥 패널 커버(1800)도 고정될 수 있다. 또한, 기계적인 패스너와 함께 접착제를 사용하여 기둥 패널 커버(1800)를 기둥에 부착할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 도 18의 기둥 패널 커버(1800)는, 두 개 또는 그 이상의 별도의 패널을 포함할 수 있으며, 상기 패널은 기둥의 각 측면에 들어 맞도록 제조 및/또는 절단되어 상기 별도의 패널이 기둥의 각 모서리에서 맞닿거나 및/또는 중첩될 수 있다. 예를 들면, 기둥 패널 커버(1800)는 두 개의 L 형 절반부, 세 측면을 덮는 U 형 부품과 제4 측면을 덮는 평판 부품, 및/또는 기둥의 각 측면을 덮는 네 개의 별도의 평판 부품을 포함할 수 있다.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따라, 콘트리트 벽 주위에 하나 또는 그 이상의 부품을 갖는 패널 시스템을 고정하기 위한 L형 브래킷을 나타낸 상단면도이다. 도 19에서는, 기계적인 패스너를 사용하여 기둥의 모서리 둘레에 기둥 패널 커버(1800)를 고정하는데, 예를 들어, 폭이 1/2 인치 내지 4 인치까지 또는 그 이상인 2 인치, 3 인치, 4 인치 등의 L 형 브래킷인 L 형 브래킷(1900)을 사용할 수 있다. 일반적으로, L 형 브래킷마다 두 개 또는 그 이상의 패스너를 갖는 복수 개의 L 형 브래킷(1900)은 기둥 패널 커버(1800)의 저부로부터 상부까지 개구(1810)를 따라서 및 에지(1802, 1804) 위로 균등하게 간격을 두고 배치되고 또한 기둥에 고정(anchor)되어 있을 수 있다. 다른 실시예에서, L 형 브래킷(1900)은 개구(1810) 및/또는 기둥 패널 커버(1800) 각각의 외부 에지를 효과적으로 완전하게 덮을 수 있도록 기둥 패널 커버(1800)의 높이와 실질적으로 동일한 높이일 수 있는 폭을 가진 단일 부품일 수 있다.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따라, 콘트리트 기둥 주위에 하나 또는 그 이상의 부품을 갖는 패널 시스템을 고정하기 위한 L 형 채널 브래킷을 나타낸 상단면도이다. 도 20에서는, 기계적인 패스너와 함께, 기둥에 기둥 패널 커버(1800)를 고정하기 위해서, L 형 브래킷(1900)과 유사한, 예를 들어, 2 인치, 3 인치, 4 인치 등의 L 형 브래킷으로 1/2 인치 내지 4 인치까지 또는 그 이상의 범위의 폭을 갖는 L 형 채널 브래킷(2000)을 사용할 수 있다. 일반적으로, 개구(1810) 및 에지(1802, 1804)를 따라서 균등하게 간격을 두고 배치되어지는 L 형 브래킷마다 두 개 또는 그 이상의 패스너를 갖는 복수 개의 L 형 채널 브래킷(2000)은 기둥 패널 커버(1800)의 저부로부터 상부까지 L 형 채널 브래킷의 채널(2005, 2010) 내로 삽입되어질 수 있고, 또한 L 형 채널 브래킷(2000) 및 기둥 패널 커버(1800)를 관통할 수 있는 패스너로 기둥의 모서리 주위 및 기둥 내에 고정된다. 일반적으로, L 형 브래킷마다 두 개 또는 그 이상의 패스너를 갖는 복수 개의 L 형 브래킷(2000)은 기둥 패널 커버(1800)의 저부로부터 상부까지 개구(1810)를 따라서 및 에지(1802, 1804) 위로 균등하게 간격을 두고 배치되고 또한 기둥에 고정(anchor)되어 있을 수 있다. 다른 실시예에서, L 형 채널 브래킷(2000)은 개구(1810) 및/또는 기둥 패널 커버(1800) 각각의 외부 에지를 효과적으로 완전하게 덮을 수 있도록 기둥 패널 커버(1800)의 높이와 실질적으로 동일한 높이일 수 있는 폭을 가진 단일 부품일 수 있다.

도 21은 본 발명의 일 실시예에 따라, 콘크리트 기둥을 보호하기 위한 패널 시스템을 콘크리트 기둥의 모서리부에 고정하는 도 18의 L 형 브래킷을 나타낸 부분 상단면도이다. 도 21에서, 콘크리트 기둥(2000) 주위로의 기둥 패널 커버(1800)의 설치는 L 형 브래킷(1900)과 콘크리트 기둥(2000)까지 L 형 브래킷(1900), 기둥 패널 커버(1800)를 관통하는 두 개의 패스너(2110)를 사용하여 콘크리트 기둥(2000) 주위로 기둥 패널 커버(1800)를 설치함으로써 완료된다. 도시하지는 않았지만, 기둥 패널 커버(1800)를 콘크리트 기둥(2000)에 접착하고 또한 패스너(2110)를 콘크리트 기둥(2000)에 부착하기 위해서는 에폭시도 사용할 수 있다.

도 22는 본 발명의 일 실시예에 따라, 콘크리트 기둥을 보호하기 위한 부품 두 개를 갖는 패널 시스템을 나타낸 상단면도이다. 도 22에서, 부품 두 개를 갖는 기둥 패널 커버(2200)는 제1 절반부(2210) 및 제2 절반부(2220)를 포함하도록 도시되어 있다. 두 개의 부품으로 이루어진 기둥 패널 커버(2200)는 기둥 패널 커버(1800)에 대해서 상술한 방법 및 고정 재료와 유사한 방법 및 고정 재료를 사용하여 설치되어 두 개의 부품을 갖는 기둥 패널 커버(2200)와 함께 도시되어 있는 두 개의 개구를 덮을 수도 있다.

도 23은 본 발명의 일 실시예에 따라, 강화층(reinforcing layer)의 다이아몬드 형상의 배열을 나타내고 있는 콘크리트 기둥을 보호하기 위한 패널 시스템을 나타낸 부분 측단면도이다. 도 23에서, 기둥 패널 커버(2300)는 다이아몬드 형상으로 배열된 직물/섬유층(2310)을 포함하고 있는 것을 알 수 있다. 다르게는, 직물/섬유층(2310)은 또한 그물눈(cross hatch) 및/또는 중첩되는 패턴으로 배열될 수도 있다.

도 24는 본 발명의 일 실시예에 따라, 도어 내에 배치된 파편 및 발사체 방호 패널을 갖는 중공형 도어를 나타낸 부분 상단면도이다. 도 24에서, 중공형 도어/벽부(2400)는 제1 측면(2410), 대향 제2 측면(2420), 제1 단부(2430), 및 대향 제2 단부(2440)를 포함할 수 있다. 하나 또는 그 이상의 부품으로 형성된 구조 지지부(2450)는 중공 도어/벽부(2400)의 저부로부터 상부까지 제1 단부(2430)의 내부면, 및 제2 단부(2440)의 내부면의 실질적으로 전체를 따라서 연장되어 있을 수 있다. 예를 들면, 구조 지지부(2450)는 목재, 금속, 메소나이트(masonite), 및/또는 복합 재료로 형성되어 있을 수 있다. 도시하지는 않았지만, 중공 도어/벽부(2400)의 상부 및 저부를 가로 질러 유사한 구조 지지부가 연장되어 있어 완전한 구조의 내부 프레임을 형성할 수도 있다. 도 24로부터 명백한 바와 같이, 본 명세서에서 설명한 하나 또는 그 이상의 실시예에 따라, 강화 패널(2460)은 중공 도어/벽부(2400)의 내측에 및 구조 지지부(2450) 사이에 배치되어 있을 수 있다. 일반적으로, 강화 패널(2460)은 실질적으로 중공 도어/벽부(2400)의 전체 폭 및 높이까지 연장되고, 또한 본 명세서에서 설명한 다양한 고정 방법 중 임의의 방법을 사용하여 고정될 수 있다. 강화 패널(2460)과 제1 측면(2410) 및 제2 측면(2420) 사이의 공간(2470, 2475)은 모두 비어 있을 수도 있고 및/또는 발포성의, 절연재, 및/또는 다른 재료로 충전되어 있어, 추가적인 방음/단열, 비중(density) 및/또는 보강을 제공할 수도 있다. 강화 패널(2460)은 또한 도어의 하나 또는 그 이상의 측면 또는 단부까지 연장되는 플랜지를 포함하도록 연장되어질 수도 있다. 예를 들면, 상기 플랜지는 도어(2400)의 힌지측 부분까지 연장될 수 있고, 또한 강화 패널(2460)이 도어(2400)의 힌지(도시하지 않음)에 추가적으로 고정되도록 할 수도 있다.

도 24에서의 중공 도어/벽부(2400)의 기본적인 구조는 항공기 구조에 적합한 재료, 예를 들면, 알루미늄, 탄소 복합 재료 등과 같은 적합한 재료를 사용하여 항공기의 조종실 도어 뿐만 아니라 격벽(bulkhead)를 제조하는데 사용될 수도 있다. 강화 패널은 또한 하나 또는 그 이상의 직물/섬유층을 포함하고, 또한 다양한 두께를 가질 수도 있다. 강화 패널의 다른 가능한 실시예의 예로는 도 27 및 도 28을 참조하여 이하에서 설명하도록 한다.

도 24에서의 중공 도어/벽부(2400)는 또한 표준 건축 재료, 예를 들면, 이 인치 × 사 인치(2 × 4) 또는 더 큰(2 × 6, 2 × 8 등)의 보드 판재(board lumber)와 같은 건축 재료를 사용한, 사전 제작된 벽부(2400)로서 제조될 수도 있다. 본 발명의 이상과 같은 실시예에서는, 벽부(2400), 제1 단부(2430), 및 제2 단부(2440)는, 예를 들면 2 × 4 보드일 수 있고, 또한 강화 패널(2460)은 제1 에지(2430) 및 제2 에지(2440) 사이에서 결합되기에 딱 맞는 폭을 가질 수 있으며, 한 쌍의 구조 지지부(2450)는 제1 에지(2430)와 강화 패널(2460)의 에지 중의 하나 및 제2 에지(2440)와 강화 패널(2460)의 에지 중의 하나에 부착될 수 있다. 사전 제작된 벽부(2400)는 또한 제1 에지(2430) 및 제2 에지(2440) 사이에서 실질적으로 동일한 거리를 두고 이격되어 위치하는 하나 또는 그 이상의 중간 지지부(2480)를 가질 수도 있다. 예를 들면, 벽(2400) 내에서는, 제1 및 제2 단부(2430, 2440)가 2 × 4이면, 각각의 중간 지지부(2480)는 2 × 2, 2 × 3, 및/또는 2 × 4의 보드일 수도 있다. 중간 지지부(2480)가 2 × 4인 경우에는, 중간 지지부(2480)는 강화 패널(2460)이 통과할 수 있도록 하기 위해서 4 인치측의 실질적인 중간을 통과하여 및 2 × 4의 실질적으로 전체 길이를 따라서 절개되어 관통하는 슬롯(slot)을 가질 수 있다. 2 x 2, 2 x 3 및/또는 2 x 4 보드쌍을 사용한 경우에는, 강화 패널(2460)은 이들 쌍 사이에 끼워질 수도 있고, 이들 쌍에 부착될 수도 있다. 본 실시예에서, 제1 측면(2410) 및 제2 측면(2420)은, 예를 들면, 건식 벽체(drywall), 합판(plywood), 파티클 보드(particle board), 폼 코어(foam-core) 단열재 등을 포함하지만, 이들로만 제한되지는 않는 임의의 표준 건축 재료일 수 있다.

도 25는 본 발명의 일 실시예에 따라, 두 개의 튜브(tube) 중의 하나의 내부의 외측에 배치된 파편 및 발사체 방호 패널을 갖는 두 개의 튜브 터널 시스템을 나타낸 부분 정단면도이다. 도 25에서, 두 개의 튜브 터널 시스템(2500)은 외부 터널 개방 공간(2520)을 한정하는 내부면(2512)과 외부면(2514)을 갖는 외부 터널(2510), 및 내부 터널 개방 공간(2536)을 한정하는 내부면(2532)과 개방 공간(2520) 내에 배치되는 외부면(2534)을 갖는 소경(小徑)의 내부 터널(2530)을 포함할 수도 있으며, 따라서 내부 터널(2530)은 개방 공간(2520)을 완전하게 채우지 못하고 있다. 예를 들면, 도 25에서의 실시예에서 명백한 바와 같이, 내부 터널(2530) 및 외부 터널(2510)은 각각 실질적으로 평평하고 또한 동일 평면 상에 있는 저면부 및 실질적으로 원형인 벽을 가질 수 있으며, 또한 개방 공간(2520)의 일부는 내부 터널(2530)에 의해서 채워지지 않고 남아 있을 수 있다. 터널의 형태는 다양한 형태, 예를 들면, 직선 측벽을 갖는 더욱 더 직사각형인 형상 및 궁형의 지붕, 삼각형 형상 등의 다양한 형태를 포함할 수 있으나, 이들로만 제한되지는 않는 다른 실시예가 고려된다. 또한, 또 다른 실시예에서는, 외부 터널(2510)의 내부면(2512) 상에 패널이 설치되어 있는 실시예를 가질 수도 있다.

도 25에서, 복수 개의 보호 패널(2540)은 본 명세서에서 개시한 임의의 설계를 사용한 탄성체를 사용함으로써 하나 또는 그 이상의 직물/섬유층을 모두 갖거나 갖지 않고 사전 제작될 수 있다. 각각의 보호층(2540)은 내부 터널(2530)의 외부면(2534)과 대략 동일한 형상을 갖는 외형으로 사전 제조될 수 있고, 또한 기계적인 패스너를 사용하여 내부 터널(2530)의 외부면(2534)에 부착되거나 및/또는 내부 터널(2530)의 외부면(2534)은 에폭시로 밀봉될 수도 있다. 다르게는, 탄성체 및/또는 섬유/섬유층은 내부 터널(2530)의 외부면(2534)에 직접적으로 도포될 수도 있다. 그러나, 일반적으로, 직접적인 도포를 성공시키기 위해서는, 내부 터널(2530)의 외부면(2534)은 이물질이 없고 건조해 있어야 한다.

도 26은 본 발명의 일 실시예에 따라, 차량 도어의 내측면에 배치되는 제거 가능한 파편 및 발사체 방호 도어 패널을 나타낸 측면도이다. 도 26에서는, 도어(2610) 내측면(2616)의 채널 파지 유닛(2614) 내에서 도어(2610) 상에 파편 및 발사체 방호 도어 패널(2600)이 위치한 상태가 도시되어 있다. 도 26에 나타낸 실시예에서, 파편 및 발사체 방호 도어 패널(2600)은 제거 가능하지만, 파편 및 발사체 방호 도어 패널(2600)이 도어(2610) 내측면(2616)에 영구적으로 고정될 수도 있는 실시예 뿐만 아니라 차량의 내부면 전체에 고정되는 실시예도 고려된다.

일반적으로, 채널 파지 유닛(2614)은 좌측 수직 채널(2621), 우측 수직 채널(2622), 및 각각의 좌측 수직 채널(2621)과 우측 수직 채널(2622)에 연결된 저부 채널(2623)을 포함할 수 있으며, 이들은 모두 도어(2610) 내측면(2616)에 영구적으로 고정될 수도 있다. 채널 파지 유닛(2614)은 또한 각각의 좌측 수직 채널(2621) 및 우측 수직 채널(2622)의 한쪽 단부에서 상부까지 연결될 수 있는 상부 채널(2624)을 포함할 수도 있다. 일반적으로, 채널 파지 유닛(2614)은, 본 명세서에서, 예를 들면, 도 4, 도 13 및 도 14와 관련하여 상술한 바와 같이, U 형 채널 재료로 형성된다. 다르게는, 상부 채널(2624)은 파편 및 발사체 방호 도어 패널(2600)에 영구적으로 고정되어 있을 수 있고, 또한 각각의 좌측 수직 채널(2621) 및 우측 수직 채널(2622)에 제거 가능하게 연결되도록 구성될 수도 있다. 예를 들면, 상부 채널(2623)과 좌측 수직 채널(2621) 및 우측 수직 채널(2622)은 채널 파지 유닛(2614) 내의 파편 및 발사체 방호 도어 패널(2600)을 제거 가능하게 설치할 수 있도록 하기 위한 결합 래치 및/또는 잠금 메커니즘을 가질 수도 있다. 또한, 수동으로 고정할 수 있는 패스너가 각각의 채널(2621, 2622, 2623, 2624)에 영구적으로 고정되고 또한 이들을 관통하고, 또한 파편 및 발사체 방호 도어 패널(2600)을 관통하여 도어(2610)에 결합 고정될 수 있다.

도 26에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따라, 좌측 수직 채널(2621) 및 우측 수직 채널(2622)이 도 14와 관련하여 상술한 것과 유사한 슬롯이 형성된 채널과 같이 구성될 수도 있다. 따라서, 파편 및 발사체 방호 도어 패널(2600)의 좌측 및 우측 에지는, 도 14에 도시하고 설명한 바와 같이, 좌측 수직 채널(2621) 및 우측 수직 채널(2622) 내의 슬롯이 형성된 채널 내에 키(key)로 결합될 수도 있다. 파편 및 발사체 방호 도어 패널(2600)의 실시예가 제거 가능한 패널을 포함하고 있기 때문에, 파편 및 발사체 방호 도어 패널(2600)은 차량으로부터 분리될 수 있으며, 또한 차량 내에서 이동하는 요원이 위치할 수도 있는 건축물의 내벽에도 유사하게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 파편 및 발사체 방호 도어 패널(2600)은, 일반적으로 차량의 바닥에 영구적으로 장착될 가능성이 가장 높은 바닥 패널로 구성될 수도 있다. 예를 들면, 바닥 패널의 외형은 바닥의 형상과 일치할 수 있으며, 미리 드릴 작업을 행하여 와셔와 너트가 부착되어 있는 바닥으로부터 상향으로 연장되어 차량 바닥에 바닥 패널을 고정하도록 하는 볼트를 수용할 수도 있다. 바닥 패널은 차량 바닥의 형상을 갖는 몰드 내에서 바닥 패널을 제조함으로써 바닥의 형상과 일치하는 외형을 가지도록 하거나, 또는 실질적으로 평평한 패널을 가열하고 가공하여 바닥의 형상과 일치하도록 할 수도 있다. 일반적으로, 바닥 패널은 대략 일 인치의 1/4 내지 일 인치의 3/4 또는 그 이상의 범위의 두께를 가질 수 있다.

도 27은 본 발명의 일 실시예에 따라, 다층 파편 및 발사체 방호 패널을 나타낸 측면도이다. 도 27에서, 내부에 내장되는 두 개의 직물/섬유층을 갖는 강화 패널(2700)은 저부 탄성체층(2750)의 상부에, 저부 직물/섬유층(2740)의 상부에, 중간 탄성체층(2730)의 상부에, 및 상부 직물/섬유층(2720)의 상부에 형성되는 상부 탄성체층(2710)을 포함하고 있다.

일반적으로, 도 28의 직물/섬유에는, 예를 들면, 상술한 테이진(Teijin)에서 시판하는 상품명이 테크노라 및 트와론인 아라미드사 또는 섬유로 형성되는 직물과 같은 올이 성긴 직물(open weave fabric)이 포함될 수 있다. 또한, 상기 층은 오프셋 및/또는 교대하는 패턴으로 형성되어 각 직물/섬유층 올이 성긴 직조 패턴 사이에서의 임의의 개구의 크기를 최소화할 수 있다. 강화 패널(2700)의 실시예는 탄도 발사체에 대한 방호를 제공할 수도 있다.

도 28은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 다층 파편 및 발사체 방호 패널을 나타낸 측면도이다. 도 28에서, 내부에 내장된 세 층의 직물/섬유층을 갖는 강화 패널(2800)은 제4 탄성체층(2870)의 상부에, 올이 성기게 직조된 제3 직물/섬유층(2860)의 상부에, 제3 탄성체층(2850)의 상부에, 올이 촘촘하게 직조된 제2 직물/섬유층(2840)의 상부에, 제2 탄성체층(2830)의 상부에, 올이 성기게 직조된 제1 직물/섬유층(2820)의 상부에 제1 탄성체층(2810)을 포함하고 있다. 도 28의 실시예에서 명백한 바와 같이, 두 개의 올이 성기게 직조된 직물/섬유층(2820, 2860) 사이에 올이 촘촘하게 직조된 직물/섬유층(2840)이 있지만, 직물/섬유층의 순서가 도 28의 경우와는 정반대일 수 있는 다른 실시예 뿐만 아니라 다른 가능한 임의의 조합을 갖는 실시예도 고려된다. 도 28의 강화 패널(2800)은 세 층의 직물/섬유층만을 가질 수도 있지만, 더 많은 층의 직물/섬유층을 사용할 수 있는 다른 실시예도 고려되며, 각각의 층에서의 직물/섬유의 방향은 다른 직물층으로부터 오프셋(offset)될 수도 있다. 예를 들면, 상기 오프셋은 각각의 후속하는 직물/섬유층의 정렬 방향을, 예를 들면, 원의 주위로 정해진 양의 각도, 이를 테면 1, 2, 3 도 등의 각도와 같은, 그러나 이들로만 제한되지는 않는 각도로 회전시킴으로써 달성될 수 있다. 또한, 직물/섬유층은 서로 층상으로 쌓아 올리고 함께 에폭시로 접착하고, 이후에 탄성체로 코팅되는 실시예도 고려된다.

일반적으로, 직물/섬유층에는, 예를 들면, 상술한 테이진(Teijin)에서 시판하는 상품명이 테크노라 및 트와론인 아라미드사 또는 섬유로 형성되는 직물이 포함된다. 또한, 상기 층은 오프셋 및/또는 교대하는 패턴으로 형성되어 각 직물/섬유층 올이 성긴 직조 패턴 사이에서의 임의의 개구의 크기를 최소화할 수 있다. 강화 패널(2800)의 실시예는 탄도 발사체에 대한 방호를 제공할 수도 있다.

도 29는 본 발명의 일 실시예에 따라, 구조 표면의 이형제위에 직접 적용되고 또한 기계적인 패스너로 구조 표면고정된 파편 및 발사체 방호 패널을 나타낸 측단면도이다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 29에서, 장치(2900)는 건축물 및/또는 구조의 구조벽(2902)을 포함할 수 있으며, 구조벽(2902)의 표면(2903)에는 이형제(2910)가 도포되어 있다. 이형제(2910)는 분무, 브러시, 롤러, 트롤링(trolling) 등에 의해서 표면(2903)에 도포될 수 있으며, 또한 이형제(2910)에는, 예를 들면, 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetraflouroethylene, PTFE), 오일(oil), 왁스(wax), 실리콘(silicon), 및 기타 이형제를 포함할 수 있으며, 이들로만 제한되지는 않는다. 구조벽(2902)은 또한 바닥 및/또는 천장일 수도 있다. 한 층의 탄성체층(2920)은 이형제(2910)와 유사하게 표면(2903) 및 이형제(2910) 위에 직접 도포될 수 있고, 또한 기계적인 고정 시스템(2930)을 사용하여 구조벽(2930)에 고정될 수 있다. 기계적인 고정 시스템(2930)에는 구조벽(2902)에 금속제 고정 요소(2934)를 고정하는데 도움을 주기 위한 연속적인 금속제 고정 스트립/플랜지(2932), 복수 개의 금속제 고정 요소(2934), 및 앵커 메커니즘(2936)(예를 들면, 에폭시, 콘크리트 앵커 등)이 포함될 수 있다. 기계적인 고정 시스템(2930)의 다른 실시예에는 상술한 도 9, 도 10 및/또는 도 11의 임의의 고정 시스템이 포함될 수도 있다.

도 30은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 구조 표면의 이형제위에 직접 적용되고 또한 기계적인 패스너로 구조 표면에 고정된 파편 및 발사체 방호 패널을 나타낸 측단면도이다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 30에서, 장치(3000)는 건축물 및/또는 구조의 상단부에서 상부 구조 슬라브(3004)에 연결되고 또한 하단부에서 저부 구조 슬라브(3006)에 연결되는 구조벽(3002)을 포함할 수 있으며, 구조벽(3002)의 표면(3003), 상부 슬라브(3004)의 표면(3005), 및 저부 슬라브(3006)의 표면(3007)에는 이형제(3010)가 도포되어 있다. 이형제(3010)는 스프레이, 브러쉬, 롤러 및/또는 트롤링 등에 의해서 표면(3003, 3005, 3007)에 도포될 수 있으며, 또한, 이형제(3010)에는, 예를 들면, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 오일, 왁스, 실리콘, 및 기타 이형제가 포함될 수 있으며, 이들로만 제한되지는 않는다.

한 층의 탄성체층(3020)은 유사하게 표면(3003, 3005, 3007) 상에 있는 이형제(3010) 위에 직접 도포될 수 있으며, 또한 기계적인 고정 시스템(3030)을 사용하여 상부 구조 슬라브(3004) 및 저부 구조 슬라브(3006)에 고정될 수 있다. 탄성체층(3020) 또한 기계적인 고정 시스템(3030)을 사용하여, 도 29에 나타낸 바와 같이, 구조벽(3002)에 고정될 수 있다. 기계적인 고정 시스템(3030)에는 구조벽(3002)에 금속제 고정 요소(3034)를 고정하는데 도움을 주기 위한 연속적인 금속제 고정 스트립/플랜지(3032), 금속제 고정 요소(3034), 및 앵커 메커니즘(3036)(예를 들면, 에폭시, 콘크리트 앵커 등)이 포함될 수 있다. 기계적인 고정 시스템(3030)의 다른 실시예에는 상술한 도 9, 도 10 및/또는 도 11의 임의의 고정 시스템이 포함될 수도 있다.

도 31은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 구조의 표면 위에 이형제가 직접 적용된 두 층의 탄성체층 사이에 직물/섬유 강화층을 갖고 또한 기계적인 패스너로 구조의 표면에 고정된 파편 및 발사체 방호 패널을 나타낸 측단면도이다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 31에서, 장치(3100)는 건축물 및/또는 구조의 구조벽(3102)을 포함할 수 있으며, 구조벽(3102)의 표면(3103)에는 이형제(3110)가 도포되어 있다. 이형제(3102)는 스프레이, 브러쉬, 롤러 및/또는 트롤링 등에 의해서 표면(3103)에 도포될 수 있다. 구조벽(3102)은 또한 바닥 및/또는 천장을 포함할 수 있다. 탄성체층(3120)의 제1 층은 이형제(3110)와 유사하게 및 이형제 위에 직접 도포될 수도 있다.

직물/섬유층(3130)은 탄성체층(3120)의 제1 층에 부착될 수 있고, 탄성체층(3140)의 제2 층은 상술한 방법 중의 하나의 방법을 사용하여 직물/섬유층(3130) 위에 도포될 수 있으며, 또한 이들 층은 모두 기계적인 고정 시스템(3150)을 사용하여 구조벽(3102)에 고정될 수도 있다. 기계적인 고정 시스템(3150)에는 구조벽(3102)에 금속제 고정 요소(3154)를 고정하는데 도움을 주기 위한 연속적인 금속제 고정 스트립/플랜지(3152), 금속제 고정 요소(3154), 및 앵커 메커니즘(3156)(예를 들면, 에폭시, 콘크리트 앵커 등)이 포함될 수 있다. 기계적인 고정 시스템(3150)의 다른 실시예에는 상술한 도 9, 도 10 및/또는 도 11의 임의의 고정 시스템이 포함될 수도 있다.

도 32는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 구조 표면의 이형제위에 직접 적용된 두 층의 탄성체층 사이에 직물/섬유 강화층을 갖고 또한 기계적인 패스너로 구조 표면에 고정된 파편 및 발사체 방호 패널을 나타낸 측단면도이다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 32에서, 장치(3200)는 건축물 및/또는 구조의 상단부에서 상부 구조 슬라브(3204)에 연결되고 또한 하단부에서 저부 구조 슬라브(3206)에 연결되는 구조벽(3202)을 포함할 수 있으며, 구조벽(3202)의 표면(3203), 상부 슬라브(3204)의 표면(3205), 및 저부 슬라브(3206)의 표면(3207)에는 이형제(3210)가 도포되어 있다. 이형제(3210)는 스프레이, 브러쉬, 롤러 및/또는 트롤링 등에 의해서 표면(3203, 3205, 3207)에 도포될 수 있다.

유사하게, 표면(3203, 3205, 3207) 상에 있는 이형제(3210)에 한 층의 탄성체층(3220)이 직접 도포될 수 있다. 직물/섬유층(3230)은 탄성체층(3220)의 제1 층에 부착될 수 있고, 또한 탄성체층(3240)의 제2 층은 상술한 방법 중의 하나를 사용하여 직물/섬유층(3230)에 도포될 수 있으며, 이들 층은 모두 기계적인 고정 시스템(3250)을 사용하여 상부 구조 슬라브(3204) 및 하부 구조 슬라브(3206)에 고정될 수 있다. 탄성체층(3220) 또한 기계적인 고정 시스템(3250)을 사용하여, 도 29, 도 30 및/또는 도 31에 나타낸 바와 같이, 구조벽(3202)에 고정될 수 있다. 기계적인 고정 시스템(3250)에는 구조벽(3202)에 금속제 고정 요소(3254)를 고정하는데 도움을 주기 위한 연속적인 금속제 고정 스트립/플랜지(3252), 복수 개의 금속제 고정 요소(3254), 및 앵커 메커니즘(32566)(예를 들면, 에폭시, 콘크리트 앵커 등)이 포함될 수 있다. 기계적인 고정 시스템(3250)의 다른 실시예에는 상술한 도 9, 도 10 및/또는 도 11의 임의의 고정 시스템이 포함될 수도 있다.

도 33은 본 발명의 일 실시예에 따라, 파편 및 발사체 방호 패널의 자동 제조 시스템을 나타낸 측면도이다. 도 33에서, 파편 및 발사체 방호 패널의 자동 제조 시스템(3300)은 제1 분무 도포부(3310)를 포함할 수 있으며, 상기 도포부는 직물/섬유 롤러 시스템(3305)에서 직물/섬유층(3302)을 제1 분무 도포부(3310)로 용이하게 빼내도록 하는 한 쌍의 제1 구동 롤러(3311)를 포함할 수 있다. 제1 분무 도포부(3310)는 직물/섬유층(3302)의 제1 측면으로 탄성체를 분무하기 위한 하나 또는 그 이상의 제1 자동 분무 노즐(3312), 및 중간 패널층(3315)을 형성하고, 결합된 직물/섬유층(3302)과 제1 층의 탄성체층(3314)을 상기 제1 분무 도포부(3310)를 관통하여 이동시키는 컨베이어 시스템(예를 들면, 컨베이어 벨트 시스템을 포함하지만, 이에 제한되지는 않음)(3313)을 더 포함할 수도 있다. 제1 분무 도포부(3310)는 또한 제1 분무 도포부(3310)의 출력단에 위치한 한 쌍의 제2 구동 롤러(3316)를 더 포함할 수도 있다. 한 쌍의 제2 구동 롤러(3316)는 제1 분무 테이블부(3310) 밖으로 중간 패널층(3315)을 끌어 당기고, 또한 제1 분무 도포부(3310)의 출력단에 동작 가능하게 연결되어 중간 패널층(3315)을 수용하는 전향부(3320)로 공급하도록 동작될 수도 있다.

도 33에서, 전향부(3320)는 적어도 하나의 대형 롤러/드럼(3321), 또는 동등한 기능을 수행하는 구조를 포함할 수 있으며, 또한 중간 패널층(3315)이 그 주위를 통과할 수 있으면서 효과적으로 전향시켜 중간 패널층(3315) 내의 직물/섬유층(3302)이 제3 구동 롤러(3341)를 통해서 제2 분무 테이블부(3340)로 끌어 당겨짐에 따라 직물/섬유층이 위로 향한 채로 효과적으로 전향(turn)되는 하나 또는 그 이상의 소형 드럼(3324)을 포함할 수도 있다. 전향부(3320)가 U 형상의 전향을 통해서 중간 패널층(3315)을 뒤집어, 패널 자동 제조 시스템(3300)에 적합한 2 단계의 구성으로 보일 수 있게 동작하는 것으로 보이지만, 다른 구성 및 전향 형태도 고려될 수 있다.

예를 들면, 하나 또는 그 이상의 롤러는 각도를 가지면서 또한 후방에 배치되고 또한 분무 테이블부(3310)의 위쪽에서 수평으로 되어 중간 패널층(3315)을 완전하게 전향시킨다. 예를 들면, 단일 롤러는 분무 테이블부(3310)의 단부에 위치하고 또한 중간 패널층(3315)의 이동 경로로부터 45 도의 각도로 위치하여 중간 패널층(3315)이 롤러 위로 이동할 때, 직물층의 제2 측면이 노출되고, 이어서 중간 패널층(3315)은 분무 테이블부(3310) 상에 있는 채로 중간 패널층(3315)의 이동 경로에 대해 실질적으로 90 도의 각도로 이동하게 된다. 이 때, 중간 패널층(3315)은 분무 테이블부(3310)이 표면 위에서 수평으로 되어, 제2 분무 테이블부(3310)가 더 높아져야 하거나 또는 중간 패널층(3315)이 이전의 -45 도의 롤러 높이로 되돌아가야 할 필요가 있다. 이는, 예를 들어, 제2 분무 테이블부(3310)의 전방에서 90 도의 각도로 배치되어 있고 또한 45 도의 롤러 높이와 실질적으로 동일한 높이에 배치되어 있는 롤러 아래로 중간층(3315)을 통과시킴으로써 실현될 수 있다.

다르게는, 도 33의 전향부(3320)의 다른 실시예에서는, 예를 들면, 상술한 실시예에서와 같이 45 도 각도의 제1 롤러를 갖는 세 개의 롤러 시스템으로 구현될 수도 있다. 세 개의 롤러 시스템은 또한 분무 테이블부(3310) 상에서 및 상기 제1 롤러의 위에서의 중간 패널층(3315)의 이동 경로에 대해 평행한 분무 테이블부(3310)의 단부에 대해 90 도 각도의 제2 롤러를 포함할 수 있으며, 상기 제2 롤러는 아래로 중간 패널층(3315)을 통과시키고 또한 제2 롤러 주위를 둘러 싸도록 하여 중간 패널층(3315)이 180 도의 반대 방향으로 이동하도록 할 수도 있다.

세 개의 롤러 시스템은 최종적으로 상기 제1 롤러에 대해서 반대의 45 도 각도의 제3 롤러를 포함할 수도 있으며, 또한 제3 롤러는 제1 롤러 및 제2 롤러의 위쪽에 평행하게 배치될 수도 있으며, 또한 물리적으로 제1 롤러의 실질적으로 바로 위쪽에 배치되어, 위쪽으로부터, 제1 롤러와 제3 롤러가 "X" 형상을 형성할 수도 있다. 중간 패널층(3315)은 제3 롤러의 아래쪽을 이동하고 제3 롤러를 둘러 싸서, 약간 상승된 높이이지만, 분무 테이블부(3310) 상에서와 마찬가지로 실질적으로 동일한 방향 및 경로로 중간 패널층(3315)이 다시 이동되도록 한다.

필요하다면, 분무 테이블부(3310) 상에 있었던 것과 동일한 높이로 중간 패널층(3315)을 되돌리는 것은, 제1 롤러에 대해서 실질적으로 동일한 높이 및 중간 패널층(3315)의 경로를 가로 지르는 90 도의 각도로 제2 분무 테이블부(3340)의 바로 앞에 위치할 수도 있는 제3 롤러 뒤의 추가적인 롤러를 사용하고, 또한 상기 추가적인 롤러 아래로 통과시키는 것 및 제2 분무 테이블부(3340) 상으로 중간 패널층(3315)을 통과시키는 것에 의해서 실현할 수도 있다. 당연하게도, 상술한 대안적인 실시예 또한 각각의 분무 테이블부(3310) 및 제2 분무 테이블부(3340)의 표면 아래 및/또는 위의 롤러로 적절하게 구현될 수도 있다.

전향부(3320)에 대한 상술한 다른 롤러의 실시예는 단지 설명을 위한 것이었으며, 또한 어떠한 식으로든, 고려되는 가능한 실시예만으로서, 또는 이들로만 제한되는 것으로서 해석되어서는 결코 안된다는 점은 명백하다.

제2 분무 도포부(3340)는 직물/섬유층(3302)의 제2 측면으로 탄성체를 분무하기 위한 하나 또는 그 이상의 제2 자동 분무 노즐(3342), 및 최종 패널층(3345)을 형성하고, 결합된 최종 패널층(3345)을 제2 분무 도포부(3340)를 관통하여 이동시키는 다른 컨베이어 시스템(예를 들면, 컨베이어 벨트 시스템, 다중 자유 운동 롤러 등을 포함하지만, 이에 제한되지는 않음)(3343)을 더 포함할 수도 있다. 제2 분무 테이블부(3340)는 또한 제2 분무 테이블부(3340)의 출력단에 위치한 한 쌍의 제4 구동 롤러(3346)를 더 포함할 수도 있다. 네 번째 쌍의 구동 롤러(3346)는 제2 분무 테이블부(3340)에서 최종 패널층(3345)를 끌어 당겨 최종 마무리부(3350)에 최종 패널층을 공급하도록 동작될 수도 있으며, 상기 최종 마무리부는 제2 분무 도포부(3340)의 출력단에 동작 가능하게 연결되어 다섯번째 쌍의 구동 롤러(3351)를 통과한 최종 패널층(3315)을 수용할 수 있다.

다섯 번째 쌍의 구동 롤러(3351)는 최종 마무리 베드(3354)를 가로 질러 최종 패널층(3345)이 최종 마무리부(3350) 내로 및 최종 마무리부를 관통하도록 하고 또한 여섯번째 쌍의 구동 롤러(3356) 내로 최종 패널층을 끌어 당기도록 동작될 수도 있다. 여섯 번째 쌍의 구동 롤러(3356)는 최종 마무리 베드(3354)를 가로질러서 및 최종 마무리부(3350) 밖으로 최종 패널층(3345)을 끌어 당기도록 동작될 수도 있다. 절단 장치(3360)는 제2 분무 도포부(3340) 및 최종 마무리부(3350) 사이에 배치될 수 있으며, 또한, 필요한 경우에는, 소정 길이의 패널(3355)로 최종 패널층(3345)을 절단할 수 있다. 절단 장치(3360)는 최종 패널층(3345)의 전체 폭을 가로 질러 신속하게 절단할 수 있고, 또한 제2 분무 테이블부(3340)을 관통하는 최종 패널층(3345)의 이동을 방해하지 않는, 대형 블레이드, 앤빌 커터(anvil cutter), 고압 워터젯 커터, 및/또는 임의의 다른 절단 메커니즘을 포함할 수도 있다. 다르게는, 다른 실시예에서, 절단 장치(3360)는 여섯 번째 상의 구동 롤러(3356)에 인접하여 최종 마무리부(3350)의 출력단에 배치되어 있을 수도 있다. 다르게는, 절단 장치(3360)는 임의의 방향으로 최종 패널층에 천공부(perforation)를 삽입할 수도 있다.

도 33에서, 패널 자동 제조 시스템(3300)은 또한 최종 패널층(3345)이 여섯번째 쌍의 구동 롤러(3356)를 관통하여 최종 마무리부(3350)를 이탈함에 따라서 최종 패널층을 수용하기 위한 권취 롤러 시스템(3371)을 포함할 수 있는 권취 시스템(3370)을 포함할 수도 있다. 권취 롤러 시스템(3371)은 최종 패널층(3345)의 선단부 폭이 부착될 수 있고, 그 둘레에 권취될 수 있는, 모터(3373)에 의해서 구동되는 롤러(3372)를 포함할 수 있다. 롤러(3372)는 가압하지 않은 보드(empty pressed board) 권취 롤을 수용할 수 있다. 최종 패널층(3345)의 선단 에지는 권취 롤에 부착될 수 있으며, 또한, 예를 들면 플라스틱 랩(plastic wrap)과 유사한 얇은 플라스틱판(3375)은 한 롤(roll)의 플라스틱판(3380)으로부터 공급될 수 있으며, 또한 권취 중에 최종 패널층(3345)이 서로 들러붙지 않도록 하기 위해서 롤러(3372)에 최종 패널층이 권취됨에 따라서 최종 패널층(3345)의 한쪽 측면에 부착될 수 있다.

도 34는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 파편 및 발사체 방호 패널 자동 제조 시스템을 나타낸 측면도이고, 도 35는 그 상면도이다. 도 34 및 도 35에서, 파편 및 발사체 방호 패널 자동 제조 시스템(3400)은 패널 제조 시스템(3404)에 직물을 공급하는 직물 공급 시스템(3402)을 포함할 수 있다.

직물 공급 서브시스템(3410)을 포함할 수도 있는 직물 공급 시스템(3402)은 롤(3412)로부터 직물 피더(feeder)/커터(cutter)(3420)으로 직물(3411)을 공급하도록 동작한다. 직물 피더/커터(3420)는 롤(3412)로부터 직물(3411)을 수용하기 위한 텐션 롤러(tensioning roller)(3421) 및 텐션 롤러(3421)를 건너서 직물(3411)을 끌어 당기도록 하고 또한 패널 제조 시스템(3404) 내의 직물 테이블부(3430)로 직물(3411)을 공급하도록 동작할 수 있는 피더 롤러/드라이브(3423)를 포함할 수 있다. 피더 롤러/드라이브(3423)는 하나 또는 그 이상의 롤러를 구동하여 직물(3411)을 직물 테이블부(3430)로 공급하는 전기적인 구동 유닛, 및 상기 하나 또는 그 이상의 롤러의 뒤쪽에서 직물(3411)을 소망의 길이를 갖는 시트(sheet)로 절단하여 패널을 제조하기 위한 커터 메커니즘을 포함할 수 있다. 패널 제조 시스템(3404)은 또한 직물 피더/커터(3420)의 반대쪽 단부에서 직물 테이블부(3430)에 연결되어 있는 분무 테이블부(3460) 및 분무 테이블부(3460)의 반대쪽 단부에 연결된 패널 박리부(3480)를 포함할 수도 있다.

도 34 및 도 35에서의 직물 테이블부(3430)는 피더 롤러/드라이브(3423)가 직물(3411)을 배출할 수 있는 높이와 실질적으로 동일한 높이에 테이블면(3432)을 갖는 직물 테이블(3431)을 포함할 수도 있다. 테이블 표면(3432)은 견고한 표면으로, 또는 테이블 표면(3432)의 폭에 걸쳐서 각각의 다른 롤러에 대해서 일련의 실질적으로 평행하게, 또는 테이블 표면(3432)의 길이를 따라서 실질적으로 동등한 간격으로 이격된 세트(set) 등으로 구현될 수 있다. 직물 테이블부(3430)는 직물 테이블(3431)에 고정되고 직물 테이블 위로 연장되어, 직물 캐리지(3434)가 직물 테이블을 따라 전후로 이동할 수 있도록 하는 가이드 레일(3433)을 더 포함할 수도 있다. 가이드 레일(3433)은 분무 테이블부(3460) 및 패널 박리부(3470)를 포함하여, 패널 제조 시스템(3404)의 전체 길이를 따라서 연장될 수 있으며, 또한 패널 제조 시스템의 다른 부분에 고정될 수도 있다. 직물 캐리지(3434)는 절단된 시트의 반대쪽 측면을 따라서 세로 방향으로 절단된 직물(3411) 시트를 파지하고, 이 절단된 직물 시트를 테이블면(3432)으로부터 들어 올리고, 또한 이 절단된 직물(3411) 시트를 끌어 당겨서 그 폭을 가로 질러 팽팽하게 함으로써 절단된 직물 시트에 장력을 부여하도록 동작할 수 있는 직물 클램핑 메커니즘(3435)을 포함할 수 있다. 직물 캐리지(3434)는 또한 직물 캐리지(3434)의 상부에 이동 가능하게 연결될 수 있고 또한 직물 캐리지(3434)의 상부 및 테이블면(3432) 사이에 배치되는 직물 탬핑(tamping) 메커니즘(3436)을 더 포함할 수도 있다. 직물 탬핑 메커니즘(3436)은 직물(3411) 시트의 크기와 대략 동일한 크기일 수 있고, 또한 테이블면(3432)에 대해서 상하로 이동할 수 있는 단일 부분 또는 복수 개의 분리되어 제어되는 부분을 포함할 수도 있다. 일반적으로, 직물 탬핑 메커니즘(3436)은 패널을 제조하는데 사용된 폴리머가 달라 붙지 않도록 하는 재료로 형성 및/또는 코팅된다. 여기에는, 예를 들면, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 오일, 왁스, 실리콘, 및 기타 논스틱(non-stick) 재료가 포함될 수 있으며, 이들로만 제한되지는 않는다.

직물 캐리지(3434)는 또한 직물 캐리지(3434)의 전방단(3450)에 인접하여 위치한 제1 구동 메커니즘(3437)을 더 포함할 수 있으며, 또한 제1 구동 메커니즘(3737)은 가이드 레일(3433)을 따라서 직물 캐리지(3434)가 분무 테이블(3460)로 이동 및 분무 테이블로부터 멀어지도록 동작하거나, 다르게는, 가이드 레일(3433)을 따라서 패널 박리부(3480)로부터 분무 테이블(3460)로 이동 및 분무 테이블로부터 멀어지도록 패널 박리 조립체(3482)를 이동시킬 수도 있다. 직물 캐리지(3434)는 또한 직물 캐리지(3434)의 전방 단부(3450)에 고정된 분무 건(spray gun)(3440)을 더 포함할 수도 있다. 일반적으로, 분무 건(3440)은 직물 캐리지(3434)에 견고하게 고정될 수 있어, 분무 건(3440)으로부터 일정하고 고르게 분포된 폴리머를 얻을 수 있도록 보장한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 분무 테이블부(3460)는 다양한, 대체로 직사각형 형상인, 서로 다른 크기의 패널을 생산하는데 적합한 길이와 폭을 갖는 실질적으로 평평한 분무 테이블면(3462)을 갖는 분무 테이블(3461)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 분무 테이블면(3462)의 형상은 직사각형이고, 또한 적어도 폭은 48 인치이고 길이는 대략 15 피트 정도이다. 다르게는, 분무 테이블면(3462)은 더 크거나 및/또는 더 작아질 수도 있지만, 일반적으로는, 분무 테이블면(3462)은 신속하게 및 용이하게 제거/교체되도록 설계되지는 않는다. 소형 패널의 생산을 용이하게 하기 위해서, 분무 테이블면(3461)에는 소형 패널에 부착 가능한 다양한 소형 테이블면을 가질 수 있으며, 또한 이 시스템은 서로 다른 크기로 직물을 절단하고, 소형 테이블면에만 특정 패턴(예를 들면, 더 작은 직사각형, 정사각형, 계란형, 타원형, 원형, 평행 사변형 등을 포함하지만, 이들로만 제한되지는 않는다)으로 탄성체를 분무하고, 소형 테이블면 상의 분무된 탄성체 상에 절단된 직물을 정밀하게 위치시키고, 또한 소형 테이블면으로부터 최종 마무리된 패널을 선택적으로 집어 올려서 이동시키도록 프로그램될 수도 있다. 이상의 방법은 대형 패널을 제조하고, 이후에 표준 직사각형 크기(예를 들면, 2 피트 × 4 피트 등)에 적합한 소형 단면으로 절단하는 것과 같이 효율적이지는 않지만, 이들 구성 요소 및 절차는 비직사각형 형상을 갖는 특정하게 구성되는 패널을 생산하는데 유리할 수 있다. 또한, 분무 테이블면(3462)은 어떤 패턴이나 디자인을 포함하고 있어서, 이 패턴이나 디자인이 최종 마무리된 패널의 표면에 전사(transfer)된다. 예를 들면, 상기 패턴 또는 디자인은 다차원일 수 있으며, 또한 심미적인 목적 및/또는 다차원화하기 위해서 방음/음의 소산능과 같은 패널의 유용성을 증가시킨다.

또한, 본 시스템은 분무 테이블면(3462) 상에 탄성체를 선택적으로 분무하여, 소정 크기를 갖고 또한 패널 상의 소정 위치에 위치하게 되는 개구(예를 들면, 창이나 도어 개구)를 갖는 사전 제작되는 패널을 제공하도록 구성될 수도 있다. 일반적으로, 직물 롤(3412)로부터 절단되는 직물(3411) 시트는 창이나 도어용으로 미리 절단된 개구를 갖지 않지만, 대신에 그대로 내버려 둠으로써 취급 및 운반 시에 안정성을 제공하도록 하고 또한 적절하게 절단되도록 하면서도 설치 중에 구조 벽 요소 주위를 감쌀 수 있도록 한다. 예를 들면, 사전 제조된 직사각형 창을 갖는 패널에서, 직물(3411) 시트로 이루어지는 직물은 양 대각선 방향을 가로질러 절단하여 창의 프레임을 둘러싸도록 하고 또한 이 창에 고정될 수도 있는 네 개의 실질적으로 삼각형 형상의 직물(3411) 플랩(flap)을 생성할 수 있다. 서로 다른 형상의 창 뿐만 아니라 도어 및 다른 개구(예를 들면, 가열구 및 냉각구, 전기 콘센트 등)에도 유사한 공정을 사용할 수 있다.

패널 박리부(3480)는 패널 박리용 프레임(3481), 패널 박리용 프레임(3481)에 이동 가능하게 결합되고 또한 분무 테이블부로 이동 및 분무 테이블부로부터 멀어져서 최종 마무리된 패널을 집어 올리고 또한 최종 마무리된 패널과 함께 되돌아가는 패널 박리 조립체(3482)를 포함할 수 있다. 패널 박리 조립체(3482)는 분무 테이블면(3462)의 크기와 동등한 면적 위에 대칭적으로 배열된 패턴일 수 있는 선택적으로 결합 가능한 패널 픽업 요소(3483)를 포함할 수 있다. 패널 박리 조립체(3482)는 패널 박리 조립체(3482)의 후방 단부(3488) 근처에 위치한 제2 구동 메커니즘(3487)을 더 포함할 수 있으며, 제2 구동 메커니즘(3487)은 가이드 레일(3433)을 따라 분무 테이블(3460)로 이동 및 분무 테이블로부터 멀어지도록 직물 캐리지(3434)를 동작시킬 수 있으며, 다르게는, 가이드 레일(3433)을 따라 분무 테이블(3460)로 이동 및 분무 테이블로부터 멀어지도록 패널 박리 조립체(3482)를 동작시킬 수도 있다.

도 35에서, 파편 및 발사체 방호 패널 자동 제조 시스템(3400)은 파편 및 발사체 방호 패널 자동 제조 시스템(3400)에서의 각각의 요소와 분리되어 연통하고 또한 각각의 복수 개의 요소를 독립적으로 제어할 수 있는 제어 패널(3505)과, 분무 건 조립체(3440)와 유체 연통하고 있을 수도 있는 복수 개의 성분 계량기(3510)를 더 포함할 수 있다. 계량기(3510)는 폴리머 베이스(polymer base)와 이소시아네이트(isocyanate)를 별도로 저장하기 위한 한 쌍의 유체 저장 탱크(3511, 3513), 및 각각의 저장 탱크(3511, 3513)로 회수되는 중의 회수된 폴리머 베이스와 이소시아네이트를 냉각하기 위한 한 쌍의 열 교환기(3512, 3514)를 포함할 수도 있다. 계량기(3510)는 또한 한 쌍의 유체 저장 탱크(3511, 3513) 중의 단 하나에만 각각 결합되어 있는 유압 펌프 시스템(3516, 3518, 3525)을 포함할 수 있다. 유압 펌프 시스템(3516, 3518, 3525)은 또한 회전 가능한 상부와 붐부(3524)가 분무 건(3440)과 협력하여 이동할 수 있도록 붐부(boom portion)(3524)에 고정되어 부착될 수 있는 고정된 하부와 회전 가능한 상부를 갖는 두 부분으로 이루어지고 회전 가능한 수직부(3522)를 포함할 수 있는 스윙 암 유닛(3520)에 의해서 지지될 수 있는 복수 개의 공급선을 통해서 분무 건(3440)과 유체 연통되어 있을 수 있다. 계량기(3510)는 또한 제어 패널(3505)의 제어 하에서 분무 건(3440) 및 유압 펌프 시스템(3516, 3518, 3525)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급 장치를 포함할 수도 있다.

도 36은 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 34의 선(36-36)을 따른 파편 및 발사체 방호 패널 자동 제조 시스템을 나타낸 단면도이다. 도 36에서, 분무 건(3440)은 분무 건(3440)의 분무 헤드(3441)로부터의 분무 패턴이 실질적으로 삼각형으로 도시한 것에 의해서 동작 상태에 있음을 나타내고 있다.

도 37은 본 발명의 일 실시예에 따라, 파편 및 발사체 방호 패널을 차량에 고정하기 위해 미리 위치 설정된 앵커 포스트(anchor post)를 갖는 차량의 일부를 나타낸 상면도이다. 도 37에서, 차량 표면(3700)의 일부는, 예를 들면, 복수 개의 실질적으로 균등하게 이격된 사전 위치 설정된 포스트(3720)를 갖는 바닥판(3710)을 포함할 수 있으며, 이들로만 제한되지는 않는다. 다르게는, 차량 표면(3700)의 일부에는 또한 벽, 도어 및/또는 지붕판이 포함될 수 있다. 사전 위치 설정된 포스트(3720)가 균등하게 이격되어 있는 것이 아니라, 바닥판(3710) 주위로 이격되어 있어 바닥판(3710)의 형상을 따르게 되어 바닥판 및 그 표면에 설치된 파편 및 발사체 방호 패널과의 결합부가 느슨하거나 및/또는 불량해지는 것을 최소화한 다른 실시예도 고려된다. 미리 위치 설정된 포스트는 견고할 수도 있고, 유연하거나 및/또는 나사가 형성되어 있을 뿐만 아니라 내부 및/또는 외부에 나사가 형성된 일부 중공일 수도 있다.

다르게는, 도 37에서의 차량 표면(3700)은 실제로는 차량 내에 있지 않고, 대신에 본 명세서에서 설명한 다른 몰드들과 마찬가지로 유사한 특성을 갖는 별도의 몰드일 수도 있다. 그 결과, 차량 표면(3700)은 차량 내에 설치될 수 있는 동일한 구성을 갖는 새롭게 예비 성형된 파편 및 발사체 방호 패널이 되도록 설계될 수도 있고, 또한 새롭게 예비 형성된 파편 및 발사체 방호 패널을 반복적으로 준비하는데 사용될 수도 있다. 일반적으로, 차량 표면(3700)이 몰드(mold)인 경우에, 미리 위치 설정된 포스트(3720)는 성형된 패널을 용이하게 제거할 수 있도록 하기 위해서 견고하고 또한 나사가 형성되지 않는다.

도 38은 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 37의 차량 바닥, 벽, 도어 및/또는 지붕판의 일부를 나타낸 측면도이다. 도 38에서, 이형제(3810)는 바닥판(3710)에 및 복수 개의, 실질적으로 균등하게 이격되어 미리 위치 설정된 포스트(3720)에 직접 도포될 수 있고, 또한 탄성체층(3820)은 이형제층(3810)에 및 복수 개의, 실질적으로 균등하게 이격되어 미리 위치 설정된 포스트(3720)에 직접 도포될 수 있다. 이형제층(3810) 및 탄성체층(3820)은 모두 분무, 롤러, 브러시, 흙손에 의해서, 또는 쏟아 붓기 등에 의해서 도포될 수 있으며, 복수 개의, 실질적으로 균등하게 이격되어 사전에 위치 설정된 포스트(3720)를 덮을 수 있는 이형제층(3810) 및 탄성체층(3820)은 어떤 것이라도 복수 개의, 실질적으로 균등하게 이격되어 사전에 위치 설정된 포스트(3720)를 각각 노출시키도록 날카로운 절단 도구, 예를 들면, 다용도 칼, 원형 커터 등을 사용하여 제거될 수 있다. 와셔 및/또는 다른 고정 메커니즘(3830), 예를 들면, 적어도 상술한 도 9, 도 10, 도 11 및 도 12에서 설명한 것과 같은 것을 포함하지만, 이들로만 제한되지는 않는 고정 메커니즘은 바닥판(3710)의 형상과 실질적으로 일치하도록 형성될 수도 있다. 예를 들면, 너트, 록 너트(lock nut) 등과 같지만, 이들로만 제한되지는 않는 잠금 메커니즘(3840)은 각각의 복수 개의, 실질적으로 균등하게 이격되어 미리 위치 설정된 포스트(3720)에 고정될 수 있으며, 이들 각각은 각각의 고정 메커니즘(3830)에 고정되어 바닥판(3710)에 탄성체층(3820)을 견고하게 유지할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 도 38의 탄성체층(3820)은 또한 탄성체층(3820) 내에 내장된 하나 또는 그 이상의 직물층을 포함할 수 있으며, 또한 탄성체층(3820)은, 직물층을 가지거나 가지지 않거나 간에, 바닥판(3710)에 직접 도포되어 질 수 있다.

도 39는 본 발명의 일 실시예에 따라, 내부에 파면 및 발사체 방호 패널을 내장한 사전 제조 벽 시스템을 나타낸 노출된 측면도이다. 도 39에서, 사전 제조 벽 시스템(3900)은 다양한 높이(예를 들면, 6', 8', 9' 등. 하지만 이들로 제한되지는 않는다), 폭(예를 들면, 18", 2', 4', 6', 8' 등. 하지만 이들로 제한되지는 않는다), 및 두께(예를 들면, 4", 6", 8" 등. 하지만 이들로 제한되지는 않는다)로 형성될 수 있으며, 상부 플레이트(3920)의 반대쪽 단부 및 저부 플레이트의 반대쪽 단부에 부착된 두 개의 외측 수직 지지 부재(3910)를 포함할 수 있다. 비록 도 39에서는 단지 단일한 상부 및 저부 플레이트 및 견고한 벽을 도시하였지만, 두 개 또는 그 이상의 상부 및/또는 저부 플레이트를 사용할 수 있고, 또한 창 및 도어용의 개구가 형성되고, 또한 복수개의 맞닿는 외측 및/또는 내측 수직 지지 부재 뿐만 아니라 헤더 지지부(header support)를 포함할 수 있는 대안적인 실시예를 고려할 수 있다. 사전 제조된 벽 시스템(3900)은, 또한, 일반적으로, 외측 수직 지지 부재(3910) 사이에서 실질적으로 등간격으로 이격되어 위치하고, 또한 복수 개의 내측 수직 지지 부재(3940)의 각각의 반대쪽 단부가 상부 플레이트(3920) 및 저부 플레이트(3930)에 부착되어 있는 복수 개의 내측 수직 지지 부재(3940)를 포함할 수도 있다.

도 39에서, 사전 제조된 벽 시스템(3900)은 또한 사전 제조된 벽 시스템(3900)의 정면측, 후면측, 및/또는 가운데에 부착될 수 있는 폭발물 방호 패널(3950)을 포함할 수도 있다. 사전 제조된 벽 시스템(3900)은 또한 각각의 복수 개의 수직 프레임 부재(3960) 중의 하나의 내측(3911)에 부착될 수 있는 복수 개의 수직 프레임 부재(3960)를 포함할 수도 있다. 사전 제조된 벽 시스템(3900)은 또한 외측 수직 시지 부재(3910) 및 복수 개의 내측 수직 지지 부재(3940) 사이에서 저부 플레이트(3930)의 내측면(3911)에 부착될 수 있는 복수 개의 수평 저부 프레임 부재(3970)를 포함할 수도 있으며, 또한 복수 개의 내측 수직 지지 부재(3940)의 각각의 반대쪽 단부와 외측 수직 지지 부재(3910) 사이의 상부 플레이트(3920)의 내측면(3921)에 부착될 수 있는 복수 개의 수평 상부 프레임 부재(3980)를 포함할 수도 있다. 폭발물 방호 패널(3950)은 각각의 수직 지지 부재(3910, 3940) 및 각각의 수편 지지 부재(3970, 3980)에 부착될 수 있으며, 또한 각각의 개별적인 프레임 부재(3960, 3970, 3980)에 추가로 부착될 수도 있다.

도 40은 본 발명의 일 실시예에 따라, 도 40의 선(40--40)을 따른, 내부에 내장된 파편 및 발사체 방호 패널을 갖는 조립식 벽 시스템을 나타내는 부분 단면도이다. 도 40에서, 사전 제조된 벽 시스템(3900)은 복수 개의 수평 상부 프레임 부재(3980)의 각각을 수직으로 관통하여 상부 플레이트(3920) 내로 삽입되어 복수 개의 수평 상부 프레임 부재(3980)을 상부 플레이트에 부착시키는 수직 고정 수단(4010)을 포함할 수 있다. 유사하게, 수평 고정 수단(4020)은 사전 제조된 벽 시스템(3900)의 한쪽 측면 상에서 복수 개의 수평의 상부 프레임 부재(3980)의 각각을 수평으로 관통하고, 파편 및 발사체 방호 패널(3950)을 관통하며, 또한 파편 및 발사체 방호 패널(3950)의 다른쪽 측면 상에서 다른 복수 개의 수평 상부 프레임 부재(3980) 내로 삽입될 수도 있다. 수평 고정 수단(4020)은 사전 제조된 벽 시스템(3900)의 양쪽 측면으로부터 복수 개의 수평 상부 프레임 부재(3980) 내로 삽입될 수 있다. 마찬가지로, 수직 고정 수단(4010) 또한 수평 프레임 부재(3980)을 관통해서 상부 플레이트(3920) 내로든, 또는 상부 플레이트(3920)를 관통해서 수평 프레임 부재(3980) 내로든 삽입될 수 있다. 양 고정 수단(4010, 4020)은 나사못, 나사, 래그 나사못(lag screw), 너트/볼트/와셔 등을 포함하지만, 이들로만 제한되지 않으며, 또한 프레임 및 플레이트/수직 지지 부재 사이에는 접착제를 사용할 수도 및/또는 사용하지 않을 수도 있다. 현재로서는 도시의 편의를 위해서 도시하지는 않았지만, 수평 및 수직 저부 플레이트(3930)에 고정 수단(4020, 4010)을 사용할 수도 있다.

도 40으로부터 명백한 바와 같이, 폭발물 및 발사체 방호 패널(3950)은, 일반적으로, 미리 제조한 벽 시스템(3900)의 중앙에 위치할 수 있다. 그 결과, 복수 개의 내측 수직 지지 부재(3940)는 폭발물 및 발사체 방호 패널(3950) 사이에 끼여질 수 있는 실질적으로 동일한 두 개의 절반부로 세로 방향으로 분할될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 일부 실시예에서는, 폭발물 및 발사체 방호 패널(3950)과 수평 고정 수단(3950) 사이에 접착제를 사용하든 사용하지 않든 두 경우 모두 수평 고정 수단(4020)을 사용하여 두 개의 절반부와 폭발물 및 발사체 방호 패널(3950)을 함께 고정할 수도 있다.

도 41은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 내부에 파편 및 발사체 방호 패널이 내장된 도 40의 사전 제조 벽 시스템을 나타낸 측면도이다. 도 41에서, 폭발물 및 발사체 방호 패널(3950)은 개구를 관통하여 삽입되고, 또한 복수 개의 내측 수직 지지 부재(3940) 중의 하나의 세로축을 따라서 연장된 상태를 나타내고 있다. 폭발물 및 발사체 방호 패널(3950)은 본 명세서에서 설명한 고정 및 접착 수단을 사용하여 프레임(3960, 3970, 3980)에 의해서 그 외주 주위에 끼워 넣어지거나 상기 프레임에 부착될 수 있다.

도 42는 본 발명의 일 실시예에 따라, 내부에 파편 및 발사체 방호 패널이 내장된 도 41의 사전 제조 벽 시스템의 상부를 확대한 측면도이다. 도 42에서, 내측 수직 지지 부재(3940) 중의 하나는 폭발물 및 발사체 방호 패널(3950)이 관통하여 배치되어 있는 내측 수직 지지 부재(3940) 중의 하나의 세로축을 따라서 슬롯/개구(4210)를 가진 상태임을 알 수 있다. 폭발물 및 발사체 방호 패널(3950)은 사전 제조된 벽 시스템(3900)의 길이를 따라서 연장되고, 또한 벽 시스템의 상부 및 저부에서 소정 거리에 노치가 형성되어 있어서 사전 제조된 벽 시스템(3900)에서 내측 수직 지지 부재(3940) 각각의 슬롯/개구(4210)를 통해서 방호 패널이 통과할 수 있도록 하는 단일 부품일 수도 있다. 수평 고정 수단(4020)은 사전 제조된 벽 시스템(3900)의 한쪽 측면 상에서 수평 프레임(3980)을 관통해서, 폭발물 및 발사체 방호 패널(3950)을 통해서, 및 폭발물 및 발사체 방호 패널(3950)의 다른쪽 측면 상에서 수평 프레임(3980) 내로 삽입될 수도 있다.

도시하지는 않았지만, 수평 고정 수단(4020) 또한 슬롯/개구(4210)에 대해서 수직이고 또한 슬롯/개구를 따라서 각각의 내측 수직 지지 부재(3940)의 한쪽 측면 상에 및 지지 부재를 관통하여 삽입될 수 있고, 또한 폭발물 및 발사체 방호 패널(3950)을 관통해서 내측 수직 지지 부재(3940)의 다른쪽 측면 내로 삽입될 수 있다. 또한 프레임과 폭발물 및 발사체 방호 패널(3950) 사이에, 및 내측 수직 지지 부재(3904) 및 그 내부에 삽입된 폭발물 및 발사체 방호 패널(3950) 사이의 슬롯/개구(4210) 내에 접착제를 사용할 수도 있다.

도 42에서, 폭발물 및 발사체 방호 패널(3950)은 또한 복수 개의 분리된 부품 및, 예를 들지만, 이에 제한되지 않는, 슬롯/개구(4210)와 함께 고정된 것으로도 제공될 수 있다. 이는 폭발물 및 발사체 방호 패널(3950)의 인접한 부품의 에지를 중첩시킴으로써, 및 슬롯/개구(4210) 내의 중첩된 폭말물 및 발사체 방호 패널(3950)을 통해 내측 수직 지지 부재(3940)의 한쪽 측면으로부터 내측 수직 지지 부재(3940)의 다른쪽 측면 내로 복수 개의 수평 고정 수단(4020)을 삽입함으로써 달성될 수 있다. 이는 슬롯 개구(4210) 내에 접착제를 사용하든 사용하지 않든 간에 모두 행해질 수 있다.

따라서, 본 발명은, 그렇지 않는다면 벽 파편 조각을 구조의 내부 전체로 투사하게 되는 폭발성의 타격 또는 다른 형태의 큰 충격에 노출되기 쉬운 건축물 또는 다른 구조 내에 위치해 있는 작업자 및/또는 장비 또는 다른 대상의 안전을 현저하게 향상시킬 수 있는 경제적인 수단을 제공함을 알 수 있게 된다. 본 발명의 시스템은, 특히 패널에 미리 분무하는 경우라면 기존의 건축물 및 구조에도 즉각적으로 개장(retrofit)할 수 있으며, 또는 건설되어지는 어떠한 신규한 건축물 또는 구조에도 설치될 수 있다. 최종 마무리된 벽은 본 발명의 시스템을 사용하여 설치되지 않은 내벽과 실질적으로 동일한 외관을 가질 수 있으며, 따라서 작업장의 미적 감각과 관련하여 어떠한 타협도 이루어지지 않았다.

원칙적으로 폭발 또는 다른 충격 시에 벽의 내부를 보호하는데 및 벽으로부터의 파편을 격납하는데 유용한 것으로서 개시되었지만, 본 발명의 시스템 및 방법, 특히 패널 형태의 시스템은 더욱 집중되는, 또는 국부적인 충격 상황에서 이를 관통하는데 대한 높은 수준의 저항을 제공한다고 추정된다. 이와 같기 때문에, 본 발명의 패널이나 시스템은, 예를 들어, "장갑을 관통(armor-piercing)"하도록 설계된 발사체를 물리치거나 방어하는데 사용하는 것을 포함하여, 소총이나 다른 소화기(firearm) 및 총에서 발사된 일반적으로 소형의 발사체에 대한 에너지 흡수 및 관통 저항을 필요로 하는 경우에서의 방호용 "플레이트(plate)"로 사용하기 적합할 것으로 기대된다. 이 특성은 본원에서 "폭발물 방호(blast resistant)"라는 용어에 의해서 포괄되어졌으며, 본 명세서에서 채택된 바와 같은 용어로서 "파편 격납(shrapnel containment)"으로 사용되었다.

도 43은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 폭발물/파편 격납 패널을 나타낸 정면도이다. 도 43에서, 패널(4300)은 상부 및 저부 플랩패널을 만곡하기 위한 대략적인 위치를 나타내는 상부 점선(4310) 및 저부 점선(4320)을 갖는 것으로 도시되어 있다. 패널은 임의의 크기, 예를 들면, 4' x 8', 4.5' x 10' 등의 크기로 제조될 수 있다. 일반적으로, 상부 및 저부의 점선(4310, 4320)은 패널(4300)의 상부 및 저부 에지로부터 대략 3 내지 4 인치 정도에 위치해 있을 수 있다. 만곡(bending)은 가열된 영역에서의 패널(4300)이 휘어지기 시작하기 전까지 실질적으로 상부 및 저부 점선(4310, 4320)을 따라 패널(4300)을 가열하고, 이후에 패널(4300)의 각 단부를 접어서 플랩을 형성하도록 하는 것에 의해서 수행될 수 있다. 예를 들면, 패널(4300)의 단부는 플랩을 용이하게 형성하기 위해서 견고한 표면 위에서 접혀질 수 있다. 이 공정은, 예를 들어, 표준 히트 건(heat gun)을 사용하여 패널의 가열을 수행하는 단계에서 수행될 수 있다. 또한, 패널 폭보다 더 짧거나 또는 더 넓은 바 히터(bar heater)를 사용하여 패널을 가열할 수도 있다. 패널(4300)은 또한 하나 또는 그 이상의 측면 상에 형성된 플랩을 가질 수도 있다. 플랩은 또한 절단되거나, 점선(4320)으로 나타낸 것과 같은 천공부를 포함할 수도 있다. 천공부는, 예를 들면, 패널이 구조 내의 대상 주위에 설치되어지도록 한다. 패널(4300)의 일부 또한 가열 되어져서 몰드 내에 또는 주위에 위치되고, 따라서 패널이 성형된다. 그러나, 이 때의 몰드(mold)는 전통적인 개념에서의 몰드일 필요는 없고, 그와 반대로 위에서 또는 내부에서 패널이 위치되고, 가열되고, 변형되는 임의의 대상을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 패널은 적절한 가열 장비를 사용하여 건축 현장에서의 건축물의 특징적인 구조 주위로 만곡될 수도 있다.

도 44는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라, 도 43의 폭발물/파편 격납 패널을 나타낸 측면도이다.

도 45는 본 발명의 일 실시예에 따라, 상부 측면 및 저부 측면 상에 플랩(4330, 4340)을 생산하기 위해서 만곡된 이후의 패널을 나타내고 있는 도 43의 폭발물/파편 격납 패널의 정투시도이다. 패널(4300)이 패널에 대략 수직으로 되어 있는 플랩을 가진 것으로 도시되어 있지만, 이 플랩은 임의의 각도로 및 서로 다른 방향으로 만곡될 수도 있다고 인정되어야 한다. 또한, 상술한 바와 같이, 플랩은 절단되어 단일 플랩이 서로 다른 방향으로 만곡되도록 할 수도 있다. 패널은 펜더(fender) 및/또는 와셔를 사용하든 사용하지 않은 모두 기계적인 패스너를 사용하여 플랩을 관통하여 천장 및 바닥에 설치될 수 있다. 또한, 패널을 벽면에 고정하기 위해서는 유사한 또는 서로 다른 패스너와 채널, 펜더, 및/또는 와셔를 함께 사용할 수도 있다. 일반적으로, 패스너를 설치하는 것은 선택적으로 미리 드릴을 사용하여 패널 및 벽/천장/바닥에 구멍을 뚫는 단계와, 선택적으로 에폭시를 사용하여 패스너를 코팅하고 펜더/와셔/등을 사용 및/또는 사용하지 않고 패스너가 벽의 내벽으로 팽창 또는 파지되기 전까지 패널을 통해서 및 구멍 내로 패스너를 나사 결합시키는 단계를 포함하고 있다. 예를 들면, 벽의 정면에 사용되는 패스너에는 나사못이 콘크리트, 브릭(brick) 및 블록(block)에 고정되도록 하는 콘크리트용 나사못으로 설계된 탭콘(Tap-con®)이 포함될 수도 있다. 탭콘(Tap-con®) 콘크리트용 나사못은 콘크리트, 브릭 또는 블록 내에 미리 드릴 작업한 구멍 내에 나사를 형성한다.

도 46은 본 발명의 일 실시예에 따라, 상부 및 저부 플랩(4330, 4340)을 나타내고 있는 도 45의 폭발물/파편 격납 패널을 나타낸 측면도이다. 도 43 내지 도 46에 나타낸 패널을 생성하기 위한 전체적인 방법은, 벽에 적합하게 패널을 미리 절단하고, 벽/바닥 접합부의 저부에 적합하게 패널 저부의 대략 90 도의 플랩을 가열하고 만곡시키는 단계; 패널의 상부를 가열하는 단계; 벽 및 천장에 패널을 위치 설정하고 저부 플랩을 바닥에 고정하는 단계; 천장의 외형을 따라 패널의 상부를 만곡시키는 단계; 및 천장에 상부 플랩을 고정하는 단계를 포함할 수 있다.

도 47은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 패널의 설치 구조를 나타내고 있는 도 43의 폭발물/파편 격납 패널 시스템을 두 개 맞닿게 나타낸 정투시도이다. 도 47에서는, 일반적으로, 2 또는 그 이상의 패널(4700, 4710)은 4720에서 대략 4 인치 내지 8 인치 정도 중첩되어 있을 수 있으며, 또한 기계적인 패스너, 기계적인 패스너를 갖는 채널, 접착제, 테이프, 및/또는 임의의 이들의 조합을 사용하여 상기 중첩부를 관통하여 벽에 고정되어 있을 수도 있고 고정되어 있지 않을 수도 있다.

도 48은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 패널의 설치 구조를 나타내고 있는 도 43의 폭발물/파편 격납 패널 시스템을 두 개 맞닿게 나타낸 정투시도이다. 도 48에서, 패널(4800, 4810)은 조인트(4820)에서 나란히 맞대어져 있으며, 기계적인 패스너, 기계적인 패스너를 갖는 채널, 접착제및/또는 임의의 이들의 조합을 사용하여 벽에 고정되어 있을 수도 있고 고정되어 있지 않을 수도 있다.

도 49는 본 발명의 일 실시예에 따라, 플랩을 갖는 패널의 측면 상에서 중첩된 이음매의 실질적으로 전체를 덮는 구성 요소인, 탄성이 있는 종류의 테이프와 같은 테이프(4930)를 사용한 도 47과 유사한 두 개의 중첩된 폭발물/파편 격납 패널(4900, 4910)을 나타낸 정투시도이다. 도 49에서, 테이프는 중첩된 이음매, 일반적으로 구조의 내부가 되어지는 측면인 이음매 위에, 플랩이 포함될 수도 있고 포함되지 않을 수도 있는 이음매의 실질적인 전체 길이를 따라 붙여질 수 있다. 테이프는 또한 이음매의 다른 한쪽 또는 양쪽에 붙여질 수 있다. 예를 들면, 상기 테이프는 미국 오클라호마주(Oklahoma)의 오클라호마시에 소재하는 베스트 루핑 시스템즈(Best Roofing Systems, Inc.)가 제조하는 메탈 가드 "E"(Metal-Gard "E") 테이프 시스템이 포함될 수 있다.

도 50은 본 발명의 일 실시예에 따라, 플랩을 갖는 패널의 측면 상에서 중첩된 이음매의 실질적으로 전체를 덮는 구성 요소인 탄성이 있는 테이프(5020)를 사용한 도 47/도 48의 두 개의 중첩된 또는 맞닿은 폭발물/파편 격납 패널을 나타낸 정투시도이다. 테이프는 또한 테이프 스트립(5030)과 같이 임의의 방향으로 붙여질 수 있고, 또한 테이프(5040)로 도시한 것과 같이 플랩을 따라서 위치될 수도 있다.

도 51은 본 발명의 일 실시예에 따라, 폭발물/파편 격납 패널(5140)이 콘크리트 벽(5130)의 옆에 위치 설정된 건축물의 천장(5110) 및 바닥(5120) 슬라브를 갖는 외측 콘크리트 벽부의 부분 측단면도이다. 플랩(5150, 5160)은 각각 슬라브(5110, 5120)에 인접한 것으로 도시되어 있다.

도 52는 본 발명의 일 실시예에 따라, 콘크리트벽(5130)에 인접하여 위치 설정된 폭발물/파편 격납 패널(5140)을 갖는 벽 프레임(5150) 및 내부 장식벽면(5160)의 추가를 나타내고 있는 도 51의 천장(5110) 및 바닥(5120) 슬라브를 갖는 외측 콘크리트 벽부를 나타낸 부분 측단면도이다.

도 53은 본 발명의 일 실시예에 따라, 콘크리트벽(5130)에 인접하여 위치 설정된 상부 및 저부 슬라브 내로 폭발물/파편 격납 패널(5160)을 관통하여 고정된 벽 프레임(5150) 및 내부 장식벽면(5160)을 나타내고 있는 도 52에서의 천장(5110) 및 바닥(5120) 슬라브를 갖는 외측 콘크리트 벽부를 나타낸 부분 측단면도이다. 도 53에서, 패스너(5170)는 미국 오클라호마주의 툴사(Tulsa)에 소재하는 힐티 인코포레이티드(Hilti, Inc.)에서 제조되고 2005 년 힐티 제품 기술 안내서(2005 Hilti® Product Technical Guide) 제155 페이지에 기술된 대략적인 직경이 16 mm인 힐티 Hilti® HSLB M 16/50(Hilti® HSLB M 16/50)일 수도 있다. 일반적으로, 이들 패스너는 플랩(5150, 5160)을 관통하는 사전 드릴 작업에 의해서, 및 패스너의 나사 형성 부분에 에폭시 접착제를 도포하거나 도포하지 않은 채로 플랩을 관통해서 및 슬라브 내로 패스너를 삽입하는 것에 의해서 설치될 수 있다. 또한, 플랩의 상부에는 대략 1/4" 내지 1/2" 두께의 판(도시하지 않음)이 패스너에 의해서 고정되어 있을 수 있다. 다르게는, 패스너로 볼트 및 플레이트/와셔 등과 함께 1/4" 내지 1/2"의 나사가 형성된 로드(rod)를 사용할 수도 있다. 이 경우에, 로드는 구멍 내에 에폭시로 접합되어질 수 있으며, 이 에폭시는 경화(최대 24 시간까지)되고, 패널 및 플레이트/와셔/등이 설치되고, 또한 나사가 형성된 로드의 노출된 단부(end)에 너트가 고정된다. 패스너, 플레이트의 크기 및 에폭시의 종류는 위험 레벨(threat level)에 따라서 달라질 수도 있다.

도 54는 본 발명의 일 실시예에 따라, 폴리머층(5410) 및 산화 알루미늄 입자(5420)가 교대로 배치된 채로 제조된 폭발풀/파편 격납 패널(5400)의 측단면도이다. 도 54에서, 산화 알루미늄 입자(5420)는 소형에서 대형까지 크기면에서 다양할 수도 있다. 각각의 폴리머층의 두께는 대략 5 밀 내지 10 밀까지일 수 있고, 또한 마무리 처리된 패널의 전체 두께는 대략 1" 정도일 수도 있다. 다른 패널의 두께 및 입자의 종류/크기 또한 필요에 따라서 더 많거나 더 적은 교대로 형성된 층을 사용하여 가능할 수 있다. 일반적으로, 폴리머층은 임의의 다른 종류의 재료와 교대로 형성되어 폭발물/파편 격납 패널을 생산할 수도 있다. 입자는 또한 하나 또는 그 이상의 폴리머층과 함께 혼합될 수도 있다. 경화 시간은 대략 실온에서 7 일 정도이며, 대략 140 도에서는 24 시간 정도이다.

도 55는 본 발명의 일 실시예에 따라, 복수 개의 폭발물/파편 격납 패널(5510, 5520, 5530, 5540, 5550, 5560)을 장착한 건축물의 벽의 정면도이다. 일반적으로, 패널은 벽의 창, 도어 및 다른 요소의 주위에 들어맞게 절단되지만, 창 및 도어의 에지 주위에 코킹(caulking) 및/또는 고정 시스템을 사용할 수도 있다. 패널은 도어 및 창 프레임에 맞닿아 있거나, 아래쪽에 위치해 있거나, 및/또는 고정되어 있다. 도어(5570)는 또한 도 24와 관련하여 설명한 바와 같이 일체형 폭발물/파편 격납 패널을 구비할 수도 있다. 폭발물/파편 격납 패널은 함께 고정, 예를 들면, 테이프를 사용하여 함께 고정될 수 있어, 패널은 폭발 시에 단일 요소로 동작한다.

도 56은 본 발명의 일 실시예에 따라, 복수 개의 폭발물/파편 격납 패널(5610) 및 창(5630)을 덮고 프레임(640)에 결합되어 있고 벽으로 연장되는 폴리머 글래스 코팅(5620)이 설치된 건축물에서 창을 갖는 벽의 부분 정면도이다. 도 56에서는, 투명한 폴리우레아(지방족 화합물)층(5620)(예를 들면, 미국 미시간주 베이 시티(Bay City)에 소재하는 비수론 테크놀로지스 인코포레이티드(Visuron Technologies, Inc.)의 폴리프로 6062(Polypro 6062) 클리어 코트(clearcoat))을 분무하여 창(예를 들면, 유리창, 프레임 및 주변의 벽 표면)을 덮도록 도포될 수 있다. 이는 일반적으로 두 개의 코팅에서 대략 30 밀의 두께가 되도록 대략 5000 psi 및 화씨 120 도에서 동작하는 에어를 포함하지 않는 분무 유닛을 사용하여 수행될 수 있다. 각각의 코팅은 다음번 코팅이 도포되기 전에 건조되어진다. 두께는 위험 레벨의 보호 조건에 따른다. 표면은 도포하기 전에, 예를 들면, 변성 알콜을 사용하여 세척 및 건조된다. 패널은 창 주위의 코팅 위에 설치될 수 있으며, 패널 및 투명한 글래스 코팅을 벽까지 관통하는 고정 요소를 사용할 수 있다. 투명한 글래스는 창의 한쪽 또는 양쪽 측면에 도포될 수 있으며, 일반적으로, 한쪽만 처리되는 경우에는, 내측면이 처리될 측면이 된다.

도 57 내지 도 59는 본 발명의 일 실시예에 따라, 적절한 잭(jack) 메커니즘(5750)을 사용하여 폭발물/파편 격납 패널을 설치하는 방법을 나타내고 있는, 천장과 바닥 슬라브를 갖는 외측 콘크리트 벽부(1502)의 부분 측단면도이다.

도 57에서, 예비 절단된 폭발물/파편 격납 패널(5710)은 패스너(5730)를 사용하여 플랩(5720)을 관통하여 바닥 슬라브에 고정된다. 다음으로, 도 58에서, 조정 가능한 잭 메커니즘(5750)을 사용하여 천장 슬라브에 인접한 플랩(5740)을 위치 설정한다. 이후에, 도 59에 나타낸 바와 같이, 패스너(5760)를 사용하여 플랩(5740)을 천장 슬라브에 고정한다.

도 60은 본 발명의 일 실시예에 따라, 프레임(6060) 및 내부 장식벽(6050) 위에 설치되고, 패스너(6070)로 천장(6020) 슬라브 및 바닥(6030) 슬라브에 고정된 폭발물/파편 격납 패널(6040)을 나타내고 있는 천장(6020) 및 바닥(6030) 슬라브를 갖는 외측 콘크리트 벽부(6010)을 나타낸 부분 측단면도이다. 패널(6040)은 페인트 칠이 되거나 벽지도 도배되거나 하며, 또한 페인트 칠 등을 하기 전에 스킴 코팅(skim coating)하여 평탄한 마무리면을 제공할 수도 있다. 본 예시적인 실시예에서, 바닥 덮개(6080)는 설치 중에 슬라브에 접근할 수 있도록 접혀진다.

도 61은 내부 장식벽(6050) 위에 설치되고, 패스너(6070)로 천장(6020) 슬라브 및 바닥(6030) 슬라브에 고정된 폭발물/파편 격납 패널(6040)을 나타내고 있는 천장(6020) 및 바닥(6030) 슬라브를 갖는 외측 콘크리트 벽부(6010)을 나타낸 부분 측단면도이다. 본 실시예에서, 바닥 덮개(6080)는 설치된 매단 천장(drop ceiling)(6170) 위로 연장되는 패널(6040)을 사용하여 최종 마무리 위치에 있는 것을 나타내고 있다.

도 62는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 폭발물/파편 격납 패널 상의 플랩 또는 외형을 성형하기 위한, 힌지가 부착된 지그를 나타낸 측면도이다. 초기 위치에서, 패널(6210)은 힌지가 부착된 성형 지그(6200)의 상부 플레이트(6220) 및 저부 플레이트(6230) 사이에 위치하게 된다.

도 63은 본 발명의 일 실시예에 따라 패널(6210)과 함께 힌지가 부착된 성형 지그(6200)가 중간 위치에 있는 것을 나타낸 측면도이다. 더욱 구체적으로, 상부 플레이트(6220) 및 저부 플레이트(6230) 사이의 힌지된 영역 내의 패널(6210) 영역에 열이 가해진다. 패널(6210)이 가열되어짐에 따라 유연해지고, 저부 플레이트(6230)는 힌지(6240) 주위로 A 방향으로 회전하여 패널(6210)의 만곡을 시작한다.

도 64는 본 발명의 일 실시예에 따라 패널(6210)과 함께 힌지가 부착된 성형 지그(6200)가 중간 위치에 있는 것을 나타낸 측면도이다. 본 예시적인 실시예에서, 상부 플레이트(6220)가 저부 플레이트(6230)에 대해서 수직으로 된 채로 패널(6210)은 90 도로 만곡되었다. 힌지가 부착된 성형 지그(6200)는 패널(6210)이 냉각되고 경화되기 전까지 이 위치에 유지되었다. 도시하지는 않았지만, 힌지가 부착된 성형 지그는 또한 패널이 만곡되어 형상, 특정한 방사상 형태, 주름살 등과 같은 형상을 패널의 만곡된 부분으로 전사하는 폼(form)을 포함할 수 있다.

도 65는 본 발명의 다른 실시예에 따라 패널(6210)이 초기 위치에 있는 일체화된 가열 요소(6510)을 갖는 폭발물/파편 격납 패널(6210) 상에 플랩을 형성하기 위한 힌지가 부착된 지그(6500)을 나타낸 측면도이다. 가열 요소는 ON/OFF 스위치(6520)를 포함할 수 있고, 또한 전원에 연결될 수 있다. 가열 요소는 또한 온도를 조절하고 따라서 패널(6210)의 유연성을 조절하기 위한 서모스탯(thermostat)을 포함할 수 있다. 도 66은 본 발명의 일 실시예에 따라 예시적인 최종 위치에서 예시적인 패널(6210)을 갖는 힌지가 부착된 성형 지그를 나타낸 측면도이다.

도 67은 본 발명의 일 실시예에 따라 초기 위치에서 폭발물/파편 격납 패널(6210) 상에 플랩을 형성하기 위한 힌지가 부착된 지그를 나타낸 정면도이다. 성형 지그는 또한 소망의 형상으로 패널(6210)을 만곡할 때 도움을 주기 위한 수동 조작용의 레버(lever) 및/또는 기계적으로 구동되는 디바이스를 포함할 수 있다.

패널을 제조하는데 사용될 수 있는 폴리머에는 셔윈 윌리엄스(Sherwin Williams)의 엔바이로라스틱 425(Envirolastic 425) 및 다우 케미컬 컴퍼니(Dow Chemical Company)의 버사플렉스 45DC(Versaflex 45DC)가 포함될 수 있으며, 이들은 패널에 분무되기 바로 직전에 이소시아네이트와 혼합될 수도 있다. 예를 들면, 상기 이소시아네이트는 다우(Dow)에서 제조한 TONE 폴리카프로락톤(TONE polycaprolactone)을 포함할 수도 있다.

폭발물/파편 격납 패널은 미리 제조되는 건축물을 건축하는데 사용되는 미리 제조된 벽부와 함께 사용될 수도 있다. 상기 부분의 내부에는 폭발물/파편 격납 패널이 내장되어 있다. 상기 부분은 사출 성형된 발포 단열재층이 사이에 있는 외장 알루미늄 벽면을 포함하며, 패널은 상기 발포 단열재 내에 내장된다. 각각의 벽부의 에지 주위에는 개스킷(gasket)이 있어 이들이 조리될 때 인접한 부분들과 밀봉을 형성할 수 있다. 일반적으로 패널은 알루미늄면 중의 하나의 내부에 또는 알루미늄면 중의 다른 면에 인접하여 위치 설정될 수 있다.

도 68 내지 73은 폭발물/파편 격납 패널의 다른 예시적인 실시예를 나타내고 있는 도면이다. 패널의 하나 또는 그 이상의 측면과 관련되어 있는 것은 본 명세서에서 설명한 직물과 같은 강화층이며, 이 강화층은 소정 정도의 포켓(pocket)과 같은 빈 공간을 가지고 있어 패널의 탄성적인 팽창을 용이하게 한다. 패널은 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료 내에 다른 강화층 또는 직물을 내장하고 있을 수도 있고 내장하고 있지 않을 수도 있다.

도 68은 패널(6800)을 나타내는 도면이다. 패널(6800)은 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료부(6810) 및 강화층(6820)을 포함하고 있다. 강화층(6820)은 상부, 저부 또는 측면 중의 하나 또는 그 이상에, 및 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료부(6810) 등에 강화층(6820)의 일부를 풀(glue)로 접착하거나, 고정하거나, 내장하는 방법 중의 하나 또는 그 이상의 방법을 포함하는 임의의 부착 방법을 통해서 패널(6810)에 고정될 수 있다. 강화층(6820)은 또한 도 73과 관련하여 후술하는 바와 같이, 하나 또는 그 상의 패스너, 접착제, 채널 등을 사용하여 패널(6810)에 결합될 수 있다.

도 69 내지 도 72는 도 68의 선(A-A)을 따라 취한 패널(6800)의 다른 단면도이다. 도 69에서, 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료부(6810)는 그 내부에 강화층(6820)을 내장하고 있다. 강화층(6820)은 또한 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료부(6810)가 신장하도록 하는 팽창부(6910)를 포함하고 있다.

도 70은 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료부(6810)와 강화층(6820)를 연결하는 다른 구성을 나타낸 도면이다. 강화층(6820)의 단부는 강화층(6820) 및 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료부(6810) 사이의 유지력을 증가시키는 방식으로 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료부(6810) 내에 내장되어 있다.

도 71은 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료부(6810)의 일부를 둘러싸고 있는 강화층(6820)을 나타내고 있는 도면이다. 둘러싸는 것에 추가하여, 강화층(6820)은 또한 접착제, 기계적인 패스너 등을 사용하여 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료부(6810)에 고정될 수도 있다.

도 72에서, 강화층(6820)은 브래킷(7210)을 사용하여 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료부(6810)와 결합되어 있다. 브래킷(7210)은 강화층(6820)을 견고하게 유지하고 있으며, 또한 패스너, 접착제등을 사용하여 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료부(6810)에 결합될 수도 있다.

도 73은 천장(7310) 및 바닥(7320) 슬라브를 갖는 콘크리트 벽(7300)에 설치된 강화층(6820) 및 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료부(6810)를 갖는 폭발물/파편 격납 패널이 설치된 것을 나타내는 측면도이다. 패스너(7330)는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 폭발물/파편 격납 패널(6810) 및 강화층(6820)을 관통하여 콘크리트 벽(7300)에 인접하여 위치 설정된 상부 및 저부 슬라브 내에 고정된다. 패스너(7330)는 미국 오클라호마주의 툴사(Tulsa)에 소재하는 힐티 인코포레이티드(Hilti, Inc.)에서 제조되고 2005 년 힐티 제품 기술 안내서(2005 Hilti® Product Technical Guide) 제155 페이지에 기술된 대략적인 직경이 16 mm인 힐티 Hilti® HSLB M 16/50(Hilti® HSLB M 16/50)일 수도 있다. 일반적으로, 이들 패스너는 플랩(7340) 및 이에 인접하는 강화층(6820)의 일부를 관통하는 사전 드릴 작업에 의해서, 및 패스너의 나사 형성 부분에 에폭시 접착제를 도포하거나 도포하지 않은 채로 플랩을 관통해서 및 슬라브 내로 패스너를 삽입하는 것에 의해서 설치될 수 있다. 또한, 대략 1/4" 내지 1/2" 두께의 플레이트(도시하지 않음)가 패스너에 의해서 플랩 및 인접한 강화층(6820)의 상부에 고정될 수도 있다. 강화층(6820)은 또한 고정되기 전에 플레이트 주위에 둘러싸여질 수도 있다. 1/4" 내지 1/2" 크기의 나사가 형성된 로드 또한 패스너로서 볼트 및 플레이트/와셔/등과 함께 사용될 수도 있다. 이 경우에, 로드는 슬라브 내에 드릴로 뚫은 구멍 내에 에폭시로 접합되어질 수 있으며, 이 에폭시는 경화(최대 24 시간까지)되고, 패널 및 플레이트/와셔/등이 설치되고, 또한 나사가 형성된 로드의 노출된 단부(end)에 너트가 고정된다. 패스너, 플레이트의 크기 및 에폭시의 종류는 위험 레벨(threat level)에 따라서 달라질 수도 있다.

설명의 편의를 위해서 매우 간략하게 설명하였지만, 폭발 중에, 콘크리트 벽(7300)에 힘(B)이 가해진다. 콘크리트 벽(7300)은 폭발물/파편 격납 시스템으로 향해서 좌굴된다. 콘크리트 벽이 좌굴함에 따라서, 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료부(6810)는 B 방향으로 변형되고, 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료부(6810) 및 강화층(6820) 사이의 빈 공간을 충전하며, 따라서 슬랙(slack)을 채우게 되어 강화층(6820)으로 힘이 전달된다.

팽창부, 및 따라서 강화층의 길이는 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료가 소정량만큼 신장하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료가 400 내지 800 % 신장이 바람직하다면, 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료의 길이는 이 신장 및 설치된 강화층에 의해서 결정될 수 있고, 또한 강화층은 이 신장 길이와 실질적으로 동일하게 되도록 설치된다. 따라서, 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료가 신장된 길이에 도달하게 되었을 때 강화층이 추가적인 지지를 제공할 수 있게 된다.

패널(6800), 및 특히 강화 직물을 갖는 패널의 측면 또한 패널에 도포되어지는 페인트와 같이, 제품을 최종 마무리시킬 수 있는 스킴(skim) 코팅재로 코팅될 수 있다.

본 발명의 다른 예시적인 실시예는 발사체 발사기로부터 발사된 폭발물 및/또는 발사체로부터 파편을 격납하기 위해서 구조 내의 창, 바닥 또는 천장을 포함하는 구조, 또는 차량의 측면, 저부 또는 상부에 또는 인접하여 설치되어지는 시스템, 및 이와 같은 시스템을 생산하기 위한 방법에 관련된다.

이 시스템은 다양한 형상으로 형성될 수 있고, 필요에 따라서 적절한 크기로 절단되고, 또한 구조의 벽, 바닥, 천장 및/또는 도어, 또는 차량의 측면, 저부 또는 상부의 표면에 또는 이에 인접하여 설치되는 예비 형성된 패널을 생상하는 방법을 포함한다. 패널은, 부분적으로, 신장률 및 인장 강도 특성이 개선된 재료를 생산하는데 있어서, 생산 공정을 용이하게 하고 또한 최종 마무리된 패널의 성능을 높이기 위해서 특정하게 선택되는 폴리우레아(polyurea) 또는 다른 탄성체 재료를 분무하는 것에 의해서 생산될 수 있다. 패널은 또한 브러쉬(brush), 롤러(roller) 및/또는 흙손(trowel)을 사용하여 소망의 두께로 상기 폴리우레아 재료 또는 다른 탄성체 재료를 도포함으로써 최종 마무리된 패널을 생산할 수도 있다. 다르게는, 폴리우레아 재료 또는 다른 탄성체 재료는 도포(예를 들면, 스프레이(spray), 브러쉬, 롤러 및/또는 흙손으로 도포)될 수 있으며, 또한 구조 벽 또는 건축물의 내부면에 직접 접착될 수도 있다. 또한, 하나 또는 그 이상의 강화층은 서로에 대해서, 또한 탄성체 재료의 제1 층에 및 탄성체 재료의 제2 층에 의해서 덮혀질 수 있는 층에 부착 및/또는 접착될 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 본 명세서에서 설명되어지는 바와 같이, 복수층의 직물을 갖는 패널은 또한 개인 신체 방호용 분야에서도 응용될 수 있다.

패널을 구성하는데 또는 상기 재료의 층 또는 층들을 벽에 직접 접착하는데 있어서, 폴리우레아를 대신하는 것으로서, 폴리실록산(polysiloxane), 폴리우레탄(polyurethane) 및 폴리우레아(polyurea)/폴리우레탄 혼성물과 같은 탄성체를 채택할 수도 있다.

도 74는 본 발명의 일 실시예에 따라, 폭발물/파편/발사체 격납 패널을 제조하기 위한 공정의 일부를 나타낸 다이아그램의 상면도이다. 도 74에서, 상하 방향으로는 풀려 있고 또한 좌우 방향으로는 직조된 제1 직물층(층 1)과 제1 층에 대해서 실질적으로 수직으로 위치 설정되는 제2 직물층(층 2)을 볼 수 있으며, 따라서 제2 층은 좌우 방향으로는 풀려 있고 또한 상하 방향으로는 직조되어 있음을 알 수 있다. 본원에서는 서로에 대해서 서로 직교하고 있으면서 풀려 있고 직조된 층의 교대로 된 패턴만을 설명하고 있지만, 다른 패턴 또한 단독으로 또는 조합하여, 예를 들면, 0 내지 180 도의 임의의 증분값으로 대각선 방향으로, 대각선 방향으로 오프셋되어, 풀린 방향과 직조된 방향이 동일하지만 상하 및/또는 측면으로는 나란히 오프셋된 구성 등을 사용할 수 있다일반적으로, 층들은 임의로 정렬되어 배치될 수 있다.

예시적인 일 실시예에서는, 제1 층은 한쪽 측면, 예를 들면, 상부측의 에폭시층에 도포될 수 있고, 이후에 제2 층의 저부측에 제1 층과 오프셋된 방향으로 위치 설정되고, 이후에 에폭시층에 대해서 위치되어 다층 직물 요소를 형성하며, 이는 도 75에서 층 1 & 2로 알 수 있다. 다르게는, 에폭시는 제2 층의 하부측에 도포될 수 있으며, 이후에, 상술한 바와 같이, 제2 층을 제1 층에 대해서 위치 설정하고 또한 배치할 수도 있다. 또 다르게는, 층(1 & 2)은 모두 각각에 대해서 배치되기 전에 분무, 롤러, 브러쉬, 침지(soaking) 등에 의해서 사전에 에폭시로 처리되어 있을 수 있다.

도 74에서, 층(1) 및 층(2)가 서로 부착되고 또한 에폭시로 접착되는데 도움을 줄 수 있도록, 및 직물층 사이에서 에어 포켓(air pocket)을 감소 및/또는 제거하기 위해서 압력을 가할 수도 및/또는 가하지 않을 수도 있다. 예를 들면, 프레스(press), 롤러 및/또는 다른 가압 수단을 사용하여 압력을 가할 수도 있다. 이상적으로는, 발전 중인 패널이 전체 표면에 걸쳐서 균등하게 압력을 가할 수 있으며, 또한 직물층 사이에 포획되어 있던 모든 공기가 빠져 나갈 수 있도록 할 수 있다. 압력을 가하는 동일한 방법을 각각의 후속하는 추가되는 직물층에 사용할 수 있으며, 또한 전체 직물층 및 에폭시층에 최종 및/또는 유일한 압력을 가할 수도 있다. 에폭시는 제1 층 및 각각의 후속하는 층에 분무 뿐만 아니라, 롤러, 브러쉬에 의해서 및/또는 쏟아 부어 넣을 수도 있다. 상기 에폭시는, 예를 들면, 셔윈 윌리암스 컴퍼니(Sherwin-Williams Company)의 제너럴 폴리머 3504 하이 솔리드 프라이머/실러(General Polymers 3504 High Solids Primer/Sealer) 에폭시 제품과 같은, 그러나 이것으로만 제한되지는 않는, 젖음성이 양호한 임의의 적절한 공기 및/또는 열 경화 가능한 에폭시 재료일 수 있다.

공정의 설명을 간단하게 하기 위해서, 도 74에서의 층(1, 2)은 단일하고, 실질적으로 동일한 크기의 부품, 예를 들면 1' × 1'의 크기로 도시되어 있다. 다양한 크기와 구성을 갖는 더 큰 패널도 고려된다. 예를 들면, 패널은 정사각형, 원형, 타원형, 계란형, 직사각형, 및/또는 임의의 다른 형태의 시트(예를 들면, 2' × 2', 4' × 8', 2' × 4', 직경 3.5' 등) 뿐만 아니라 다양한 형태의 등각 패턴(conformal pattern)일 수도 있다. 그러나, 본 공정은 본 명세서에서 개시하고 설명된 바와 같이, 복수 실시예의 패널의 대량 생산을 용이하게 하기 위해서 자동화된 장비를 사용하여 구현하는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 설명된 장비는, 본 명세서에서 설명한 바와 같이, 에폭시를 가운데에 갖는 직물층이 교대로 형성된 직조 패턴의 응용을 포함하도록 변형될 수도 있다. 예를 들면, 본 발명의 실시예에 따라서, 공정의 시작 전에 또는 공정 중에 롤(roll), 시트(sheet) 및/또는 다른 직물 구성으로 정렬시킬 수 있고, 또한 분무, 롤러 등에 의해서 층 사이에 자동적으로 도포할 수 있다. 또한, 다른 재료로서 패널 내에는, 예를 들면, 다른 직물, 재료 및/또는 금속 메쉬, 와이어 메쉬, 복합 재료, 또는 이들을 임의로 조합한 것과 같은 메쉬 재료가 포함될 수도 있다. 직물과 유사하게, 이들 다른 재료는 또한 적절하게 정렬된 롤, 쉬트 및/또는 다른 재료 구성으로 장비에 공급될 수 있다.

도 74에서는, 본 실시예와 관련된 다른 도면에서와 마찬가지로, 직물은 0.25 인치 × 0.25 인치, 또는 0.5 인치 × 0.25 인치 정도의 개구 그리드(경사 및 위사 사이의 개구)를 갖는 아라미드 및/또는 폴리에스터사 또는 섬유로부터 생산된 직물을 포함할 수 있다. 그러나, 그리드 개구의 크기가 더 크거나 작은 것도 적절하게 사용할 수 있을 것이다. 패널에 채택된 직물의 인장 강도는 1200 psi × 1200 psi 정도일 수 있다. 본 출원의 응용에서는 테이진 파이버스에서 생산되는 상품명이 테크노라(Technora) 및 트와론(Twaron)인 아라미드사 또는 아라미드 섬유로 형성되는 직물, 예를 들면, 0.5" x 0.25"의 그리드 개구를 갖는 Technora T200 직물 및/또는 0.25" x 0.25"의 그리드 개구를 갖는 Twaron T1000 직물이 특히 적합하다고 판단된다.

도 75에서는, 상술한 도 74에서 나타내고 설명한 공정의 결과를 층(1 & 2)으로 도시하고 있으며, 여기에 층(2)의 상부 측면에 다른 에폭시층이 도포될 수도 있고, 또는 도 74와 관련하여 설명한 바와 같이, 상하로는 풀려 있고 측면으로는 나란히 직조된 것으로 보일 수 있는 제3 층(층 3)이 제2 층의 상부 측면 상에 적절하게 정렬되어 위치되어 도 76에서 층(1 - 3)으로 나타낸 패턴을 형성한다. 직물층의 교대 패턴 및 정렬에 의해서 직물층 내의 원래의 그리드 개구를 관통하는 직접적인 경로가 실질적으로 전혀 없는 최종 마무리된 패널이 완성된다. 즉, 패널은 오프셋되고 또한 수직으로 정렬된 직물층의 실질적으로 솔리드 코어를 갖는다.

도 76에서는, 상술한 도 74 및 도 75에서 나타내고 설명한 공정의 결과를 층(1 - 2)으로 도시하고 있으며, 여기에 층(3)의 상부 측면에 다른 에폭시층이 도포될 수도 있고, 또는 도 74 및 도 75와 관련하여 설명한 바와 같이, 측면으로 나란히는 풀려 있고 상하로는 직조된 것으로 보일 수 있는 제4 층(층 4)이 제3 층의 상부 측면 상에 적절하게 정렬되어 위치되어 도 77에서 층(1 - 4)으로 나타낸 패턴을 형성한다.

도 77 내지 도 79는 도 74 내지 도 76에서 설명한 공정을 계속하여, 점차적으로 더 작은 개구를 갖는 복수 개의 직물층을 형성한다. 상술한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 공정은 오프셋되고 또한 수직으로 정렬된 직물층으로 형성된 실질적으로 솔리드 코어를 갖는 패널이 달성될 때까지 계속될 수 있다.

패널을 제조하는 공정을 완료하기 위해서, 상술한 부분 패널의 각각의 표면(예를 들면, 상부, 저부, 및 측면)은 폴리머로 코팅될 수 있어 최종 마무리된 패널을 생산한다. 상부 및 저부 표면에 대해서는 대략 10 밀(mil)(1 mil = 1 인치의 1000 분의 1)로부터 100 밀 또는 그 이상의 범위의 두께까지 폴리머가 도포될 수 있고, 또한 측면에 대해서는 대략 5 밀 내지 30 밀까지의 두께로 폴리머가 도포될 수 있다. 패널은 더욱 균일하고 깨끗한 외관을 달성하기 위해서 종래 기술의 방법을 사용하여 다듬어질 수도 있다. 패널은 각각의 측면에서 폴리머 용으로 적합한 소정 두께를 갖는 몰드(mold) 내에서 최종 마무리될 수도 있다. 일반적으로, 패널은 직물층 및 폴리머를 포함하여 대략 0.50 내지 2.00 인치 정도의 범위에 걸치는 두께를 갖도록 설계된다. 또한, 패널은, 예를 들면, National Institute of Justice (NIJ) Standard 0101.04, Revision A, June 2001, Ballistic Resistance of Personal Body Armor에서 구체화한 type I, II-A, II, III-A, III, IV, 및 특별형(Special Type)을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는 같은 구체적인 위협 수준의 종류에 기초하여 다양한 면적 밀도를 갖는 대략 평방 피트당 1 파운드로부터 평방 피트당 10 파운드 이하까지 범위의 중량을 갖도록 설계된다.

패널 내의 직물층의 개수는 소망의 보호 수준에 의해서 결정되며, 이는 본 발명의 특정 실시예가, 예를 들면, 그러나 이로 제한되지는 않는, 고품질의 서비스를 위해서 사법 당국의 필요를 충족시켜야 하는 성능 및 다른 필수 장비를 규정하는 NIJ Standard 0101.04, Revision A, June 2001에 규정되어 있을 수 있다.

패널은 패널의 구현 및/또는 정렬 방향에 따라서 도어, 벽, 표면, 천장 및/또는 바닥에 측면 채널/펜더 및/또는 와셔를 사용하든 사용하지 않든 모두 접착제, 적층법, 기계적인 패스너 및/또는 임의의 이들 조합을 사용하여 설치될 수 있다. 또한, 채널, 펜더, 및/또는 와셔와 유사하거나 다른 패스너, 예를 들면, 너트와 볼트, 리벳 등을 사용하여 표면에 패널을 고정할 수도 있다. 일반적으로, 콘크리트나 유사한 재료를 적용하는 건축 현장에서는, 패스너를 설치하는 것은 패널을 관통하여 및 벽/천장/바닥 내에 미리 드릴로 구멍을 뚫고, 선택적으로 에폭시로 패스너를 코팅하고, 펜더/와셔 등을 사용하거나 및/또는 사용하지 않고 패스너가 구멍의 내벽으로 팽창하거나 내벽을 파지하기 전까지 패널 및 구멍에 패스너를 나사 고정하는 것과 관련되어 있다. 예를 들면, 콘크리트 벽의 정면에서 사용되는 패스너에는, 구멍의 내벽을 파지하는 콘크리트용 나사못인, 탭-콘(Tap-con®)이 포함될 수도 있다.

다르게는, 패널은 또한 상술한 것과 유사하게 패널의 한쪽, 반대쪽 및/또는 전체 측면 상에서 돌출한 플랩을 가진 채로 제조될 수도 있다. 일반적으로, 플랩은 패널 본체와 같이 두껍지 않고, 또한 적어도 각각의 플랩의 일부의 내부로 및 이들 일부를 관통하여 연장되는 본체부로부터의 몇 개의 섬유층을 가질 수도 있다. 플랩 내의 층의 개수 및 넓이는 각각의 응용에서 필요로 하는 것에 따라서 변동될 수 있다. 예를 들면, 낮은 위협 조건에 대해서는, 적게는 한 개, 두 개, 및/또는 세 개의 직물층만이 필요할 수 있지만, 높은/극단적인 위협 조건에 대해서는 패널의 본체에서와 같이 플랩 내의 직물층은 가능한한 많을 필요가 있다. 그 결과, 다양한 제조 방법을 사용할 수 있게 되는데, 예를 들면, 단일한 이차원 시트로서 플랩을 갖는 패널을 제조하고, 이후에 패널이 설치되어짐에 따라 건설 현장에서 소망의 구성으로 플랩을 휘도록 하거나, 또는 삼차원 패널로서 이미 만곡된 위치에서 플랩을 갖는 패널을 성형하는 것을 포함한다.

고정하는 다른 방법에는 미리 위치 설정된 고정 수단, 예를 들면, 채널, 앵커 포인트, 탭(tab), 포스트(post) 등이 포함될 수 있으며, 패널은 소망의 위치에 고정되기 위해서 내부로, 위로, 아래로 등에 삽입될 수 있다. 또한, 또 다른 대안에는 보호되어야 할 표면 상에, 내에 및/또는 주위에 직접 패널을 형성하는 방법을 포함할 수도 있다. 이 다른 실시예에서, 패널은 폴리머의 경화 시간에 따라서 및 폴리머층에 언제제1 직물층이 도포되는지에 따라서 에폭시를 사용하든 사용하지 않든 제1 도포(본 명세서에서 설명한 하나 또는 그 이상의 방법을 사용하여)에 의해서 표면에 부착되고, 외장 폴리머층은 상기 표면에 직접 부착되고, 바로 제1 직물층에 부착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르는 다른 패널은, 층의 상부로부터 시작하여, 제1 그룹의 복수 개의 직물층, 이어서 단일층의 와이어 메시 직물층, 제2 그룹의 복수 개의 직물층, 제2 층의 와이어 메시 직물층, 제3 그룹의 복수 개의 직물층, 제3 층의 외이어 메시 직물층, 및 제4 그룹의 복수 개의 직물층을 갖는다. 도 74 내지 도 79와 관련하여 상술한 바와 같이, 직물 및 와이어 메시층은 오프셋된 패턴으로 교대로 형성되며, 함께 에폭시로 접착되어 상술한 도 74 내지 도 79에 도시하고 설명한 바와 같은 패널을 생산한다. 와이어 메시층은 서로에 대해서 위치 설정되고 정렬되어, 직물층에서와 유사하게 와이어 메시층 내의 풀리고 직조된 패턴이 오프셋되고 교대로 형성되어 있다. 일반적으로, 와이어 메시 직물은 촘촘하고/작게 직조되며, 양 방향으로 유연한, 예를 들면, 하지만 이에 제한되지 않는 미국 메릴랜드주 캠브리지(Cambridge, Maryland)의 GKD-USA의 452 KP 와이어 메시 직물을 포함할 수 있다.

패널의 다른 실시예에는 다양한 숫자 및 배열의 직물층, 금속박, 및 와이어 메쉬 직물을 포함될 수 있다. 예를 들면, 이들 실시예의 일부는 모두 에폭시로 접합되고 폴리머로 피복되는 다섯 개 직물층의 두 개의 추가적인 내부층에 의해서 분리되는 단일 금속층으로 이루어지는 세 개의 내부층을 갖는 다섯 개의 직물층을 갖는 두 개의 외부층을 갖는 일곱 층의 패널; 두 개의 내부층이 더 많거나 더 적은 다섯 개의 직물층을 포함할 수 있다는 것을 제외한 상술한 것과 동일한 패널; 모두 에폭시로 접합되고 폴리머로 피복되는 네 개 직물층의 네 개의 추가적인 내부층에 의해서 분리되는 단일 금속층으로 이루어지는 다섯 개의 내부층을 갖는 네 개의 직물층을 갖는 두 개의 외부층을 갖는 열일곱층의 패널, 등을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지는 않는다. 외부층 및 내부층에 사용되는 직물층의 수는 필요에 따라서 변동 가능하지만, 일반적으로는, 전체 패턴은 패널의 전면 및 배면에 대해서 평행하고 이들 사이의 평면 중심선을 따라서 대칭형을 이루어야 한다. 도 74 내지 도 79와 관련하여 상술한 바와 같이, 교대로 형성되고 또한 오프셋 형성되는 직조 패턴은 와이어 메쉬 직물을 포함하고 있는 다양한 패널로 구현될 수도 있다.

예시적인 실시예(이들 모두는 외장 폴리머 코팅을 포함한다)는, 26 층의 직물 및 에폭시 패널; 40 층의 직물 및 에폭시 패널; 100 층의 직물 및 에폭시 패널; 5 층의 직물, 이어서 1 층의 와이어 메쉬층, 이어서 5 층의 직물, 이어서 1 층의 와이어 메쉬층, 이어서 5 층의 직물, 이어서 1 층의 와이어 메쉬층, 이어서 5 층의 직물로 이루어진 23 층의 패널; 5 층의 직물, 이어서 1 층의 와이어 메쉬층, 이어서 5 층의 직물, 이어서 1 층의 와이어 메쉬층, 이어서 5 층의 직물, 이어서 1 층의 와이어 메쉬층, 이어서 5 층의 직물, 이어서 1 층의 와이어 메시층, 이어서 5 층의 직물, 이어서 1 층의 와이어 메쉬층, 및 이어서 5 층의 직물로 이루어진 30 층의 패널을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다.

임의의 표면을 덮기 위해서 두 개 또는 그 이상의 패널이 필요한 경우에는, 대략 4 내지 8 인치 정도 중첩될 수 있으며, 또한 서로에 대해서 연결/접착될 수도 있고 안 될 수도 있으며, 및/또는 기계적인 패스너, 기계적인 패스너를 갖춘 채널, 접착제등 및/또는 이들의 임의의 조합을 사용하여 상기 중첩된 부분을 통해 벽에 고정될 수도 있다. 다르게는, 두 개 또는 그 이상의 패널은 나란히 맞닿아 있을 수도 있고, 또한 기계적인 패스너, 기계적인 패스너를 갖춘 채널, 접착제및/또는 이들의 임의의 조합을 사용하여 벽에 고정될 수도 있고 안 될 수도 있다. 일반적으로, 필요한 수준의 보호를 제공하기 위해서는, 패널이 설치됨에 따라서, 본 명세서에서 상술한 임의의 고정 방법 및 수단, 및/또는 중첩된 및/또는 맞닿은 이음매의 실질적으로 전체를 덮는 탄성 테이프 구성 요소를 사용하여 패널의 정면측이든 또는 배면측에서 두 개의 패널의 맞닿은 부분을 따라 동등한 보호 강도를 갖는 일정 길이의 패널 재료를 고정시킬 수 있다. 테이프를 사용하는 경우에는, 실질적으로 상기 이음매의 전체 길이를 따라서, 대략 구조의 내부가 되는 측면인 중첩된 이음매 위에 테이프를 붙일 수 있다. 예를 들면, 상기 테이프에는 미국 오클라호마주(Oklahoma)의 오클라호마시에 소재하는 베스트 루핑 시스템즈(Best Roofing Systems, Inc.)가 제조하는 메탈 가드 "E"(Metal-Gard "E") 테이프 시스템이 포함될 수 있으며, 이에 제한되지는 않는다.

도 80 내지 도 82는 예시적인 폭발물/파편/발사체 격납 시스템의 예를 도시하고 있는 도면이다. 도 80 내지 도 82에서의 패널은, 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료를 사용하여 하나 또는 그 이상의 측면이 코팅된, 도 74 내지 도 79에 나타낸 바와 같은 다층 패널(8000)을 포함하고 있다. 도 80은 제1 측면에 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료(8010)를 갖는 패널(8000)을 나타내고 있는 도면이다. 도 81은 패널(8000)을 둘러싸고 있는 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료(8010)를 갖는 패널(8000)을 나타내고 있는 도면이다. 도 82는 대향하는 측면에 폴리우레아 또는 다른 탄성체 재료를 갖는 패널(8000)을 나타내고 있는 도면이다. 일반적으로, 패널(8000)의 하나 또는 그 이상의 표면에 폴리우레아 및 다른 탄성체 재료를 도포할 수 있으며, 또한 이들 탄성체 재료는 복수 개의 패널(8000) 사이에 끼워 넣어질 수도 있다.

발사체 방어용 패널을 제조하는 방법의 하나의 예에는 제1 직물층을 공급하는 단계와, 제2 직물층을 공급하는 단계, 상기 제1 직물층 및 상기 제2 직물층을 고정하는 접착제를 공급하는 단계, 및 상기 패널의 적어도 일부를 덮는 탄성체 재료로 형성된 적어도 하나의 층을 도포하는 공정을 포함하고 있다.

상술한 설명은 예시적인 목적으로만 제공되었다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 정신 및 범위에서 이탈하지 않고도, 본 출원을 연구하여 본원에서 설명한 실시예에 대해 변경 및 변형을 행할 수 있음은 명백해질 것이다. 특정한 실시예와 관련하여 본 출원에서 개시한 특정한 특징(들)은 본 출원에서 설명한 임의의 다른 실시예와 관련지어 사용될 수도 있다.

Claims (30)

1. 폭발물 방호 패널 시스템에 있어서,

   소정의 두께를 갖고, 본체부, 및 동일 측면으로부터 각각 늘어져 있는 복수 개의 플랜지(flange)를 갖는 예비 경화된 탄성체 재료층, 및

   상기 예비 경화된 탄성체 재료층을 상기 복수 개의 플랜지를 통해서 구조의 표면에 고정하기 위한 복수 개의 패스너 요소를 포함하는 폭발물 방호 패널 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 탄성체 재료는 폴리우레아(polyurea), 폴리실록산(polysiloxane), 폴리우레탄(polyurethane), 및 폴리우레아/폴리우레탄 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인 폭발물 방호 패널 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 탄성체 재료는 폴리우레아 재료인 것인 폭발물 방호 패널 시스템.
4. 제2항에 있어서, 상기 탄성체 재료는 약 100 내지 800 % 범위의 파단점에서의 신장률을 갖고, 또한 약 2000 psi 보다 큰 인장 강도를 갖는 것인 폭발물 방호 패널 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 예비 경화된 소정 두께의 탄성체 재료층은 경화되지 않은 탄성체 재료층을 소정 두께로 분무하여 형성되는 것인 폭발물 방호 패널 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 예비 경화된 소정 두께의 탄성체 재료층은 적어도 두 개의 대향하는 플랜지를 포함하는 것인 폭발물 방호 패널 시스템.
7. 제1항에 있어서, 상기 본체부 및 적어도 두 개의 대향하는 플랜지를 포함하는 상기 탄성체 재료와 결합되는 직물 보강층을 더 포함하는 것인 폭발물 방호 패널 시스템.
8. 제1항에 있어서, 상기 복수 개의 패스너 요소는 복수 길이의 U 형 채널과, 복수 길이의 Z 형 채널과, 복수 길이의 연속 고정 스트립과, 복수 길이의 불연속 고정 스트립, 및 복수 개의 와셔 중 하나 이상을 포함하는 것인 폭발물 방호 패널 시스템.
9. 제8항에 있어서, 상기 복수 개의 패스너 요소는 복수 개의 못과, 복수 개의 나사와, 복수 개의 콘크리트 못, 및 복수 개의 콘크리트 나사 중 하나 이상을 포함하는 것인 폭발물 방호 패널 시스템.
10. 제8항에 있어서, 상기 복수 개의 패스너 요소는 풀 또는 에폭시를 더 포함하는 것인 폭발물 방호 패널 시스템.
11. 제1항에 있어서, 상기 패널은 상기 플랜지의 만곡을 용이하게 하기 위한 하나 이상의 천공부를 포함하는 것인 폭발물 방호 패널 시스템.
12. 제1항에 있어서, 상기 플랜지는 열원을 사용하여 만곡되는 것인 폭발물 방호 패널 시스템.
13. 제1항에 있어서, 적어도 두 개의 패널이 제1 패널이 제2 패널의 일부와 부분적으로 중첩되도록 서로 인접하여 위치되는 것인 폭발물 방호 패널 시스템.
14. 제1항에 있어서, 적어도 두 개의 패널이 제1 패널이 제2 패널의 에지 부분과 맞대어 지도록 서로 인접하여 위치되는 것인 폭발물 방호 패널 시스템.
15. 제1항에 있어서, 인접한 패널은 테이프로 고정되는 것인 폭발물 방호 패널 시스템.
16. 제1항에 있어서, 상기 패널 위로 틀짜기용 패널 및 최종 마무리용 패널이 고정되는 것을 특징으로 하는 폭발물 방호 패널 시스템.
17. 제1항에 있어서, 폭발물 방호 패널과 결합되는 도어를 더 포함하는 것인 폭발물 방호 패널 시스템.
18. 제1항에 있어서, 하나 이상의 창을 덮고, 또한 하나 이상의 폭발물 방호 패널과 일체화되는 투명한 폴리우레아층을 더 포함하는 것인 폭발물 방호 패널 시스템.
19. 제1항에 있어서, 상기 복수 개의 플랜지를 만곡시키는 것과 관련하여 지그(jig) 및 열원이 사용되는 것인 폭발물 방호 패널 시스템.
20. 폭발물 방호 패널에 있어서,

    소정의 두께를 갖는 예비 경화된 탄성체 재료층, 및

    하나 이상의 직물층을 포함하며,

    상기 직물층은 상기 예비 경화된 탄성체 재료층에 고정되고, 상기 직물층은 예비 경화된 탄성체 재료층의 변형 및 신장을 허용하도록 구성되는 것인 폭발물 방호 패널.
21. 제20항에 있어서, 상기 하나 이상의 직물층은 신장률에서 상기 예비 경화된 탄성체 재료의 길이와 동일한 길이를 갖는 것인 폭발물 방호 패널.
22. 제20항에 있어서, 상기 하나 이상의 직물층을 구조의 표면에 고정하기 위한 복수 개의 패스너 요소를 더 포함하는 것인 폭발물 방호 패널.
23. 발사체 방호 패널에 있어서,

    제1 직물층과,

    제2 직물층과,

    상기 제1 직물층을 상기 제2 직물층에 고정하는 접착제, 및

    상기 패널의 적어도 일부를 덮는 탄성체 재료층을 포함하는 것인 발사체 방호 패널.
24. 제23항에 있어서, 하나 이상의 추가적인 직물층을 더 포함하며, 상기 하나 이상의 추가적인 직물층의 각각은 접착제로 부착되어 있는 것인 발사체 방호 패널.
25. 제23항에 있어서, 상기 접착제는 에폭시인 것인 발사체 방호 패널.
26. 제23항에 있어서, 상기 패널은 오프셋되고 또한 수직으로 배향된 직물층으로 형성된 실질적으로 솔리드 코어(solid core)를 갖는 것인 발사체 방호 패널.
27. 제23항에 있어서, 상기 패널은 표면에 부착되는 것인 발사체 방호 패널.
28. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항의 패널을 제조하기 위한 수단.
29. 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항의 패널을 설치하기 위한 수단.
30. 실질적으로 도시하고 설명된 발명.

Images