[發(fā)明專利]可膨脹隔離膜組件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580068685.6
• 申請(qǐng)日: 2015-11-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107000365B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: E·N·科勒斯格;P·W·曼德斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 埃克森美孚化學(xué)專利公司
• 主分類號(hào): B32B3/28
• 分類號(hào): B32B3/28;B32B25/08;B32B25/12;B32B25/14;B32B27/30;B32B27/32;B32B27/34;B32B27/36
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 鄧毅

可用作經(jīng)受重復(fù)變形的制品中的隔離部件的隔離層組件。所述隔離層組件具有支撐層和膜層。所述隔離層組件具有雙向波紋表面。所述表面可以是外表面或內(nèi)表面，并由無(wú)槽紋型溝槽限定。

發(fā)明人：Edward N.Kresge和Peter W.Manders

要求相關(guān)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)

本申請(qǐng)要求2014年12月19日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)系列號(hào)62/094,699的優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用全部并入本文。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可膨脹隔離膜組件和制造這樣的隔離膜組件的方法。所述隔離膜組件可用于非線性結(jié)構(gòu)中，從而為該結(jié)構(gòu)提供柔韌性。

發(fā)明背景

許多半結(jié)晶性熱塑性樹(shù)脂，例如聚酰胺和乙烯乙烯醇(EVOH)已經(jīng)被并入各種隔離應(yīng)用中，包括輪胎內(nèi)襯，其中使用這樣的半結(jié)晶性熱塑性聚合物的相對(duì)薄的膜代替相對(duì)更厚的相對(duì)更高透過(guò)性的橡膠層。薄膜的使用允許輪胎制造商降低輪胎內(nèi)襯部分的重量分量并獲得內(nèi)襯層更高的氣密性特性。然而，因?yàn)榕c形成輪胎的其它彈性體和增強(qiáng)彈性體層相比，含有熱塑性樹(shù)脂的膜是相對(duì)剛性和非彈性的，因此使用熱塑性樹(shù)脂作為內(nèi)襯層膜或用于輪胎的內(nèi)襯組合物中是有問(wèn)題的；因此當(dāng)用作隔離膜提供與更常規(guī)的彈性體內(nèi)襯所顯示的保留率相當(dāng)?shù)幕蚋玫目諝饣蚱渌黧w保留率時(shí)，得不到最佳的結(jié)果。

具有期望的阻隔性能的熱塑性樹(shù)脂或聚合物通常是半結(jié)晶性的，并且從擴(kuò)散氣體分子由于結(jié)晶區(qū)域中的低自由體積在結(jié)晶區(qū)域中具有低溶解度和低擴(kuò)散速率這一事實(shí)得到它們的不可透過(guò)性。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，熱塑性樹(shù)脂的半結(jié)晶性質(zhì)導(dǎo)致在載荷下屈服，這是導(dǎo)致材料中顯微結(jié)構(gòu)變化的耗散機(jī)理，這與交聯(lián)橡膠形成對(duì)比，其中變形基本上是可逆的。因此，熱塑性聚合物膜在重復(fù)載荷或變形下經(jīng)受疲勞退化，這可能導(dǎo)致包含熱塑性膜的隔離層的阻隔性能過(guò)早的失效。這樣的失效包括薄膜與下面的輪胎主體之間的相對(duì)高剪切應(yīng)力的形成，其可能隨后在大面積上分層，從而導(dǎo)致空氣保留率的降低。該剪切應(yīng)力隨著隔離層剛性的增加而增加。

在隔離層中使用熱塑性樹(shù)脂的另一個(gè)益處是相對(duì)于常規(guī)的彈性體復(fù)合內(nèi)襯可以在減少質(zhì)量的同時(shí)得到相當(dāng)?shù)幕蛱岣叩牧黧w保留率，這可以通過(guò)降低輪胎的質(zhì)量而轉(zhuǎn)化為提高的燃料效率。另外，隔離層中熱塑性樹(shù)脂的更高的剛性(其是模量和截面的乘積)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)于彈性體內(nèi)襯能夠承載更多載荷的隔離層。然而，熱塑性樹(shù)脂的更高的剛性，加上可能是滯后的或非彈性的內(nèi)在的屈服行為，導(dǎo)致更高的滾動(dòng)阻力，這對(duì)于內(nèi)襯的性能是有害的。為了最小化滾動(dòng)阻力，并且防止或至少減小襯墊內(nèi)的塑性變形(這可能是導(dǎo)致引起疲勞載荷下耐久性降低的滯后損耗的根本原因)，期望最小化內(nèi)襯中的滯后損耗。

當(dāng)剛性膜例如熱塑性樹(shù)脂膜固定于更柔順的基底上，然后受壓時(shí)，剛性膜可能屈曲或折痕。類似地，當(dāng)輪胎的胎壁彎折時(shí)，使內(nèi)層和最內(nèi)表面受壓，剛性內(nèi)襯膜可能屈曲或皺折；參見(jiàn)圖1a和1b。在這樣的壓縮變形下，可以形成溝(sulcus)(由凹槽底部的至少一個(gè)銳角側(cè)面或尖銳的拐點(diǎn)所限定的深的窄槽；其復(fù)數(shù)形式是sulci)，形成應(yīng)力和應(yīng)變奇點(diǎn)。如輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)期間可能經(jīng)歷的，在經(jīng)歷重復(fù)的這樣的變形后，在內(nèi)襯膜中在溝的底部位置開(kāi)始形成裂紋。當(dāng)剛性膜內(nèi)襯中形成裂紋時(shí)，其可以導(dǎo)致在與相鄰更軟的彈性體層的界面處的高剪切應(yīng)力集中，并可能引起膜內(nèi)襯的分層。