[發明專利]用于充氣結構的撓性材料

無效

• 申請號: 95194711.7
• 申請日: 1995-05-01
• 公開（公告）號: CN1168703A
• 公開（公告）日: 1997-12-24
• 發明（設計）人: 羅伯特·S·庫西亞斯
• 申請（專利權）人: 洛克希德·馬丁公司
• 主分類號: D04B9/06
• 分類號: D04B9/06;D03D3/00;B32B7/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 鄭修哲

本發明屬于撓性材料領域，特別是屬于撓性復合材料領域。這種材料直接應用于諸如輕于空氣的飛行器的氣囊之類的充氣結構。

用于制造大型非剛性的比空氣輕的飛行器的氣囊的材料必須滿足大量設計要求，例如：高強度，具有抗扯性，隔絕氣體，不易受包括暴露在陽光下而受紫外線照射等環境因素的影響而降解。因此，這樣一種材料最終還是采取把各種性能的材料結合起來，形成一種多層的層制品的形式。氣囊壁任何部分的主軸線負荷作用方向都與氣囊縱軸線成0°角和90°角(圓周方向)。所以，大多數層制品中都包含用0°和90°角方向長絲材料織成的長絲織物。此外，為了承受剪切負荷，長絲織物中有時也包含那些與承受軸線負荷的長絲材料成±45°角的長絲材料。

在初期的設計中，應力水平不高，往往使用能密封氣體的多層浸漬著橡膠的機織棉布。后來，則使用杜邦公司制造的嫘縈(RAYON^TM)或大可綸(DACRON^AM)之類的人造纖維。棉布層在0°和90°(軸向或強力層股)承受拉伸負荷，在±45°(斜向層股)承受剪切負荷。然而這種辦法并不總能達到最佳強度設計，因為承受剪切負荷所需的強度典型地比斜向層股的承受能力小得多。使用同一材料既承受軸向拉伸負荷又承受斜向(剪切)負荷，往往導致重力損失。

有些現代設計把諸如大可綸(DACRON^TM)之類的機織聚酯織物用于承受0°和90°的軸向負荷的材料。聚酯對苯二酸酯之類的防氦滲透材料薄膜既作阻隔氣體之用，也承受一些剪切負荷。有一種典型的聚酯對苯二酸酯，杜邦公司以米拉(MYLAT^TM)的商標出售。大可綸之類的機織聚酯織物的損壞時形變值很大，約為20％。然而大型非剛性飛行器的強度要求很高，必須使用液晶向熱(熔紡)聚酯聚芳酯纖維，例如德國Hoechat?Celanece公司制造的VECTRAN^TM，以承受軸向負荷。另外，還有一種高強度材料，就是感膠離子(溶紡)芳族聚酰胺纖維，譬如杜邦公司生產的凱夫拉爾KEVLAR^TM)。然而，VECTRAN^TM和凱夫拉爾的損壞時形變值都很小，約為4％量級。如果斜向層用同一種材料制造，0°和90°的雙軸向負荷就會大量傳輸到45°的斜向層。要求這種斜向層跟0°和90°層股的工作強度一樣，這就引出了一種可能的損壞形式，或者叫做系統強度降低。事實上，斜向層的伸長度比0°和90°(強力纖維)的高可以防止斜向層股在強力纖維極限負荷情況下過早損壞。

有些過去的文獻，背離這一原理，例如授與S.Roth等人的德國專利DE?3702936號《纖維復合材料-具有不同方向的高強度、高模量纖維》教導了在0°和90°方向有高強度、大伸長度的纖維，而在45°又有用于剛性復合結構的高彈性模量纖維的織物的使用。因此，±45°方向的纖維的損壞時形變值小于0°和90°的纖維。

在授與A.Hayashi的美國專利US4,770,918號《發聲振動膜》中，談到一種具有至少一層有低伸長率的第1機織物和至少兩層有高伸長率的第2機織物的撓性發聲振動膜。第1和第2織物的配置是它們的經紗以10°-80°相交，從而使第1織物的經紗方向的膜伸長率大致和與第1織物經線成45°的膜的伸長率相等。這樣做考慮到了振動膜易于調音。此發明當然會產生一種無效加壓結構。

其它普遍引起興趣的把各種性能材料結合成一種撓性結構的專利還有：授與G.A.哈佩爾等人的US5,189,280號，《提高了防滲透性能的三維纖維結構》；E·波特尼等人的US4,871,589號《具有撓性壁的容器》；授與M·Matsumoto等人的US5,215,795號《減震氣囊》。

因此，本發明的主要目的是提供一種適用于壓力容器撓性壁的層制件。

本發明的另一主要目的是提供一種承受剪切負荷的斜向層股損壞時形變值大于承受拉伸負荷的軸向層股的，適用于壓力容器撓性壁的層制件。

本發明還有一個目的是提供一種不與紫外線照射而降解的，適用于壓力容器撓性壁的層制件。

本發明的又一目的是提供一種適于盛放氦的壓力容器撓性壁的成層材料。

本發明的另一目的是提供一種易于縫合在一起的，適用于壓力容器撓性壁的成層材料。