多组分膜

文档序号:1654426 发布日期:2019-12-27 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 多组分膜 (Multi-component film ) 是由 M·P·库扎 M·S·维纶斯基 于 2019-05-10 设计创作,主要内容包括:本发明的名称是多组分膜。非纤维膜具有非纤维的至少一个膜体和非纤维的至少一个膜元件。在跨越非纤维膜的膜宽度的不连续的界面处将膜元件与膜体连接。非纤维膜具有下列特性中的至少一种:界面的至少一种机械性质的值不同于膜元件和膜体中的至少一个的机械性质的值,和/或膜元件的至少一种机械性质的值不同于膜体的机械性质的值。(The invention provides a multi-component film. The non-fibrous membrane has at least one membrane body that is non-fibrous and at least one membrane element that is non-fibrous. Membrane elements are connected to the membrane body at a discontinuous interface across the membrane width of the non-fibrous membrane. The non-fibrous membrane has at least one of the following properties: the value of the at least one mechanical property of the interface is different from the value of the mechanical property of at least one of the membrane element and the membrane body, and/or the value of the at least one mechanical property of the membrane element is different from the value of the mechanical property of the membrane body.)

多组分膜

相关申请的交叉引用

本申请是2012年6月14日提交的名称为“选择性削弱的拉伸膜”的在审美国申请序列号13/523,141的部分继续申请,并要求其优先权。

技术领域

本公开内容一般而言涉及复合材料,并且更具体而言,涉及由提供改进的弹道性能和光学性能的膜组成的复合材料制品。

背景技术

常规的复合材料结构通常由嵌入基体中的增强纤维组成。纤维增强的复合材料结构通常设计为沿着纤维的长度传输载荷。载荷可在同一层中从一条纤维转移至另一条纤维或者通过基体材料而转移到相邻层中的纤维。然而,基体通常弱于纤维,使得当足够高的载荷穿过基体从一条纤维传输到另一条纤维时,基体将破坏。基体的破坏允许纤维在复合材料结构内移动。

在弹道事件期间——其中复合材料板被抛射体冲击,纤维在基体内移动的能力可影响复合材料板的弹道性能。例如,基体中纤维移动的能力可影响复合材料板抵抗抛射体的击穿。对于透明的复合材料板,纤维相对于基体的移动还可影响复合材料板的光学性能。例如,纤维在弹道事件期间相对于基体的移动可影响复合材料板由于抛射体的冲击而造成的光学劣化的区域的大小。

如此可见的,本领域中对于复合材料结构存在需求,其中可以以可改进复合材料结构的弹道性能的方式控制基体内纤维的移动。复合材料结构还优选配置为用作透明物体(transparency)。

发明内容

通过本公开内容具体地解决和减轻了与复合材料制品相关的上述需求,本公开内容在一个实施方式中提供了具有非纤维的至少一个膜体和非纤维的至少一个膜元件的非纤维膜。膜元件在跨越非纤维膜的膜宽度不连续的界面处与膜体连接。非纤维膜具有下列特性中的至少一种:界面的至少一种机械性质的值不同于膜元件和膜体中至少一个的机械性质的值,和/或膜元件的至少一种机械性质的值不同于膜体的机械性质的值。

还公开了一种制造非纤维膜的方法。该方法包括在跨越非纤维膜的膜宽度不连续的界面处将至少一个膜元件与至少一个膜体连接。非纤维膜具有下列特性中的至少一种:界面的至少一种机械性质的值不同于膜元件和膜体中至少一个的机械性质的值,和/或膜元件的至少一种机械性质的值不同于膜体的机械性质的值。

另外,公开了一种复合材料制品,其具有以堆叠构型布置的多个膜。至少一个膜是非纤维膜,该非纤维膜具有非纤维的至少一个膜体和非纤维的至少一个膜元件。膜元件在跨越非纤维膜的膜宽度不连续的界面处与膜体连接。非纤维膜具有下列特性中的至少一种:界面的至少一种机械性质的值不同于膜元件和膜体中至少一个的机械性质的值,和/或膜元件的至少一种机械性质的值不同于膜体的机械性质的值。

已经讨论的特征、功能和优势可以单独地在本公开内容的各实施方式中实现,或可以在另外其它实施方式中组合,其进一步的细节参考下面的描述和附图可见。

附图说明

通过参考附图本公开内容的这些和其它特征将更加显而易见,附图中同样的数字在全部附图中是指同样的部件,并且其中:

图1是实施方式中复合材料制品的透视图,其包括具有在膜中形成的削弱部分的多个膜;

图2是图1的复合材料制品的展开透视图;

图3是图1的复合材料制品的侧视图,并且其图解以堆叠构型布置的膜;

图4是图3的一个膜的俯视图,其图解削弱部分和非削弱部分在膜中的布置;

图5是部分膜的横截面图,其图解通过化学改性以便降低削弱部分的强度而形成的削弱部分的实施方式;

图6是部分膜的横截面图,其图解通过几何改性以便降低削弱部分的强度而形成的削弱部分的实施方式;

图7是部分膜的俯视图,其图解形成为连续纵向削弱片段的削弱部分;

图8是部分膜的俯视图,其图解形成为一系列压痕的削弱部分;

图9是具有削弱部分的膜的实施方式的俯视图,该削弱部分布置为通过横向削弱片段互连的多个纵向削弱片段;

图10是具有削弱部分的膜的实施方式的俯视图,该削弱部分由多个以阶梯形状布置的纵向削弱片段和横向削弱片段组成;

图11是具有削弱部分的实施方式的俯视图,其中阶梯形状以相对的方向面对;

图12是具有削弱部分的膜的实施方式的俯视图,该削弱部分以正弦形状布置,并且削弱部分之间的间隔基本上均匀;

图13是具有削弱部分的膜的实施方式的俯视图,该削弱部分以正弦形状布置,并且削弱部分之间的宽度间隔不同;

图14是具有横向削弱片段的膜的实施方式的俯视图,该横向削弱片段与正弦形削弱部分互连;

图15是具有横向削弱片段的膜的实施方式的俯视图,该横向削弱片段与相邻的成对的正弦形状的削弱部分互连;

图16是具有一系列纵向削弱片段的膜的实施方式的俯视图,该片段在膜的非削弱部分之间形成多个对齐的非削弱连接;

图17是具有一系列纵向削弱片段的膜的实施方式的俯视图,该片段在膜的非削弱部分之间形成多个交错的非削弱连接;

图18是波形复合材料制品的透视图;

图19是图18的波形复合材料制品的展开透视图,并且其图解具有选择性削弱的部分的多个波形膜;

图20是图18的复合材料制品的侧视图,其图解在一对面板之间以堆叠构型布置的波形膜;

图21是图20的波形膜的俯视图,其图解波形膜的削弱部分和拉伸方向的布置;

图22是图解一个或多个操作的流程图,该操作可包括在制造具有削弱部分的膜的方法中;

图23是图解一个或多个操作的流程图,该操作可包括在制造复合材料制品的方法中;

图24是图解一个或多个操作的流程图,该操作可包括在使用复合材料制品的方法中;

图25是可在一个或多个实施方式中并入复合材料制品的航空器的透视图示;

图26是非纤维膜的图示,其具有削弱部分并经受太阳光形式的入射光;

图27是用于测量在感兴趣的波段内由非纤维膜或层压板展现的透明度、雾度和透射比的光学特性的雾度计的实例;

图28是用于测量穿过非纤维膜或层压板的光的窄角散射的传感器的实例的图示,用于确定由膜或层压板展现的透明度;

图29是穿过图27的非纤维膜或层压板的光的窄角散射的图示;

图30是穿过图27的非纤维膜或层压板的光的广角散射的图示;

图31是具有多个以直线形状布置的平行削弱部分的非纤维膜的实例的俯视图;

图32是沿图31的线32截取并图解了具有削弱部分的非纤维膜的实例的截面图,该削弱部分被配置为在相同方向上各自取向的部分厚度切片;

图33是具有削弱部分的非纤维膜的进一步实施方式的截面图,其中切片是全厚度切片;

图34是非纤维膜的进一步实施方式的截面图,其中削弱部分配置为为从膜的相对膜表面延伸的部分厚度切片;

图35是非纤维膜的进一步实施方式的截面图,其中部分厚度切片局部地不垂直于膜表面;

图36是非纤维膜的进一步实施方式的截面图,该非纤维膜具有全厚度切片,每个全厚度切片局部地不垂直于膜表面取向;

图37是非纤维膜的进一步实施方式的截面图,该非纤维膜具有在不同方向上取向的部分厚度切片;

图38是具有切片的非纤维膜的进一步实施方式的截面图,每个切片具有Z形横截面;

图39是具有切片的非纤维膜的进一步实施方式的截面图,每个切片具有S形横截面;

图40是制造具有削弱部分的膜的方法的流程图;

图41是包含单一非纤维膜的复合材料制品的侧视图;

图42是复合材料制品的侧视图,该复合材料制品由多个非纤维膜组成,该非纤维膜以堆叠构型布置,并且每个非纤维膜相对于复合材料制品中的其他非纤维膜具有不同的弱化水平;

图43是由非削弱层(如,非削弱膜)和具有削弱部分的非纤维膜构成的复合材料制品的侧视图;

图44是具有***在一对非削弱层之间的非纤维膜的复合材料制品的侧视图;

图45是具有***在一对非削弱层之间的相邻成对的非纤维膜的复合材料制品的侧视图;

图46是具有交替的非削弱层和非纤维膜的复合材料制品的侧视图;

图47是具有交替的非削弱层和非纤维膜并且还包括在最里面的非削弱层和非纤维膜之间的间隙的复合材料制品的侧视图;

图48是非纤维膜的一个实例的透视图,该非纤维膜由与多个膜元件并排平行布置的细丝体组成;

图49是图48的非纤维膜的一部分的截面图,其图解了以并排关系彼此连接的交替的膜体和膜元件;

图50是使用相对的机械压机在上板和下板之间捕获并迫使在一起的多个膜体和膜元件的组件的实例的侧视图;

图51是非纤维膜的另一个实例的透视图,该非纤维膜由多个膜元件组成,这些膜元件配置为***膜体的相应多个空腔内的条带;

图52是图51的非纤维膜的一部分的截面图,其图解了安装在膜体的相应空腔内的膜元件的条带;

图53是使用机械压机将膜元件的条带***膜体的相应空腔内的实例的侧视图;

图54是非纤维膜的另一实例的透视图,其中膜元件的条带是楔形的或***膜体的V形空腔内;

图55是图54的非纤维膜的一部分的截面图,其图解了安装在膜体的相应V形空腔内的楔形膜元件;

图56是非纤维膜的另一实例的透视图,其中膜元件和膜体被配置为在界面处彼此互锁的啮合(meshing)部件;

图57是图解啮合面的膜元件和膜体的展开透视图;

图58是非纤维膜的另一实例的透视图,该非纤维膜由多个膜元件组成,这些膜元件配置为***膜体的相应多个空腔内的块(block);

图59是图58的非纤维膜的一部分的截面图,其图解了安装在膜体的相应空腔内的膜元件的框(box);

图60是非纤维膜的另一实例的透视图,该非纤维膜由嵌入膜体内的多个膜元件组成;

图61是图60的非纤维膜的一部分的截面图,其图解了嵌入膜体内的膜元件;

图62是制造非纤维膜的方法的流程图,该非纤维膜包括在界面处与至少一个膜体连接的至少一个膜元件;

图63是用于在膜体内共挤出多个膜元件的挤出设备的实例的透视图;

图64是挤出设备的截面图,并且图解了用于从位于挤出设备下端的喷嘴共挤出膜体材料和膜元件材料的膜体材料贮器和膜元件材料贮器;

图65是挤出设备的侧视图,其图解了在挤出膜体期间用于共挤出多个膜元件的多个喷嘴;

图66是包含具有膜元件的非纤维膜的复合材料制品的侧视图;

图67是复合材料制品的侧视图,该复合材料制品由多个非纤维膜制成,该非纤维膜以堆叠构型布置排列,并且每个具有不同的膜元件布置;

图68是由非削弱层(如,非削弱膜)和具有膜元件的非纤维膜制成的复合材料制品的侧视图;

图69是具有***在一对非削弱层之间的非纤维膜的复合材料制品的侧视图;

图70是具有***在一对非削弱层之间的相邻成对的非纤维膜的复合材料制品的侧视图;

图71是具有交替的非削弱层和非纤维膜的复合材料制品的侧视图;

图72是具有交替的非削弱层和非纤维膜并且还包括在最里面的非削弱层和非纤维膜之间的间隙的复合材料制品的侧视图。

具体实施方式

现参考附图,其中显示是出于图示说明本公开内容的优选和各种实施方式的目的,图1显示的是复合材料制品100。复合材料制品100可配置为复合材料板104,其在复合材料板104的上侧106和下侧108上具有制品表面102。复合材料制品100可由多个膜120制造并且以堆叠构型130布置。膜120可以是层压的或者使用一个或多个粘合层112或使用粘合基体材料110结合在一起。在实施方式中,粘合层112可与膜120光学匹配。例如,粘合层112和膜120可具有折射率,该折射率彼此互补或者对于预定波段比如可见光谱和/或红外光谱内基本上是相等的。

参考图2,显示的是图1的复合材料制品100的展开透视图,其显示堆叠构型130中的多个聚合膜120。复合材料制品100中的一个或多个膜120可有利地沿着至少一个拉伸方向134拉伸。膜120沿拉伸方向134的强度可高于膜120沿非拉伸方向或横向136的强度(图6)。横向136可大致垂直于拉伸方向134取向。可使用相对薄的粘合层112将一个或多个相邻成对的膜120结合在一起。每个粘合层112可在膜120的搭接面之间形成薄的胶层(bondline)。粘合层112可由基体材料、树脂、或其它可安装在相邻膜120之间用于将膜120粘着性地结合在一起的材料形成。

在图2中,每一个膜120可包括多个削弱部分160,其可形成为在膜120中以预定模式布置的相对窄的条带或路径。例如,削弱部分160可以形成为在膜120中沿纵向路径162(图4)的线176(图4)的形状。如上所表明的,一个或多个膜120可包括拉伸膜132。拉伸膜132中的削弱部分160可与拉伸膜132的拉伸方向134大致对齐或平行。然而,拉伸膜132的一个或多个削弱部分160可沿着一个或多个大致不平行于拉伸膜132的拉伸方向134的方向取向。

在每个膜120中,削弱部分160可限定该膜的多个相对更大的非削弱部分140。每个膜120的非削弱部分140可包括每个膜120的大量部分。图2图解多个非削弱部分140,每个都具有被削弱部分160的纵向路径162限定的大致带状的配置152。膜120的削弱部分160可具有至少一种性质,该至少一种性质可低于膜120的非削弱部分140的性质。例如,膜120的削弱部分160可被改性以便相对于膜120的非削弱部分的强度具有降低的强度。在实施方式中,膜120的一个或多个削弱部分160可相对于膜120的非削弱部分140被化学改性,并且其中化学改性可使得削弱部分160的拉伸强度、拉伸模量、极限应变、韧性和/或其它性质低于膜120非削弱部分140的拉伸强度、拉伸模量、极限应变、韧性和/或其它性质。在进一步的实施方式中,膜120的一个或多个削弱部分160可被几何改性,造成膜120的拉伸强度和/或横向(例如,平面外)剪切强度低于非削弱部分140中膜120的拉伸强度和横向剪切强度。

有利地,通过对每个膜120提供以期望的模式布置的一个或多个削弱部分160,膜120当经受外部载荷时可以期望的方式破坏。例如,在弹道事件期间——其中复合材料板104可被抛射体(未显示)冲击,复合材料板104中的一个或多个膜120可通过伸长或拉伸来吸收抛射体的动能。复合材料板104中的一个或多个膜120可沿着一个或多个削弱部分160初始地破坏(例如,局部断裂)。有利地,膜120的非削弱部分140在削弱部分160破坏之后可保持完整。随着抛射体继续沿路径进入或经过复合材料板104,完整的非削弱部分140可通过偏转、伸长或拉伸继续吸收抛射体的动能。非削弱部分140的偏转、伸长或拉伸可使抛射体减速直至非削弱部分140在达到膜材料的极限应变后破坏。

有利地,通过迫使膜120在削弱部分160初始地破坏,非削弱部分140在非削弱部分140的破坏之前可继续经受相对大量的偏转和伸长(如,拉伸)。另外,对于拉伸膜132,通过将拉伸膜132的非削弱部分140大致平行于拉伸膜132的拉伸方向134取向,相对于沿着拉伸膜132横向136的较低的能量吸收能力,拉伸膜132在拉伸方向134上的更高强度对于吸收冲击能量可提供提高的能力。而且,通过迫使拉伸膜132在削弱部分160初始地破坏,增加量的膜材料可涉及到弹道事件中。

例如,参考图2,通过迫使膜120在削弱部分160初始地破坏,非削弱部分140可继续偏转和伸长,在复合材料板104的堆叠构型130中产生附加膜120的啮合。增加的偏转和伸长可增加涉及弹道事件的非削弱部分140的量。非削弱部分140在弹道事件中参与的增加可增加膜120可吸收抛射体的动能的时间的量,其可降低或防止复合材料板被抛射体穿透。就这点而言,通过对膜120提供选择性削弱的部分160,复合材料制品100的弹道性能相对于常规复合材料制品(未显示)的弹道性能可显著提高。

通过本公开内容提供的进一步优势是,相对于用纤维(未显示)制造的常规透明复合材料制品(未显示)的光学性能,用拉伸膜132制造的透明复合材料制品100的光学性能的提高。例如,在常规复合材料制品中,纤维可具有大致圆柱形的配置,使得每条纤维作为小透镜以使光经过常规复合材料制品。常规复合材料制品可包括多个在不同方向上取向的纤维层。多条纤维的累积效应是,随着光经过常规复合材料制品的光散射,使得通过常规复合材料制品观察到的物体可能看起来模糊。

有利地,在本公开内容中,尽管削弱部分160相对于非削弱部分140的机械性质具有降低的机械性质(例如,降低的强度),但是膜120的削弱部分160可具有与膜120的非削弱部分140基本上相同的光学性质或特性。通过对膜120提供遍及膜120的基本上均匀的光学性质,本公开内容中选择性削弱的膜120避免了与常规纤维增强复合材料相关联的不期望的光学效果。

在图2中,每一个膜120可包括拉伸膜132——其具有拉伸方向134和大致垂直于拉伸方向134取向的横向136。拉伸膜132在横向136上可基本上不拉伸。图2中所示的拉伸膜132可单向拉伸,其中非削弱部分140在拉伸方向134上可具有拉伸强度和/或拉伸模量,其可高于非削弱部分140在横向136上的拉伸强度和/或拉伸模量。然而,复合材料制品100可由双向拉伸的拉伸膜132构成(未显示)。例如,复合材料制品100中的一个或多个拉伸膜132可沿纵向并且沿横向136拉伸。可选地,考虑复合材料制品100可由一个或多个非拉伸的膜120构成(未显示)。

在图2中,布置拉伸膜132使得拉伸膜132的拉伸方向134大致垂直于相邻拉伸膜132的拉伸方向134取向。然而,拉伸膜132可以以任意方式布置并且不限于拉伸方向134的交替垂直取向。例如,可构造复合材料制品100,其中拉伸膜132的拉伸方向134以基本上相同的方向取向。可选地,可构造复合材料制品100,其中拉伸膜132的拉伸方向134以相对于彼此以非垂直的角度取向。例如,可配置复合材料制品100使得一个或多个拉伸膜132的拉伸方向134可以相对于彼此以预定的角度(例如,15°、22.5°、45°、60°、75°等)取向。

同样就这点而言,复合材料制品100可配置有交叉模式的削弱部分220,如图21中所示,其中每一个拉伸膜132的削弱部分160以相对于相邻拉伸膜132的削弱部分160大致垂直的角度取向。然而,复合材料制品100可配置有具有大致以相同方向取向的削弱部分160的拉伸膜132(未显示)。可选地,复合材料制品100可配置有拉伸膜132,其具有相对于相邻拉伸膜132的削弱部分160以非垂直的角度(例如,15°、22.5°、45°、60°、75°等)取向的削弱部分160。另外,可配置复合材料制品100,其中削弱部分160相对于一个拉伸膜132的拉伸方向134的取向不同于削弱部分160相对于复合材料制品100中一个或多个其它拉伸膜132的拉伸方向134的取向。

参考图3,显示的是图1的复合材料制品100,其图解堆叠构型130中的拉伸膜132。一个或多个拉伸膜132可包括一个或多个非削弱部分140。非削弱部分140可受削弱部分160约束。每一个拉伸膜132可包括上和下膜表面128。粘合层112可安装在相邻拉伸膜132的上膜表面和下膜表面128之间用于粘着性地结合拉伸膜132。如上所表明的,粘合层112可包括粘合剂的膜120,该粘合剂可与膜120光学匹配,比如通过将粘合层112和膜120的折射率在波段(例如,可见光谱和/或红外光谱)内基本上匹配和/或通过将粘合层112和膜120的折射率的温度系数在温度范围(例如,-65F至+200F)内基本上匹配。多个粘合层112可与拉伸膜132一起堆叠。可选地,粘合层112可包括可施加在拉伸膜132之间的粘合基体材料或粘合树脂。

图4是具有膜长度122和膜宽度124的拉伸膜132之一的俯视图。在所示的实施方式中,在拉伸膜132中形成削弱部分160。每一个削弱部分160以线176的形状配置。削弱部分160沿着可大致平行于拉伸膜132的拉伸方向134取向的纵向路径162延伸。每一个削弱部分具有沿膜长度122延伸的削弱部分长度168。削弱部分160显示为在膜宽度124上大致均匀间隔开并且限定多个具有基本上一致的非削弱部分宽度144的非削弱部分140。然而,非削弱部分宽度144在膜120中可以是不一致的。

图5是膜120的横截面图,其具有可在膜120中形成的削弱部分160。在实施方式中,膜厚度126可在大约5微米至大约5,000微米(0.0002至0.20英寸)的范围内。然而,膜120可以任意膜厚度126提供,没有限制。削弱部分160可具有削弱部分宽度170。削弱部分160可彼此间隔开并且可限定非削弱部分宽度144。非削弱部分140可以形成为大致细长的横截面形状154或者带状配置152,其可具有相对高的纵横比。在实施方式中,虽然非削弱部分140可具有任意值的任意纵横比,但是非削弱部分140可具有大约3至大约500的非削弱部分140宽度与膜厚度126的纵横比。然而,非削弱部分宽度144可以具有10英寸的上限。

通过用于相对于非削弱部分140中的性质实现膜120在削弱部分160中的性质降低的各种不同方式中的任一种,可在膜120比如拉伸膜132中形成削弱部分160。例如,通过膜120的化学改性190和/或通过膜120的几何改性192(图6),可在膜120中形成削弱部分160。

在图5中,用于形成削弱部分160的膜120的化学改性190可包括使膜120局部暴露于紫外线辐射或其它形式的辐射比如电子束辐射。可在削弱部分160的期望位置中将辐射施加到膜120以便改变、改性和/或削弱膜120的分子键。对于辐射的暴露可诱发断裂,其可造成分子键强度的降低。辐射暴露的副产物可包括膜120颜色的局部变化。然而,通过热处理或光学退火可将颜色变化减小或最小化。化学改性190还可包括使膜120暴露于激光,其可引起膜120的局部加热并且其可造成聚合膜材料具有不同的性质。

在图5中,化学改性190可额外地包括膜120的选择性掺杂,以便将软化剂或硬化剂添加到膜120的期望形成削弱部分160的局部区域。化学改性190还可包括施加各种材料,其已知为局部地劣化聚合膜120材料的性能。化学改性190可进一步包括制造膜120,其相对于在非削弱部分140中的材料组成,在削弱部分160中具有略微不同的材料组成。例如,可形成膜120,其相对于非削弱部分140中聚合物链的分子量,在削弱部分160中具有减小的聚合物链的分子量,这在削弱部分160中材料强度降低的情况下可在削弱部分160和非削弱部分140中有利地提供基本上相同的光学性质。在实施方式中,化学改性190可提供有可沿削弱部分160的长度变化(未显示)的削弱部分宽度170。同样地,可在不同的削弱部分深度172处提供化学改性190。可从膜120比如拉伸膜132的膜表面128测量削弱部分深度172。

图6是拉伸膜132的横截面图,其图解了几何改性192以形成削弱部分160的实施方式。几何改性192可包括膜厚度126的局部减小194。膜厚度126的这种局部减小194可造成膜120的强度相对于膜120的非削弱部分140中膜120的强度降低(如,降低的拉伸强度)。通过在任意削弱部分深度172处沿着拉伸膜132的长度形成凹槽、凹口或刮痕,可以提供膜厚度126的局部减小194。几何改性192可局部地减小膜厚度126,使得削弱部分厚度174小于膜厚度126的大约90%。例如,可几何改性拉伸膜132,使得削弱部分厚度174大约是膜厚度126的10%至90%,尽管其它相对厚度被考虑在10%至90%范围之外。

虽然显示了V形凹槽,但几何改性192可以任何尺寸、形状和配置形成,没有限制。例如,可通过刻线至恒定厚度膜120中以从膜120去除材料来提供膜120的几何改性192。还可通过在膜120的制造期间将几何改性192形成或塑造到膜120中来提供膜120的几何改性192。虽然膜120中的凹槽、凹口或刮痕可造成不期望的光学效果,但通过用光学匹配的材料比如基体树脂或粘合层112材料填充凹槽、凹口、刮痕或其它几何改性192可减轻这种光学效果。这种材料可在复合材料制品100的堆叠期间施加。通过将几何改性192形成为无限薄的切口(未显示)或无限薄的切片(未显示)——其沿着拉伸膜132在膜120的一侧或两侧上的任意削弱部分深度172处的长度延伸——也可避免或减轻不期望的光学效果。有利地,这种无限薄的切口或切片可局部地削弱拉伸膜132而不从拉伸膜132去除材料。虽然削弱部分160显示为与拉伸方向134大致平行,削弱部分160还可以与横向136大致对齐或以任何其它方向形成,如上面所表明的。

图7是部分膜120的俯视图,其图解了膜120的几何改性192以形成削弱部分160的实施方式。削弱部分160显示为以线176形状的膜120的连续划刻196。削弱部分可沿着膜120以纵向路径162延伸。虽然削弱部分160显示为与拉伸方向134大致平行,削弱部分160可相对于拉伸方向134以任意方向取向并且不限于大致平行于拉伸方向134取向。

图8显示膜120的实施方式,其中削弱部分160可形成为一系列离散或局部的几何改性192,其在膜120中以预定的模式布置。例如,削弱部分160可由一系列可在一个或两个相对的膜表面128中形成的压痕198或凹陷组成。这种压痕198可引起膜120的横截面积的局部减小194。虽然图8显示了一系列大致形成为直线的压痕198,但压痕198可以任何模式、取向或配置布置,没有限制。通过将光学匹配的材料施加到压痕198可减轻局部压痕198的不期望的光学效果,如上面所表明的。

图9是具有削弱部分160的膜120的实施方式的俯视图,该削弱部分160以与图4中图解和上面描述的模式类似的模式形成。然而,图9的实施方式中的非削弱部分140包括相对于削弱部分160大致垂直取向的横向削弱片段166。每一个横向削弱片段166可在至少两个削弱部分160之间延伸以便限定多个分别具有矩形178形状的非削弱部分140。横向削弱片段166限定非削弱部分长度142。纵向削弱片段164限定非削弱部分宽度144。纵向削弱部分160的互连可引起膜120进一步的削弱并且提供额外的方式用于控制膜120的破坏。

图10是膜120的实施方式的俯视图,其具有多个分别形成弯曲路径180的削弱部分160。每一个弯曲路径180可包括纵向削弱片段164,其彼此偏移并且其通过横向削弱片段166互连以形成阶梯形状182。纵向削弱片段164可以大致平行于膜120的拉伸方向134取向。图10中所示的阶梯形状182产生具有带状配置152的非削弱部分140,其沿着膜长度122的方向具有基本上恒定的横截面积。图10中所示的阶梯形状182布置产生相对尖锐的边角,其可增加膜120从比如来自抛射体的冲击中吸收能量的能力。

图11是削弱部分160的阶梯形状182布置的进一步实施方式的俯视图。阶梯形状182布置可产生具有带状配置152的非削弱部分140,其具有沿着膜长度122的方向变化的横截面积。就这点而言,变化的横截面积可包括非削弱部分140的非削弱部分宽度144的变化。图11中布置的梯级可引起冲击事件期间非削弱部分140的面内移动(如,形状变化)。

图12-13是弯曲路径180实施方式的俯视图,其中削弱部分160以正弦形状184布置。正弦形状184可减少否则可能在图10和11所示的阶梯形状182实施方式中发生的应力集中。图12的弯曲路径180实施方式在削弱部分160之间具有基本上均匀的间隔。非削弱部分140的带状配置152产生基本上均匀的非削弱部分宽度144。图13图解了在削弱部分之间具有不同间隔的弯曲路径180实施方式,其相对于图12的实施方式可改变膜120的能量吸收能力。在任何弯曲路径180实施方式中,可改变正弦形状184的周期性和振幅以便实现膜120期望的破坏模式和/或期望的能量吸收能力。

图14-15分别是与图12-13类似的弯曲路径180实施方式的俯视图,并且进一步包括将正弦形状184的削弱部分160互连的横向削弱片段166。横向削弱片段166可定位在用于实现膜120期望的削弱程度的不同位置处。在图15中,一对横向削弱片段166之间的间隔可限定非削弱部分140的非削弱部分长度142。如可理解的,使用横向削弱片段166的削弱部分的布置、模式、取向和互连可布置为实现膜120期望的削弱程度。

图16-17是膜120的实施方式的俯视图,其具有以端对端系列的纵向削弱片段164布置的削弱部分160。相邻纵向削弱片段164的末端之间的每个间隙包括非削弱连接146。图16图解了在膜120中彼此对齐布置148的非削弱连接146。图17图解了交错布置150的非削弱连接146。非削弱连接146可机械地连接膜120的相邻对的非削弱部分140。就这点而言,非削弱连接146可限制互连的非削弱部分140相对移动的程度,其可提供额外用于控制膜120的破坏模式和/或能量吸收能力的方式。非削弱连接146可以以期望的间隔或任何模式的间隔隔开,以便实现膜120期望的破坏响应和/或复合材料制品100期望的破坏响应。

图18是波形复合材料制品200的透视图示。波形复合材料制品200包括多个以堆叠构型130布置的波形膜204。每个波形膜204可具有使波形膜204可形成正弦横截面形状206的波形配置。然而,波形膜204可以提供为横截面形状比如方波横截面形状、锯齿横截面形状或除了正弦横截面形状206之外的横截面形状。

图19是波形复合材料制品200的展开透视图示。波形膜204以堆叠构型130布置。一个或多个波形膜204可包括***波形膜204之间用于将波形膜204粘着性地结合在一起的粘合层112。每一个波形膜204可包括一系列大致平行的脊210和凹槽214。每一个脊210可具有脊取向212。复合材料制品100可包括安装在波形膜204的堆叠构型130相对两侧上的一对面板202。面板202可由复合材料比如聚合膜材料形成并且可具有大致平坦的形状。然而,面板202可以提供为非平坦形状比如可匹配波形膜204的横截面形状的形状。

在图19中,每一个波形膜204可包括具有拉伸方向134的拉伸膜132。另外,每一个波形膜204可包括多个可以沿波形膜204以纵向路径162取向的削弱部分160。在所示的实施方式中,可配置部分波形膜204,使得拉伸膜132中的削弱部分160以大致垂直于拉伸膜132的脊取向212并且大致垂直于波形膜204的拉伸方向134取向。另外,可配置部分波形膜204,使得拉伸膜132中的削弱部分160以大致平行于拉伸膜132的脊取向212并且大致平行于波形膜204的拉伸方向134取向。如上面提及的,在复合材料制品100中,削弱部分160和拉伸方向134可以相对于彼此以任何方向取向。

在图20中,显示的是图18-19的波形复合材料制品200的侧视图。波形膜204可通过粘合层112结合。如上面所表明的,波形膜204可包括脊210。最外面的波形膜204的脊210可限定波形膜204和相邻面板202之间的间隙216。间隙216可基本上用填料基体218(例如,粘着性填料)填充以便将每个面板202结合到紧邻的波形膜204。

有利地,波形复合材料制品200可提供增加的来自比如来自抛射体(未显示)的冲击吸收能量的能力。就这点而言,波形膜204的波形横截面形状可充当弹簧,其中波形膜204可吸收来自冲击的动能。例如,在冲击事件期间,波形膜204的削弱部分160可初步地破坏。波形膜204的非削弱部分140(图12)可继续偏转和伸长同时吸收来自冲击事件的能量。波形膜204的伸长可促使波纹趋向更扁平或更平坦的形状。促使波形膜204趋向更扁平形状可引起冲击事件期间动能的吸收量增加。如可理解的,通过控制波形膜204的振幅和周期性,可控制波形复合材料制品的破坏模式和能量吸收能力。

在图21中,显示的是波形复合材料制品200的波形膜204的顶部剖视图。布置波形膜204使得形成削弱部分220的交叉模式。削弱部分220的交叉模式可提供复合材料制品100(图20)期望的能量吸收能力。就这点而言,通过控制削弱部分160相对于拉伸方向134并且相对于波形膜204的脊取向212的尺寸、形状、配置和取向,可控制波形复合材料制品200(图20)的能量吸收能力。可提供实施方式,其中波形膜204可以是单向拉伸的、双向拉伸的、或者其组合,如上所描述。

在本文公开的任何实施方式中,对于每个膜120,复合材料制品100的膜120或拉伸膜132的削弱部分160的布置可基本上类似。然而,在每个膜120的复合材料制品100内,削弱部分160的布置可以变化。甚至进一步地,膜120在膜120的不同位置处可具有削弱部分160的不同布置。另外,考虑复合材料制品100可被制造为具有一些包括削弱部分160的膜120和其它不包括削弱部分160的膜120。

在本文公开的任何实施方式中,可基于各种因素提供削弱部分160的数量、位置、模式、尺寸(深度、宽度、长度)和类型(例如,化学改性190、几何改性192)。这些因素可包括由每个膜120提供的期望的削弱量、每个膜120或一叠膜120的破坏机制、以及其它因素比如弹道事件因素和环境因素。弹道事件因素可包括抛射体速度、抛射体质量、抛射体硬度、抛射体的几何尺寸和横截面积、以及与抛射体有关的其它因素。环境因素可包括温度、湿度和其它因素。

在本文公开的任何实施方式中,膜120可由任何合适的热塑性材料、热固性材料和/或玻璃材料形成,没有限制。粘合层112和/或基体材料110可由热塑性材料和/或热固性材料形成。在实施方式中,膜120可由包括以下材料中的至少一种的热塑性材料形成:丙烯酸类塑料、尼龙、碳氟化合物、聚酰胺、聚乙烯、聚酯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚醚酰亚胺、拉伸的聚合物以及任何其它合适的热塑性材料。可选地,膜120、粘合层112和/或基体材料110可由热固性材料形成,其可包括以下的任一种:聚氨酯、酚醛塑料、聚酰亚胺、双马来酰亚胺、聚酯、环氧树脂(epoxy)、硅倍半氧烷(silsesquioxane)以及任何其它合适的热固性材料。对于膜120包括拉伸膜132的情况,拉伸膜132可由热塑性材料形成,包括但不限于上述热塑性材料中的一种。

在实施方式中,膜120、粘合层112和/或基体材料110可由基本上光学透明的材料形成,其至少部分地透射指向复合材料制品100和/或入射在复合材料制品100(图20)上的入射光线(未显示)。例如,至少部分膜120、粘合层112和/或基体材料110在可见光谱、近紫外光谱和/或近红外光谱中可基本上是光学透明的。

虽然在复合材料板104(图1和20)的背景下显示和描述了复合材料制品100(图1)比如波形复合材料制品200(图20),但复合材料制品100可以配置为各种不同形状、尺寸和配置中的任一种。就这点而言,复合材料制品100可配置用于任何交通工具的或非交通工具的应用。例如,复合材料制品100可配置为交通工具比如飞行器的透明物体。复合材料制品100还可包括飞行器的风挡或座舱罩。复合材料制品100可额外地配置用作任何交通工具的或非交通工具的应用中的窗户。甚至进一步地,复合材料制品100可实施为薄膜、结构板(structural panel)、建筑板(architectural panel)、非结构板或制品,或者实施为任何其他类型的板,或者在复合材料制品100的任何其它实施中实施,没有限制。

在实施方式中,可用包括第一拉伸膜300和第二拉伸膜320的多个偶联体(couplet)298制造复合材料制品100,其中拉伸方向306、326可相对于彼此以任意角度取向。例如,在图2中所示的实施方式中,布置复合材料制品100使得每个偶联体298中的第一拉伸膜300和第二拉伸膜320的拉伸方向306、326大致彼此垂直取向。然而,可用多个具有彼此以非垂直关系——包括彼此以平行关系——取向的拉伸方向的拉伸膜制造复合材料制品100。

图22是制造具有削弱部分160(图2)的膜120的方法400的流程图。膜120(图2)可包括如上所示的拉伸膜132(图2)。方法400的步骤402可包括形成具有至少一个削弱部分160和非削弱部分140(图2)的拉伸膜132。通过如上所描述的拉伸膜132的化学改性190(图5)和/或几何改性192(图5),可在存在的拉伸膜132中形成一个或多个削弱部分160。可选地,在拉伸膜132的制造期间可在拉伸膜132中形成削弱部分160。可以如上所描述的众多不同模式、形状和取向中的任一种形成削弱部分160。

图22的方法400的步骤404可包括配置拉伸膜132(图6)使得拉伸膜132的削弱部分160具有低于非削弱部分140的性质的至少一种性质。例如,拉伸膜132的削弱部分160可相对于拉伸膜132的非削弱部分140被化学改性,使得化学改性造成削弱部分160具有的拉伸强度、拉伸模量、极限应变、韧性和/或其它性质低于拉伸膜132非削弱部分140的拉伸强度、拉伸模量、极限应变、韧性和/或其它性质。可选地,膜120的削弱部分160可被几何改性,造成膜120相对于非削弱部分140中膜120的拉伸强度和/或横向剪切强度具有降低的强度比如降低的拉伸强度和/或降低的横向剪切强度。

图22的方法400的步骤406可包括在膜120(图9)中以预定模式或形状形成削弱部分160(图9)。例如,该方法可包括在膜120中形成削弱部分160,其中削弱部分160形成线176(图7)和/或矩形178(图9)的形状。削弱部分160还可以形成为弯曲路径180比如图10-11中所示的阶梯形状182或图12-15中所示的正弦形状184。然而,削弱部分160可以形成为弯曲路径180的各种可选的配置。

图22的方法400的步骤408可包括形成拉伸膜132,使得削弱部分160大致平行于拉伸膜132的拉伸方向134。例如,图2图解了复合材料制品100的实施方式,其中削弱部分160形成平行于膜120的拉伸方向134的纵向路径162。可选地,图19图解了波形复合材料制品200,其中部分波形膜204包括与波形膜204的拉伸方向134平行取向的削弱部分160并且部分波形膜204包括与波形膜204的拉伸方向134垂直取向的削弱部分160。如上面所表明的,波形膜204没有限于具有与拉伸方向134平行或垂直取向的削弱部分160,并且可包括相对于波形膜204的拉伸方向134以任意角度取向的削弱部分160。

图23是制造复合材料制品100(图1)的方法500的流程图。方法500的步骤502可包括提供多个拉伸膜132(图2),分别具有至少一个非削弱部分140(图2)和至少一个削弱部分160(图2)。拉伸膜132的削弱部分160可具有线176(图7)、矩形178(图9)的形状,和/或削弱部分160可沿弯曲路径180取向(图10)。如上面所表明的,削弱部分160可具有低于非削弱部分140的性质的至少一种性质。

图23的方法500的步骤504可包括以堆叠构型130(图18)布置多个拉伸膜132(图18)。可以以基本上相同的尺寸和/形状形成拉伸膜132,尽管可以以不同的尺寸和形状提供拉伸膜132。拉伸膜132可在堆叠构型130中与彼此大致配准(registration)对齐。

图23的方法500的步骤506可包括将拉伸膜132取向,使得一个拉伸膜132的拉伸方向134相对于另一个拉伸膜132的拉伸方向134以期望的取向而取向。例如,在图2所示的实施方式中,第一拉伸膜的拉伸方向134可相对于第二拉伸膜320的拉伸方向134大致垂直地取向。通过将拉伸方向134相对于彼此以非平行的取向而取向,由于削弱部分160(图19)中膜的初始破坏,复合材料制品100(图19)可提供提高的吸收抛射体动能的能力。如上所描述,在膜120(图18)削弱部分160的初始破坏之后,膜120非削弱部分140(图19)增加偏转和伸长。膜120非削弱部分140的偏转和伸长可使得牵涉相对大部分的膜120,其可增加复合材料制品100的整体能量吸收能力。

图23的方法500的步骤508可包括用可位于拉伸膜132之间的粘合层112将拉伸膜132彼此结合。如图2和19中所示,一个或多个相邻对的膜120可包括粘合层112,其用于沿拉伸膜132的搭接面将膜120结合在一起。

图23的方法500的步骤510可包括将粘合层112固化和/或凝固(图19)。例如,可将热量和/或压力施加到复合材料制品100(图19)。热可造成粘合层112的粘性降低,其可促进拉伸膜132的结合(图19)。可施加压力以便将复合材料制品100固结。

图24是使用复合材料制品100的方法600的流程图。方法600的步骤602可包括提供具有多个膜120的复合材料制品100(图1),其中每一个膜120可具有如上所描述的削弱部分160(图2)和非削弱部分140(图2)。削弱部分160可具有可低于非削弱部分140的性质的至少一种性质。

图24的方法600的步骤604可包括将复合材料制品100(图1)放置或保持在非载荷状态下。非载荷状态可包括复合材料制品100的静态状态。例如,复合材料制品100可包括一部分静态或基本上不移动的交通工具701(图25)。在实施方式中,交通工具701可包括飞行器700(图25)。

参考图25,显示的是飞行器700的透视图示,其可包括如本文公开的复合材料制品100(图1)的一个或多个实施方式。飞行器700可包括具有一对机翼704和尾翼部分708的机体702,该尾翼部分708可包括垂直安定面712和水平安定面710。飞行器700可进一步包括控制表面706和推进单元714。飞行器700可大致代表各种可并入如本文所描述的一个或多个复合材料制品100的交通工具中的一种。

在实施方式中,复合材料制品100(图1)可包括复合材料板104(图1)。在非载荷状态下,复合材料板104上的载荷可限制在由重力引起的作用于复合材料板104质量上的静态载荷或者作用于飞行器700(图25)的其它静态载荷。非载荷状态的实例可包括非受压的飞行器700机体702,比如当飞行器700停泊在机场停机坪上时。

图24的方法600的步骤606可包括将复合材料制品100放置在载荷状态下(图1),其中交通工具可在运动中和/或复合材料板104(图1)可经受动态载荷。例如,该交通工具可包括起飞期间在跑道上运动的飞行器700(图25)。载荷状态还可包括被增压的飞行器700机体702(图25)。在载荷状态下,复合材料制品100上的载荷可包括压缩载荷、拉伸载荷、剪切载荷、扭转载荷或其任意组合中的任何一项。

图26示出了配置为透明物体的膜的实例,其包含分离非削弱部分140的多个削弱部分160。该膜是由非纤维材料形成的非纤维膜120。在这方面,膜120没有诸如增强纤维的纤维。在本公开内容中,术语“膜”和“非纤维膜”可互换地使用。如上面和下面所描述,每个削弱部分160具有至少一种机械性质,该至少一种机械性质的值低于非削弱部分140的机械性质的值。例如,每个削弱部分160可具有低于非削弱部分140的极限应变或破坏应变的极限应变或破坏应变。可选地或另外地,如上所提到,每个削弱部分160可具有低于非削弱部分140的拉伸强度或拉伸模量或韧性的拉伸强度和/或拉伸模量和/或韧性。在本公开内容中,韧性可被描述为层间断裂韧性并且可包括模式I、模式II和/或模式III层间断裂韧性。

图26的膜120显示为经受阳光800形式的入射光802。如上所提到,膜120是透明的并且具有光学特性(即光学性质)。在本公开内容中,膜120或复合材料制品100的光学特性用于一个或多个感兴趣的波段,如下面更详细描述的。在本公开内容中,膜120或复合材料制品100(如,形成为非纤维膜120和任选的非削弱层(一层或多层)114的层压板——如,参见图41-47)具有至少75%的透明度。在本公开内容中,膜120或复合材料制品100的透明度通常可描述为当通过膜120或复合材料制品100观察时看到物体的光学清晰度(distinctiveness)。如下面更详细描述的,膜120或复合材料制品100的透明度可以取决于穿过膜120或复合材料制品100的光的窄角散射量(图29)。尽管本发明公开的膜120或复合材料制品100具有至少75%的透明度,在进一步实例中,膜120或复合材料制品100更优选展现至少90%的透明度。甚至更优选地,膜120或复合材料制品100可以展现至少95%的透明度。例如,膜120或复合材料制品100可以展现至少97%的透明度。最优选地,膜120或复合材料制品100可以展现至少99%的透明度。膜120或复合材料制品100的透明度也可以根据范围来定义。在一个实例中,膜120或复合材料制品100可以展现在75-95%范围内的透明度、或75-97%的透明度、或90-95%的透明度、或95-99%的透明度。在另一实例中,膜120或复合材料制品100可以展现90-99.9%的透明度,或更优选地95-99.9%的透明度。甚至更优选地,膜120或复合材料制品100可以展现99-99.9%的透明度,或者最优选地97-99.9%的透明度。

膜120或复合材料制品100的光学特性可另外地包括雾度和/或透射率(transmission)。在本公开内容中,雾度的增加通常可以描述为当通过膜120或复合材料物品100观察时看到物体的衬比(contrast)的损失,而物体的分辨率或视觉清晰度被保持。相反,透明度的降低可以被描述为通过膜120或复合材料物品100观察的物体的分辨率或清晰度的损失,而物体的衬比被保持。如下面更详细描述的,膜120或复合材料制品100的雾度可取决于穿过膜120或复合材料制品100的光的广角散射量(图30)。

在一个实例中,膜120或复合材料制品100优选在感兴趣的一个或多个目前公开的波段内具有小于10%的雾度。更优选地,膜120或复合材料制品100的雾度可小于5%。甚至更优选地,膜120或复合材料制品100的雾度可小于3%。最优选地,膜120或复合材料制品100的雾度可小于1%。膜120或复合材料制品100的雾度也可以根据范围来定义。例如,膜120或复合材料制品100的雾度可以在5-10%的范围内。更优选地,膜120或复合材料制品100的雾度可以在1-10%的范围内,或甚至更优选地在1-3%的范围内。最优选地,膜120或复合材料制品100的雾度可以在0-3%的范围内。

在本公开内容中,膜120或复合材料制品100的透射率通常可描述为穿过膜120或复合材料制品100而没有被吸收或散射的入射光802的量(如,在感兴趣的一个或多个目前公开的波段内)。目前公开的膜120或复合材料制品100可具有大于25%的透射率。优选地,膜120或复合材料制品100可具有大于50%的透射率。更优选地,膜120或复合材料制品100可具有大于70%的透射率。甚至更优选地,膜120或复合材料制品100可具有大于80%的透射率。最优选地,膜120或复合材料制品100可具有大于90%的透射率。在另一实例中,膜120或复合材料制品100可具有不小于75%的透射率。在另一实例中,膜120或复合材料制品100可具有不小于60%的透射率。在又一实例中,膜120或复合材料制品100可具有不小于50%的透射率。在另一实例中,膜120或复合材料制品100可具有不小于20%的透射率。膜120或复合材料制品100的透射率也可以根据范围来定义。例如,膜120或复合材料制品100优选具有在25-90%的范围内的透射率。优选地,膜120或复合材料制品100具有在50-90%的范围内的透射率。更优选地,膜120或复合材料制品100具有在70-90%的范围内的透射率。甚至更优选地,膜120或复合材料制品100具有在80-90%的范围内的透射率。最优选地,膜120或复合材料制品100具有在85-94%的范围内的透射率。

参考图27-30,可以使用雾度计803和/或分光光度计测量透明物体(如,膜120或复合材料制品100)的一种或多种上述的光学特性。例如,图27图解了用于测量透明物体的透明度、雾度和/或透射率的雾度计803的实例。尽管在膜120的背景下进行了描述,但雾度计803也可以实施用于测量复合材料制品100的光学特性,比如包含多个膜120的层压板。雾度计803包括:光源804和具有检测器814和传感器816的积分球808。光源804朝向定位在积分球808的球入口810之上的膜120(或复合材料制品)发射入射光802的光束806。光源804可以沿着与膜120局部正交的方向发射入射光802。一部分入射光802可以从膜120反射,一部分入射光802可以被膜120吸收,和一部分入射光802可以穿过膜120。穿过膜120的一部分入射光802的进入球入口810。积分球808可以涂有白色哑光(matte finish),以促进积分球808内的光的均匀漫射。

在图27中,穿过膜120的一部分光可以经历窄角散射,如图29所示,并且可以定义为相对于与膜120局部正交的入射光束806偏离小于约2.5度的前向散射光。由于膜120中相对小的不均匀性(如,小于入射光802的波长的尺寸)并且具有与膜120的折射率不同的折射率,可能发生窄角散射。由于膜120中的颗粒或空隙和/或由于膜表面128中的一面或两面上的缺陷,也可能发生窄角散射。位于球出口812的传感器816配置为测量被窄角散射的光的量。图28示出了用于测量光的窄角散射的传感器816的实例。由传感器816测量的窄角散射的量表示膜120的透明度,并且表达为透射通过膜120的光的总量的百分比。在一些实例中,膜120(例如,非纤维膜)的削弱部分160可以降低膜120的透明度(如,相对于缺少削弱部分的膜),这是由于穿过削弱部分160的光的窄角散射造成的。膜120的透明度对于能够辨别(如,通过成像系统或用肉眼)物体的清晰特征非常重要的应用是重要的。例如,透明度对于能够读取远处的标志非常重要。透明度对于需要准确确定特征位置的应用或系统,比如定位系统和/或物体采集系统也是很重要的。

图30是穿过膜120的光的广角散射的图示,并且其可以被定义为相对于与膜120局部正交的入射光束806偏离大于约2.5度的前向散射光。由于膜120中相对大的夹杂物,比如具有等于或大于入射光802的波长的尺寸(如,颗粒宽度)的颗粒和/或空隙,可发生广角散射。安装在积分球808侧面的814被配置为测量穿过膜120的光的广角散射的量。由检测器814测量的广角散射的量表示膜120的雾度,并且表达为透射通过膜120的光的总量的百分比。

膜120的透射率(即,光学透射比)可以被描述为穿过膜120而不被吸收或反射的入射光802的量(如,百分比)。膜120可以在一个或多个环境参数内展现一种或多种上述光学特性(如,透明度、雾度和/或透射率)。例如,如上所提到,膜120可以在入射光802的感兴趣的预定波段内呈现一种或多种光学特性。在一个实例中,感兴趣的波段可以包括可见光谱(如,约380-750nm)和/或感兴趣的波段可包括至少一部分红外光谱(如,约750nm至1mm)。在红外光谱内,膜120可以在包括近红外光谱(如,约750nm至2500nm)的感兴趣的波段内呈现一种或多种目前公开的光学特性。然而,上述感兴趣的波段是非限制性的,并且膜120可以在延伸超出可见光谱和/或红外光谱之外或在可见光谱和/或红外光谱外部的波长处呈现一种或多种光学特性。例如,感兴趣的波段可以包括或可以包含至少一部分紫外光谱(如,约10nm至400nm)和/或至少一部分微波光谱(如,约1mm至1m)。

可选地或另外地,膜120可以在膜120的预定温度范围内展现一种或多种光学特性(如,透明度、雾度和/或透射率)。例如,膜120可以在-65F至+200F的温度范围内展现一种或多种光学特性。在诸如民用、商用和/或军用飞行器的航空航天应用中,温度范围可以在-40F至+160F之间。在诸如水下应用的其他应用中,膜120展现光学特性的温度范围可以在+40F至+110F内。在仍其他应用中,膜120展现一种或多种光学特性的温度范围可以接近室温,其可以在+68F至+72F的范围内。

图31是非纤维膜120的俯视图,其具有以线的形状布置的多个平行的削弱部分160。例如,膜120可以包括一个或多个连续的削弱部分160,每个连续的削弱部分160以线176的形状基本上沿着整个膜长度122延伸,如图4和31所示。可选地或另外地,膜120可以包括一个或多个端对端系列的纵向削弱片段164。每个端对端成对的纵向削弱片段164可以有非削弱连接146分开,类似于图16-17所示和上面描述的那样。在实施方式中,一个或多个连续削弱部分160和一个或多个端对端系列的纵向削弱部分164可以共存于相同的复合材料制品100的同一非纤维膜120和/或不同的非纤维膜120中。

尽管图31示出了当从上至下方向观察膜120时形成为线176的形状的削弱部分160,但是削弱部分160可以形成为多种形状中的任一种。例如,膜120可包括布置在弯曲路径180中的多个削弱部分160,如图9-11所示。如上所提到,相邻成对的弯曲路径180可以任选地包括纵向削弱片段164,其彼此偏移并通过横向削弱片段166互连以形成阶梯形状182。可选地或另外地,弯曲路径180可以布置成正弦形状184,其可以避免在阶梯形状182中否则可以出现的尖锐角部。在本文所公开的任一种实施方式中,在膜120内的不同位置处相邻的削弱路径之间的间隔可以不同,作为改变膜120内不同位置处的膜120的能量吸收能力的方式,从而实现膜120或包含一个或多个膜120的复合材料制品100的期望的全局破坏模式。另外,对于本文公开的任一种弯曲路径180实施方式,在膜120内的不同位置处的阶梯形状182(图10-11)和/或正弦形状184(图12-15)的周期性和/或振幅可以改变,作为实现膜120的期望的全局破坏模式的方式。

类似于图4中所示的上述膜120实例,图31中的膜120的削弱部分160沿着平行于膜长度122取向的纵向路径162延伸。非纤维膜120可以任选地是如上所述的拉伸膜132(图4),和削弱部分160可以平行于拉伸方向134(图4)取向,拉伸方向134可以平行于膜长度122。在图31中,削弱部分160可以跨越膜宽度124彼此均匀地间隔开以限定多个非削弱部分140,其具有基本均匀的非削弱部分宽度144。然而,如上所述,削弱部分160可以跨越膜宽度124非均匀地间隔开以实现膜120的期望的破坏模式。

在图31的膜120的一个实例中,可以通过膜120的几何改性192形成削弱部分160,比如通过将每个削弱部分160配置为至少部分地延伸到膜厚度126中的切片186(如,图32)。然而,非纤维膜120的削弱部分160可以通过上述的可选几何改性192方法形成,比如通过将一个或多个削弱部分160形成为凹口或凹槽(如,图6的V形凹槽),形成为膜表面128中的连续刻痕(未示出),形成为部分地延伸到膜厚度126中的一系列压痕198(如,图8),或形成为从一个膜表面128延伸穿过整个膜厚度126到相对的膜表面128的一系列穿孔(未示出)。

可选地,可以通过膜120的化学改性190形成非纤维膜120的一个或多个削弱部分160,如上所述。例如,可以通过局部地辐射一部分非纤维膜120以形成类似于图5中所示并且如上所述的照射部分191,来形成削弱部分160。在一个实例中,可以通过使膜120的窄带经受紫外线辐射或其他形式的辐射(比如电子束辐射)来形成照射部分191(如,削弱部分160),如上所述。使部分膜120经受辐射可以改变和/或削弱膜120的照射部分的分子键,并且因此可以局部地降低膜在削弱部分160内的机械性质(如,极限应变或破坏应变或韧性)。尽管图5图解了照射部分191的削弱部分深度172延伸通过全膜厚度126,但是可以以将削弱部分深度172限制为小于该全膜厚度的方式照射膜120。例如,非纤维膜120可以被照射或打激光以形成部分厚度削弱部分160,该厚度削弱部分160从膜表面128延伸进入非纤维膜120中达到削弱部分深度172,该削弱部分深度172小于非纤维膜120的全厚度。可选地,非纤维膜120可以被照射或打激光以形成全厚度削弱部分160(如,图33和36),该全厚度削弱部分160延伸相对的膜表面之间的膜120的全厚度。

在另一实例中,通过向预拉伸膜的一个或多个部分施加能量,可以在拉伸膜中形成一个或多个削弱部分,如上所述。拉伸膜可以是单向拉伸膜或双向拉伸膜,如上所述。双向拉伸膜可沿纵向方向和沿横向方向136被拉伸。削弱部分160可与拉伸膜132的拉伸方向134(如,图4-7)大致对齐或平行。然而,在其他实例中,拉伸膜132的一个或多个削弱部分160可以沿与拉伸膜132的拉伸方向134不平行的一个或多个方向取向。

膜的预拉伸通常引起分子链的对齐(alignment)和/或组织化增加,这导致膜的强度(例如,极限拉伸强度)增加。通过经由传导或对流加热加热部分拉伸膜,通过使用激光束(未示出)激光加热,通过经受辐射(如,紫外线辐射),和/或通过使用超声装置(未示出)超声加热可以在预拉伸膜中形成一个或多个削弱部分。拉伸膜的局部加热部分中的分子链可以变得较少对齐和/或较少组织化和/或可以被削弱,这可导致局部加热部分(如,削弱部分)的强度降低。有利地,以上述方式在预拉伸膜中形成的削弱部分可以保持与拉伸膜的非削弱部分的光学特性相同水平的光学特征(如,透明度、雾度和/或透射率)。

参考图32-39,示出了削弱部分160的各种横截面形状和取向的非排他性实例。尽管削弱部分160中的每一个被图解为非纤维膜120中的切片186、188形式的几何改性192,但是图32-39中的削弱部分160可以通过非纤维膜120的其他类型的几何改性192或通过化学改性190(如,通过辐射或激光)形成。通过辐射或激光作用形成的削弱部分160可具有与图32-39的任一个横截面形状相同的一般形状、深度和/或取向,但可宽于图32-39的横截面形状。关于几何改性,图32-39中的任一个削弱部分160可以形成为V形凹槽(如,图6),为具有正交(如,正方形、矩形)横截面的凹槽或凹口(如,未示出),或者多种其他形状中的任一种,并且不限于切片186、188。在一些实例中,凹槽或凹口可以填充有优选与非纤维膜120光学匹配的基体材料110(如,图6)或粘合剂,如上所提到。例如,填充几何改性192的基体材料110或粘合剂优选地具有在感兴趣的波段内(如在可见光谱和/或红外光谱内)基本上匹配非纤维膜120的折射率的折射率。可选地或另外地,填充几何改性192的基体材料110或粘合剂可具有在上述温度范围(例如,在-65F和+200F之间)的一个中的至少一部分内基本上匹配非纤维膜120的折射率的温度系数的折射率的温度系数。

参考图32,示出了非纤维膜120的横截面,其中削弱部分160每个形成为部分厚度切片186,该部分厚度切片186从膜表面128延伸到小于全膜厚度126的削弱部分深度172。如上所提到,切片186、188可以形成为无限薄的切口(未示出)。无限薄的切片186、188的相对侧壁可彼此接触。切片186、188可以在不从非纤维膜120移除材料的情况下局部削弱非纤维膜120。可以通过使用切割器械的相对薄的刀片(未示出)沿削弱路径的方向绘制在膜120中形成切片186、188,尽管可以使用替代方式形成切片。可以使用切割器械的直刀片(未示出)沿膜长度122的方向绘制通过膜120形成具有直横截面181的切片186、188,诸如图32-37中图解的切片。可以使用相对薄的非直刀片(未示出)沿膜长度122的方向绘制形成具有非直形状和下面描述的的切片186、188,诸如图38-39中所显示的形状。

在图32中,切片186、188每个形成为部分厚度切片186。部分厚度切片186中的每一个具有直的横截面181,其中横截面的平面垂直于或正交于削弱部分160的纵向方向。部分厚度切片186中的每一个从相同的膜表面128延伸。显示部分厚度切片186中的每一个以相同的方向取向,使得部分厚度切片186的横截面彼此平行。另外,每个部分厚度切片186垂直于膜表面128。在所示实例中,部分厚度切片186延伸到膜厚度126的约50%的削弱部分深度172。然而,部分厚度切片186可以延伸到膜厚度126的高达90%的削弱部分深度172。在一个实例中,部分厚度切片186可以在膜厚度的10-90%之间的任何深度处形成,尽管切面可以在10-90%范围之外的深度形成。

图33是具有削弱部分160的非纤维膜120的截面图,其中切片是全厚度切片188。每个全厚度切片188在非纤维膜120的相对的膜表面128之间延伸。全厚度切片188中每一个具有直的横截面181。另外,全厚度切片188中的每一个垂直于膜表面128取向,使得所有全厚度切片188彼此平行。如上所述,尽管削弱部分160各自示出为全厚度切片188,但是削弱部分160可以通过几何改性192形成为除了全厚度切片188之外的形状。例如,每一个削弱部分160可以形成为具有与图6中所示的配置类似的窄V形横截面的全厚度削弱部分160。可选地,可以通过化学改性190,比如通过局部照射或将激光能量施加到一部分非纤维膜120形成削弱部分160,从而形成每个全厚度削弱部分160。

图34是非纤维膜120的截面图,其中削弱部分160被配置为从膜120的相对膜表面128延伸的部分厚度切片186。在所示实例中,部分厚度切片186中的每一个垂直于从其延伸的膜表面128取向。在这方面,部分厚度切片186彼此平行。尽管图34中的部分厚度切片186示出为从交替的膜表面128延伸,但是对于从相对膜表面128延伸的每一部分厚度切片,非纤维膜120可以包括从膜表面128中的一个延伸的任何数量的部分厚度的切片186,从而实现非纤维膜120的期望的全局破坏模式。

图35是非纤维膜120的截面图,其中部分厚度切片186局部不垂直于膜表面128。另外,部分厚度切片186以相同的方向取向。在这方面,所公开的膜120实施方式中的任一个可包括具有以大致相同方向取向的横截面形状的至少一个相邻成对的削弱部分160(如,切片186、188;照射部分191等)。以相同方向取向部分厚度切片186或全厚度切片188可以简化制造。将部分厚度切片186或全厚度切片188不垂直于膜表面128取向可以改善非纤维膜120的光学性能。在所示实例中,每个部分厚度切片186被示出以相对于膜表面128约60°的角度取向。然而,部分厚度切片186可以相对于膜表面128以任何角度取向。例如,每个部分厚度切片186可以相对于膜表面128以高达约85度的角度取向。如上面关于图32所述,图35的部分厚度切片186可以延伸到膜厚度126的至多90%的削弱部分深度172。然而,在某些实施方式中,部分厚度切片186的削弱部分深度172可以延伸到膜厚度126的99%,从而留下膜材料的薄网(未示出)以横向连接相邻的削弱部分160,由此改善非纤维膜120的处理和加工。

图36是具有全厚度切片188的非纤维膜120的截面图,该全厚度切片188每个局部不垂直于膜表面128取向。另外,全厚度切片188以相同方向取向,使得全厚度切片188彼此平行。图36的全厚度切片188可以以类似于上面关于图33描述的全厚度切片188的方式配置。如上所述,图36中所示的削弱部分160不限于被配置为全厚度切片188,而是可以通过化学改性190来配置,例如通过使用辐射和/或激光能量使非纤维膜120经受化学改性190以形成具有类似于图36的横截面形状和/或取向的削弱部分160。

图37是具有以不同方向取向的部分厚度切片186的非纤维膜120的截面图。除了部分厚度切片186的取向之外,部分厚度切片186可以与上面在图32和35中描述的相似地配置。在本文公开的膜120实施方式的任一个中,削弱部分160(如,切片)可以相对于膜表面128以10-89度之间的角度取向,并且该对的削弱部分160中的相邻一个可以在相反方向上以10-89度之间的角度取向。

图38是具有全厚度切片188形式的削弱部分160的非纤维膜120的截面图,每个切片具有非直的横截面183,比如弯曲横截面185。如上所述,该横截面的平面垂直于或正交于削弱部分160的纵向方向。图38中的每个削弱部分160被配置为具有阶梯形或Z形横截面的全厚度切片188。显示Z形横截面具有连接Z形横截面的直部分的90度弯曲。然而,Z形横截面的直部分可具有非90度弯曲。另外,连接直部分的弯曲可定位在非纤维膜120内的任何深度处,并且不限于图38中所示的约50%深度。另外,虽然直部分显示为垂直于膜表面128,但是直部分可以相对于膜表面128以非垂直角度取向。如上所述,具有非直形状——比如图38的Z形横截面——的切片可以使用具有削弱部分160的期望横截面形状的相对薄的非直刀片(未示出)形成。为了形成Z形横截面,非直刀片可以沿着削弱路径的期望方向(比如,沿着膜长度122的方向)绘制通过非纤维膜120。

图39是具有弯曲横截面185的切片的非纤维膜120的截面图。每个全厚度切片188的弯曲横截面185是S形横截面。位于膜表面128附近的S形横截面的部分局部不垂直于膜表面128。在所示实例中,最靠近每个膜表面128的S形横截面的部分与膜表面128正切。图39中所示的S形横截面是弯曲横截面185的实例,并且不应被解释为限制削弱部分160的形状。尽管图38-39图解了弯曲横截面185为全厚度削弱部分160,但是预期膜120可包括以弯曲横截面形状形成的部分厚度削弱部分160(未示出)。

参考图40,制造膜120的方法900包括以类似于上面关于图22描述的方法400的方式形成具有一个或多个削弱部分160和一个或多个非削弱部分140的非纤维膜120(例如,图31-39)的步骤902。削弱部分160可以在配置为拉伸膜132的非纤维膜120中形成。可选地,削弱部分160可以在非拉伸的非纤维膜120中形成,其后非纤维膜120可被拉伸。无论在形成削弱部分160期间非纤维膜120是预拉伸的还是未拉伸的,方法900的步骤904包括配置非纤维膜120使得削弱部分160具有至少一种机械性质(如,拉伸强度、拉伸模量、极限应变、破坏应变、韧性),其值低于非削弱部分140的机械性质的值。

方法900可以包括通过几何改性非纤维膜120和/或通过化学改性非纤维膜120来形成削弱部分160,来形成削弱部分160。例如,化学改性非纤维膜120可以包括使非纤维膜120的局部部分经受辐射,如上所述。通过上述方法900形成的非纤维膜120具有光学特性,该光学特性包括至少75%的透明度,或者上述透明度的值或值的范围中的任一个。复合材料制品100可另外具有小于10%的雾度,或上述替代值或雾度值范围中的任一个,和/或复合材料制品100可具有大于50%的透射率,或上述透射率的替代值或值的范围中的任一个。

参考图41,示出了包含单个非纤维膜120的复合材料制品100的实例的侧视图。显示非纤维膜120具有多个部分厚度切片形式的削弱部分160,部分厚度切片在一个膜表面128中形成。尽管图41图解了削弱部分160为部分厚度切片186,但是复合材料制品100可以包括在本文描述和/或示出的包括图32-40中所示任一个实例的任一个或多个实例中配置和/或取向的削弱部分160。

参考图42-47,示出了复合材料制品100的实例,其具有以堆叠构型130布置的多个膜120。复合材料制品100可包括基体材料110、树脂或其他材料的相对薄的粘合层112,该粘合层112位于至少一对膜120之间用于将膜120粘着性地结合在一起。如上所述,粘合层112可以与膜120光学匹配。例如,粘合层112和膜120可以具有在感兴趣的波段内,例如在可见光谱和/或红外光谱内基本等同的折射率。

在图42-47中,复合材料制品100的至少一个膜120是非纤维膜120,其配置为上面描述的和/或附图中图解的任一个实例。在这方面,非纤维膜120具有至少一个非削弱部分140和至少一个削弱部分160。如上所述,削弱部分160具有至少一种机械性质,其值低于非削弱部分140的机械性质的值。复合材料制品100具有光学特性,其包括至少75%的透明度。可选地,复合材料制品100可以具有上面对于非纤维膜120限定的透明度的值或范围中的任一个。此外,复合材料制品100可以具有小于10%的雾度或上面对于非纤维膜120限定的雾度的范围或值中的任一个。可选地或另外地,复合材料制品100可具有大于50%的透射率或上面对于非纤维膜120限定的范围或值中的任一个。

参见图42,所示为具有三个膜120的复合材料制品100的一个实例,三个膜120为非纤维膜120,其彼此通过每个相邻成对的非纤维膜120之间的粘合层112彼此结合。如上所述,每个非纤维膜120具有一个或多个削弱部分160。非纤维膜120可具有相同的弱化水平。可选地,非纤维膜120中的至少一个可具有与剩余的非纤维膜120不同的弱化水平。例如,相对于中间非纤维膜120中的削弱部分160的密度或间隔,最上面的一个非纤维膜120可具有更高的密度或削弱部分160的减小的间距,中间非纤维膜120中的削弱部分160相对于最下面的一个非纤维膜可具有更高的密度或减小的间隔。可选地或另外地,复合材料制品100的非纤维膜120可具有不同的削弱部分160的配置。例如,复合材料制品100的非纤维膜120之一可具有通过几何改性192形成的削弱部分160(例如,部分厚度切片186和/或全厚度切片188),和相同复合材料制品100的另一个非纤维膜120可以具有通过化学改性190(诸如通过照射或打激光)形成的削弱部分160。尽管图42图解了具有三个非纤维膜120的复合材料制品100,但复合材料制品100可包括任何数量的非纤维膜120。

图43是复合材料制品100的侧视图,该复合材料制品100由非削弱层114和具有削弱部分160的非纤维膜120构成。非削弱层114没有削弱部分160并且结合到非纤维膜120。例如,如上所述,非削弱层114和非纤维膜120可以通过粘合层112结合在一起。尽管非纤维膜120被图解为具有以均匀间隔布置的部分厚度切片186的削弱部分160,但是复合材料制品100可选地包括具有配置为除切片外的几何改性192的削弱部分160的非纤维膜120,和/或削弱部分160可以通过上述化学改性190技术中的任一种形成。另外,非纤维膜120的几何改性192和/或化学改性190可以在膜表面128的一个或两个上形成。

图44是具有***一对非削弱层114之间的非纤维膜120的复合材料制品100的侧视图。非纤维膜120可通过粘合层112结合到非削弱层114中的每一个。在可选实例中,复合材料制品100可以包括***一对非纤维膜120之间的非削弱层114。图45是具有***在一对非削弱层114之间的相邻成对的非纤维膜120的复合材料制品100的侧视图。可以理解,复合材料制品100可以包括***一对非削弱层114之间的任何数量的非纤维膜120。

图46是具有通过粘合层112粘着性地结合在一起的交替的非削弱层114和非纤维膜120的复合材料制品100的实例。可以理解,非纤维膜120和非削弱层114的相对位置和数量可以配置成提供复合材料制品100的期望的全局破坏模式。

图47是复合材料制品100的实例,其中至少两个膜120彼此间隔开地设置,在膜120之间形成间隙116。更具体地,复合材料制品100具有交替的非削弱层114和非纤维膜120,并且还包括最里面的非削弱层114和非纤维膜120之间的间隙116。间隙116可以通过在复合材料制品100的周边周围包括间隔物(未示出)而形成,和/或间隙116可以通过可以围绕复合材料制品100的周边延伸的框架(未示出)来保持。间隙116可以填充有空气、惰性气体或真空,并且可以改善复合材料制品100的声学、热学、和/或强度特性。

在未示出的实例中,复合材料制品100可具有至少两个非纤维膜120,每个具有削弱部分160。在非纤维膜120之一中的削弱部分160可以以与非纤维膜120中另一个的削弱部分160不同的角度取向。例如,在类似于图21的布置中,复合材料制品100的非纤维膜120之一中的削弱部分160可以大致垂直于复合材料制品100的至少一个其他非纤维膜120中的削弱部分160取向。然而,复合材料制品100可以具有非纤维膜120,其中至少一个非纤维膜120的削弱部分160相对于复合材料制品100中的至少一个其他非纤维膜120的削弱部分160以非垂直角度(如,15°、22.5°、45°、60°、75°等)取向。

制造复合材料制品100的方法(例如图42-47中图解的实例之一)可以以与上面关于图23描述的方法500类似的方式执行。例如,制造复合材料制品的方法包括提供多个膜120,其中至少一个膜是具有一个或多个非削弱部分140和一个或多个削弱部分160的非纤维膜120。该方法可以包括形成线176的形状的一个或多个削弱部分160。该方法可以另外地包括使用粘合层112粘着性地结合至少一对膜120。如上所述,削弱部分160具有低于非削弱部分140的机械性质的至少一种机械性质。另外,该方法包括将多个膜120以堆叠构型130布置以形成具有光学特性的复合材料制品100,该光学特性包括至少75%的透明度或透明度的上述替代值或值的范围中的一个。该方法可另外地包括形成复合材料制品100,其具有小于20%的雾度或雾度的上述的替代值或值的范围中的一个,和/或形成复合材料制品100,其具有大于50%的透射率或透射率的上述替代值或值的范围中的一个。

现在参考图48-61,示出了形成为多组分膜的非纤维膜120的实例,该多组分膜具有连接在一起的至少一个膜体121和至少一个膜元件195。膜体121和膜元件195均为非纤维的。膜体121和膜元件195由上面描述的材料中的任一种形成,包括热塑性材料、热固性材料、陶瓷材料、玻璃材料和/或玻璃-陶瓷材料。膜元件195在界面197处连接到膜体121,界面197在跨越非纤维膜120的膜宽度124是不连续的。在本公开内容中,不连续的界面197可描述为包括跨越非纤维膜120的膜宽度124的表面轮廓(不包括表面粗糙度)中的变化、不连续、破裂、阶梯、空腔、凹口、凹槽或其他几何特征。

膜体121可以被称为非纤维膜120的未改性部分,并且可以被描述为非削弱部分或非增强部分。膜元件195可以被称为非纤维膜120的改性部分,并且可以被描述为削弱部分或增强部分。削弱部分可以至少在机械性质方面不同于增强部分,在这个意义上,削弱部分相对于膜体121的相同的机械性质可以具有至少一种机械性质的较低值,并且增强部分相对于膜体121的相同的机械性质可以具有至少一种机械性质的较高值。改性部分(如,削弱部分或增强部分)可以具有上面描述的削弱部分的任一个的相同的相对尺寸。

由膜元件195与膜体121连接产生的非纤维膜120具有下列特性中的至少一种:界面197的至少一种机械性质的值不同于膜元件195和膜体121中的至少一个的机械性质的值,和/或膜元件195的至少一种机械性质的值不同于膜体121的机械性质的值。例如,界面197的至少一种机械性质的值可以低于膜体121和膜元件195的机械性质的值。如上所述,非纤维膜120的机械性质至少包括拉伸强度、拉伸模量、极限应变、破坏应变和韧性。界面197处的机械性质的差异和/或膜元件195相对于膜体121的机械性质的差异可以影响如上所述的非纤维膜120的准静态和动态破坏模式。此外,上述机械性质的差异可以改善非纤维膜120的韧性(如,层间断裂韧性)。此外,界面197可以提供用于控制和/或限制非纤维膜120内的裂纹传播的方式。例如,当裂纹与界面197中的一个相交时,可以重定向或停止通过膜体121传播的裂纹(未示出)。

如下面更详细描述的,界面197相对于膜元件195和/或膜体121的机械性质的值的差异可以源于以下:膜元件195由与膜体121相同的材料组成,但是以与膜体121不同的状态或条件下组装到膜体121或与膜体121一起形成,并且导致界面197比没有膜元件195的膜体121弱。膜元件195相对于膜体121的机械性质的值的差异可源于以下:膜元件195由与膜体121不同的材料配置形成,或者可以源于:膜元件195由与膜体121相同的材料组成形成,但是以与膜体121不同的状态或条件组装到膜体121或与膜体121一起形成。例如,由与膜体121相同的材料形成的膜元件195可以被预拉伸并因此可以相对于膜体121的相同的机械性质具有至少一种机械性质的更高值。在一些实例中,将膜元件195与相同材料但是不同的状态或条件的膜体121组装可以导致界面197具有与膜元件195和膜体121基本上(如,在10%以内)相同的光学特性(如,透明度、雾度和/或在感兴趣的波长带内的透射率)。下面描述的将膜元件195连接到膜体121的机构包括但不限于按压、熔融熔合、共结合、共固化、粘着性结合、共挤出或以导致膜元件195的分子与膜体121的分子在界面197处混合和/或扩散的方式接合。

图48-49示出了非纤维膜120的一个实例,该非纤维膜120由与多个膜元件195平行并排关系连接的多个细丝体组成。图49是图48的非纤维膜120的截面图,其示出了在多个界面197处彼此连接的交替的膜体121和膜元件195。在所示实例中,每个膜元件195和膜体121具有T形横截面以促进条带193的互锁。然而,膜元件195和膜体121可以以各种不同的横截面形状中的任一种提供,并且不限于T形横截面。另外,尽管在图48中膜元件195和膜体121的横截面形状基本上彼此相似,但是非纤维膜120可以包括条带193,其中膜元件195的横截面形状是不同于膜体121的横截面形状。无论膜元件195和膜体121的个体配置如何,当组装时,膜元件195和膜体121形成优选具有跨越非纤维膜120的膜宽度124的恒定膜厚度126的非纤维膜120。

图50示出了在上板920和下板922之间捕获的多个膜体121和膜元件195的组件的实例。对于非纤维膜120的相对厚的形式(如,0.25-0.50英寸或更大的膜厚度),机械压机924可以施加压力以横向地迫使条带193在界面197处彼此接触。对于非纤维膜120的相对薄的形式(如,小于0.25英寸的膜厚度),机械压机924(如,图53)可以定位在膜元件195和膜体121的多个条带193的顶部上,膜元件195和膜体121支撑在下板922上并且在界面处以彼此并排接触关系布置。机械压机924可以向下施加压实压力到条带193上并且导致条带193的侧面彼此压靠。

在施加压力期间可任选地增加热量以引起或增加界面197处的膜元件195的分子与膜体121的分子的混合和/或扩散。在本文公开的任一个实例中,粘合层112可任选地包括在膜元件195端部和膜体121之间的每个界面197处,以促进膜元件195与膜体121的粘着性结合。尽管图50图解了用于将膜元件195与膜元件195连接的机械压机924,但在本文公开的任一个实例中,可以实施替代的或附加的机构,用于将膜元件195连接到膜体121。例如,膜元件195和膜体121可以使用安装在膜元件195和一个或多个膜体121的预组件之上的真空袋(例如,双真空袋减积布置)施加的压力连接在一起。使用真空袋(未示出)用于将膜元件与一个或多个膜体连接可任选地在高压釜(未示出)内进行,以施加高于大气压的压力。

在一些实例中,非纤维膜120可包括具有多个空腔127的膜体121。非纤维膜120还可包括分别安装在膜体121的多个空腔127内的多个条带193或块199。每个膜元件195可以基本上填充空腔127的体积,膜元件195安装在空腔127中。在下面描述的一些实例中,膜元件195中的每一个可以预先形成为固体或半固体。在下面描述的其他实例中,每个空腔127可以填充有非固体材料,比如液体、凝胶或糊状物,其凝固或硬化以在空腔127内形成膜元件195。

图51-52示出了非纤维膜120的一个实例,该非纤维膜120由配置为条带193的多个膜元件195组成,条带193安装在形成于膜体121中的相应的多个空腔127内。空腔127以彼此间隔的平行关系布置并沿膜体121的膜长度122延伸。在一些实例中,每个膜元件195可以在空腔127内安装之前预先形成为条带193。图53示出了用于将多个条带193安装入膜体121的相应空腔127内的系统的实例。多个条带193支撑在下板922上。位于膜元件195上方的机械压机924可以迫使膜元件195的条带193进入膜体121的空腔127内。

在一些实例中,条带193和空腔127可以沿着非纤维膜120的纵向方向,比如沿着非纤维膜120的整个长度连续延伸。在未示出的其他实例中,非纤维膜120可以包括多个条带193,其形成为一系列端对端条带片段(未示出),其安装在相应的一系列端对端空腔片段(未示出)内,端对端空腔段在类似于图16、17和31中所示的布置的每个端对端成对的条带193和空腔127之间具有间隔。虽然图51-52中的条带193和空腔127被示出具有矩形横截面形状,但是条带193和空腔127可以以各种不同横截面形状和尺寸中的任一种提供。例如,每个空腔127和条带193可以具有正交的横截面形状或者每个空腔127和条带193可以具有非正交的横截面形状,包括部分弯曲的形状,比如半圆形的横截面形状。

图54-55示出了非纤维膜120的一个实例,其中膜元件195的条带193是楔形的,用于***膜体121的V形空腔127中。然而,膜元件195的条带193或块199可以以各种横截面形状、大小和构型中任一种形成。例如,膜元件195可以预先形成为块199(如,图58),每个块具有圆柱形状,其配置成安装在也具有圆柱形状的相应的多个空腔127(如,图58)内。如上所述,条带193或块199可以在安装到膜体121中的相应的一个空腔127中之前预先形成。然而,在下面描述的其他实例中,可以通过用膜元件195的非固体形式的材料填充腔127将膜元件195灌封或浇铸在适当位置。

图56-57示出了非纤维膜120的实例,其中膜元件195和膜体121各自具有啮合表面129。膜元件195和膜体121可各自配置板,该板可以是平面的或每个板可以简单地弯曲或复杂地弯曲(未示出)。膜元件195和膜体121的啮合表面129显示为具有锯齿形横截面图案,啮合表面129配置为在延伸越过非纤维膜120的宽度的界面197处彼此啮合。在一些实例中,膜元件195和膜体121的啮合表面129可以一致地配置。膜元件195和膜体121可以由相同材料或不同材料形成。膜元件195和膜体121可以使用上面描述的连接机构中的任一个或组合彼此连接,包括但不限于按压、熔融熔合、共固化、共结合、粘着性结合,或任何其他类型的连接机构或连接机构的组合。

参考图58-59,示出了非纤维膜120的实例,其由配置为块199的多个膜元件195组成,块199包含在膜体121中形成的相应的多个空腔127内。块199可以预先形成并安装在空腔127内。可选地,如上所述,可以通过用膜元件195的非固体材料填充每个空腔127并允许非固体材料在膜体121内硬化或固化来形成膜元件195。膜元件195的非固体材料可以是糊状物、凝胶、液体形式或其他非固体形式,其被浇铸或灌封在膜体121的空腔127内。在一个实例中,可以将非固体形式(例如,加热至高于玻璃化转变温度的温度的凝胶)的热塑性聚合物(例如,聚碳酸酯)置于固体形式的相同或不同热塑性聚合物的膜体121的空腔127中。可以使非固体热塑性聚合物在膜体121的空腔127内凝固以形成膜元件195。在另一实例中,处于部分固化状态的热固性聚合物可以放置在由完全固化形式的热固性聚合物组成的膜体121的空腔127中,用于将膜元件195(如,部分固化的热固性塑料)与膜体121(如,完全固化的热固性塑料)共结合以形成非纤维膜120。

尽管图58-59图解了形成为均匀分布在膜体121的整个膜表面128中的离散圆孔的空腔127,但空腔127可以以任何尺寸、形状和配置形成。例如,孔可以具有非圆形形状。在另一实例中,膜体121可以包括多个空腔127,这些空腔127形成为沿膜体121的纵向方向基本上连续地延伸(如图51-55的实例所示)和/或任选地沿膜体121的宽度方向延伸(未示出)的平行的凹槽或凹口。尽管图50-59图解了仅在一个膜表面128中形成的空腔127,但是膜体121可以包括在两个膜表面128中形成的空腔127。此外,膜体121可以包括在相对的膜表面128之间完全延伸穿过膜体121的空腔127。在非纤维膜120的一些实例中,膜体121可以具有细长的横截面形状,其中条带193或块199的宽度(在此可互换地称为未改性部分的宽度)与膜厚度126的纵横比为约3至约500,膜体121的宽度的上限为10英寸。在本文公开的任一个实例中,非纤维膜120的膜厚度126可以在约0.0001至0.50英寸的范围内,并且优选在约0.25至0.38英寸的范围内。然而,非纤维膜120可以以任何膜厚度126提供,没有限制。

图60-61示出了具有嵌入膜体121内的多个膜元件195的非纤维膜120的实例。膜元件195沿膜体121的纵向方向彼此平行地延伸。膜元件195中的每一个可以完全被膜体121包围。界面197在每个膜元件195与膜体121的接合处形成。膜元件195中的每一个可以具有棒状形状并且沿膜体121的长度(例如,整个长度)可以是连续的,类似于图4中所示的布置。可选地或另外地,在未示出的实例中,非纤维膜120可以包括以端对端关系布置并且通过类似于图16-17中所示的布置的非削弱连接分开的一个或多个膜元件片段。

图60-61示出了每个膜元件195具有对应于每个膜元件195的杆状形状的圆形横截面形状。然而,膜元件195可以以各种横截面形状(比如,正方形、矩形、三角形、椭圆形或其他形状)中的任一个形成(例如,共挤出)。另外,非纤维膜120中可以包括不同尺寸或在同一膜体121内具有不同横截面形状的膜元件195。在一个实例中,膜元件195和膜体121可以由相同的材料(如,热塑性材料,诸如聚碳酸酯)但是在不同的温度下共挤出,导致膜元件195和膜体121之间的界面197比没有膜元件195的膜体121弱,如下面更详细地描述的。然而,膜元件195和膜体121可以由不同的材料组合形成,并且导致膜体121中的膜元件195的一种或多种相同的机械性质具有不同的值。

在本文公开的非纤维膜120的任一个实例中,膜元件195和膜体121可各自由透明材料形成,这有利地导致非纤维膜120的界面197不可见。在这样的实例中,具有一个或多个膜体121和一个或多个膜元件195的非纤维膜120可以被配置为在任一个上述环境参数中,比如在任一个上述限定的感兴趣的波段中和/或在上面限定的温度范围之一内具有光学特性的上述值或值范围中的任一个(如,透明度、雾度和/或透射率)。例如,具有膜元件195的非纤维膜120在可见光谱和/或红外光谱内和/或在-65F至+200F的温度范围的至少一部分内可具有至少75%的透明度。另外,具有膜元件195的非纤维膜120可在上述环境参数中的一个或多个内具有上述限定的雾度和/或透射率的值或值的范围中的一个。例如,具有一个或多个膜体121和一个或多个膜元件195的非纤维膜120可具有小于10%的雾度和/或大于50%的透射率。在一些实例中,膜体121可以具有至少一种光学特性,其具有与膜元件195的相同光学特性相同的值。可选地或另外地,非纤维膜120的膜元件195中的膜体121可以具有至少一种具有相同值的热性质,诸如相同的热膨胀系数。

在非纤维膜120的一些示例中,膜元件195可以由具有与膜体121的材料(例如,膜体材料)相同类型的分子并具有与膜体121的材料不同的分子量的材料(例如,膜元件材料)形成。例如,非纤维膜120可以包括由诸如聚丙烯的高分子量聚合物形成的膜元件195,并且膜体121可以由低分子量形式的相同聚丙烯材料形成。有利地,形成具有不同分子量的相同材料的膜元件195和膜体121产生相同的光学特性,但具有略微不同的机械性质和热性质。例如,膜元件195和膜体121可以由具有相同化学性质但不同分子量的光学透明聚合物形成。

在非纤维膜120的一些实例中,膜元件195或膜体121可以是拉伸膜132,在将膜元件195连接到膜体121之前预拉伸(如,单向拉伸或双向拉伸)该拉伸膜132,并导致预拉伸的组分(膜元件195或膜体121)具有至少一种机械性质,该至少一种机械性质(如,极限拉伸强度、韧性等)的至少一个值高于膜体121的机械性质的值。例如,在膜元件195和膜体121由相同材料形成但是其中一种组分被预拉伸的实例中,膜元件195和膜体121的光学特性可以是等同的。

参考图62,示出了制造非纤维膜120的方法950的流程图。该方法包括在跨越非纤维膜120的宽度上是不连续的界面197处将至少一个膜元件195(如,非纤维的)连接到至少一个膜体121(如,非纤维的)的步骤952。如上所述并且在下面更详细地描述,可以通过熔合、共结合、共固化和/或粘着性结合,或通过在膜体121内共挤出一个或多个膜元件195将一个或多个膜元件195连接到一个或多个膜体121。如上所示,界面197的至少一种机械性质的值与膜元件195和膜体121中的至少一个的机械性质的值不同,和/或膜元件195的至少一种机械性质的值与膜体121的机械性质的值不同。

在制造非纤维膜120的一个实例中,将膜元件195连接到膜体121的步骤可包括以使得膜元件195和膜体121彼此以并排平行关系方式布置的方式,将形成为条带193的多个膜体121与也形成为条带193的多个膜元件195以交替关系连接,如图48-50的实例所示。该方法可任选地包括向膜元件195和/或膜体121施加热和/或压力,以引起膜元件195的分子与膜体121的分子的熔融和/或扩散和/或混合。在一些实例中,该方法还可以包括在膜元件195和膜体121之间的界面197处施加粘合层112,以将膜元件195粘合性地连接到膜体121。

在另一实例中,将一个或多个膜元件195连接到一个或多个膜体121的步骤可包括将多个条带193和块199中的至少一个安装到膜体121的相应的多个空腔127中。如上所述,条带193和/或块199的尺寸和形状可以与膜体121的空腔127互补。例如,该方法可以包括将膜元件195的多个圆柱形块199(如,图58-59)分别安装入膜体121的一侧或两侧(例如膜表面128)上均匀或不均匀分布的多个离散的、间隔开的圆柱形空腔127。膜元件195的条带193或块199可以通过多种方式中的任一种安装在膜体121的空腔127内,包括但不限于使用机械压机924(例如,图53)和/或通过使用定位在部分***膜体121的对应多个空腔127内的多个膜元件195之上的真空袋(未示出)。在本文公开的任一个实例中,将膜元件195连接到膜体121的方法可以任选地包括施加热以促进膜元件195的分子与膜体121的分子在界面197处的混合和/或扩散。

在一些实例中,膜元件195的条带193和/或块199的尺寸可以被调整为提供与膜体121的空腔127过盈配合(interference fit)。例如,膜元件195的条带193或块199可以具有比膜体121的空腔127的宽度或直径大0.001-0.002英寸的宽度(例如,直径),以确保膜元件195和膜体121之间的滑动配合(snug fit)。可选地或另外地,膜元件195的条带193或块199的侧面可以是弹性可压缩的,以促进***膜体121的相应空腔127中,在此之后可以施加热以促进膜元件195与膜体121的连接。可选地或另外地,该方法可包括使用粘合层112将膜元件195粘合性地结合到膜体121的空腔127。在这样的实例中,膜元件195的条带193或块199的尺寸可以被调整为提供与膜体121的空腔127的间隙配合,以容纳膜元件195和空腔127之间的粘合层112。例如,膜元件195的宽度可以提供比膜体121的空腔127的宽度小至多0.010英寸。可以在膜元件195和膜体121的配合表面上施加粘合促进剂或粘合加劲剂(adhesionstifler),以分别增加或减小膜元件195和膜体121之间的粘合水平,以分别增大和减小界面197处相对于膜元件195和/或膜体121的机械性质的值。另外地或可选地,该方法可以包括机械地粗化膜元件195和/或膜体121的配合表面,作为增加膜元件195和膜体121之间的粘合性结合的强度的方式。

简要地参考图56-57,将膜元件195连接到膜体121的步骤可包括将膜元件195的啮合表面129与膜体121的啮合表面129配合以形成非纤维膜120。如上所述,膜元件195和膜体121可各自配置为在啮合表面129处具有匹配的横截面形状的啮合部件。啮合表面129可彼此接触放置并在界面197处熔融熔合、共固化、共结合或粘合性结合在一起。尽管图56-57示出了每个啮合表面129具有锯齿形横截面形状,但是啮合表面129可以提供有多种替代的横截面形状中的任一种。

简要参考图58-59,在制造非纤维膜120的方法950的进一步实施方式中,将膜元件195连接到膜体121的步骤可包括利用膜元件195的非固体材料填充膜体121的多个空腔127。非固体材料可以提供为液体、凝胶、糊状物或其他非固体形式。该方法可以包括允许膜元件195的非固体材料在膜体121的空腔127内硬化或固化。如上所述,空腔127可以形成为包括间隔的平行凹口或凹槽的各种形状中的任一种,如图54和57所示,或形成在膜体121的至少一个膜表面128中的离散空腔127的图案,如图58所示。

在仍进一步实施方式中,制造如图60-61所示的非纤维膜120的方法950可以包括在膜体121内共挤出多个非纤维膜元件195,同时将膜体121挤出为片材形式。膜元件195在膜体121内彼此平行地挤出,在每个膜元件195和膜体121之间形成界面197。在一些实例中,膜元件195可以由相同的材料和在与挤出膜体121的温度不同(例如,更高或更低)的温度下共挤出,这可能在膜元件195和膜体121之间的界面197处产生相对于非纤维膜120的其他部分中的强度更弱的分子键。例如,在由相同聚碳酸酯材料但是在高于或低于挤出膜元件195的温度的温度下挤出的膜体121(如,片材)内由聚碳酸酯材料共挤出的膜元件195可导致每个膜元件195和周围膜体121之间的界面197比膜体121的其余部分的强度弱。在另一实例中,膜元件195可以由与挤出膜体121的材料不同的材料共挤出,这可能在界面197处产生相对于膜元件195和膜体121中的一个或两个的强度更弱或更强的分子键。

图63-65图解了挤出设备1000的实例,该挤出设备1000可以通过在膜体121内共挤出多个膜元件195同时以片材形式挤出膜体121来实施以制造非纤维膜120。挤出设备1000可包括分别用于包含膜元件材料1008和膜体材料1004的膜元件材料贮器1006和膜体材料贮器1002。挤出设备1000可包括具有多个膜元件模头1014的喷嘴1010,该多个膜元件模头1014与膜体121模头1012共定位并被膜体121模头1012围绕。膜元件材料贮器1006和/或膜体材料贮器1002可以配置为在相对高的温度和/或相对低的粘度下分别包含膜元件材料1008和膜体材料1004,以利于或促进从相应的多个膜元件模头1014(如,图63和65)挤出或拉伸多个膜元件195,同时从膜元件模头1012挤出或拉伸片材形式的膜体121。在从喷嘴1010共挤出期间,膜元件195和膜体121的分子链可以在界面197处混和。

尽管未示出,共挤出后的非纤维膜120可以缠绕在卷带轴(未示出)上,或者非纤维膜120可以以平面状态堆放在移动的传送带(未示出)上。在一些实例中,非纤维膜120的制造可包括在非纤维膜120从喷嘴1010拉伸或挤出并且在冷却非纤维膜120之前沿纤维形成方向拉伸非纤维膜120。然而,在可选实例中,非纤维膜120可以在冷却后使用拉伸设备(未示出)拉伸,而不是在共挤出之后和冷却之前拉伸非纤维膜120。

参见图66-72,示出了具有至少一个非纤维膜120的复合材料制品100的实例。图66是含有非纤维膜120的复合材料制品100的侧视图,在实例中该该非纤维膜120具有嵌入膜体121内的多个膜元件195(例如,图60-61)。然而,复合材料制品100可包含本文公开的任何实施方式的一个或多个非纤维膜120,本文公开的任何实施方式包括一个或多个非纤维膜120,其具有膜元件195的平行条带193和膜体121(如,图48-50),具有包含在膜体121的空腔127内的膜元件195的条带193和/或块199(如,图51-55和58-59),具有啮合的部件(如,图56-57),和/或具有非纤维膜120的多种其他配置中的任一种或多种。

图67-72是复合材料制品100的实例,其具有以类似于上面描述和图42-47图解的复合材料制品100的方式以堆叠构型布置的多个膜。例如,图67示出了由三(3)个非纤维膜120构成的复合材料制品100,该三(3)个非纤维膜120以堆叠构型布置并且每个具有嵌入膜体121内的不同布置的膜元件195。每个非纤维膜120的膜元件195的不同布置可以提供不同的破坏模式,作为实现复合材料制品100的期望的全局破坏模式的方式。非纤维膜120可以使用相对薄的粘合剂、基体材料、树脂或其他材料的层结合在一起。

图68显示了由非削弱层114(如,非削弱薄膜)和具有膜元件195的非纤维膜120制成的复合材料制品100的实例。如上所述,非削弱层114不含膜元件195和削弱部分。图69是具有非纤维膜120复合材料制品100的侧视图,非纤维膜120***一对非削弱层114之间并结合至其。图70示出了具有相邻成对的非纤维膜120的复合材料制品100的实例,该相邻成对的非纤维膜120***在复合材料制品100的最外侧上的一对非削弱层114之间。图71示出了具有交替的非削弱层114和非纤维膜120的复合材料制品100的实例。可以理解,非纤维膜120和非削弱层114的相对数量和位置可以以多种不同的布置中任一种提供,以提供复合材料制品100的期望的全局破坏模式。图72示出了复合材料制品100的实例,该复合材料制品100具有交替的非削弱层114和非纤维膜120,并且在最里面的非削弱层114和非纤维膜120之间具有间隙。

使用非纤维膜120的方法可以类似于上面关于图24描述的方法600。例如,使用非纤维膜120的方法可以包括提供具有非削弱部分140和削弱部分160的非纤维膜120(如,图31-39),或者非纤维膜120可以包括至少一个膜元件195和至少一个膜体121(如,图48-61)。该方法另外地包括将非纤维膜120置于非载荷状态,比如静态状态,其中非纤维膜120是静态的或基本上不移动的车辆(例如,飞行器)的一部分。该方法还包括将非纤维膜120置于载荷状态,比如当非纤维膜120经受动态载荷时,比如当飞行器在跑道上运动时或在飞行期间或当飞行器的机身被加压时。

条款1.一种非纤维膜,其包括:

非纤维的至少一个膜体;

非纤维的至少一个膜元件,并且该膜元件在跨越该非纤维膜的膜宽度不连续的界面处连接至该膜体;

该非纤维膜具有下列中的至少一种特性:

该界面的至少一种机械性质的值不同于该膜元件和该膜体中的至少一个的机械性质的值;和

该膜元件的至少一种机械性质的值不同于所述膜体的机械性质的值。

条款2.条款1所述的非纤维膜,其中膜体和膜元件由下列中的至少一种形成:

热塑性材料、热固性材料、陶瓷材料、玻璃材料、玻璃-陶瓷材料。

条款3.一种复合材料制品,其包括:

以堆叠构型布置的多个膜;

至少一个膜是非纤维膜并且包括:

非纤维的至少一个膜体;

非纤维的至少一个膜元件,并且该膜元件在跨越该非纤维膜的膜宽度不连续的界面处连接至该膜体;

该非纤维膜具有下列中的至少一种特性:

该界面的至少一种机械性质的值不同于该膜元件和该膜体中的至少一个的机械性质的值;和

该膜元件的至少一种机械性质的值不同于该膜体的机械性质的值。

条款4.条款3所述的复合材料制品,其中:

至少两个膜是彼此结合的非纤维膜,并且每个具有一个或多个膜元件。

条款5.条款3所述的复合材料制品,其中:

至少一个膜是不含膜元件的非削弱层,并且该非削弱层结合至具有至少一个膜元件的至少非纤维膜。

条款6.条款3所述的复合材料制品,其中:

至少两个膜相对彼此间隔设置,在膜之间形成间隙。

本公开内容额外的变型和改进对于本领域普通技术人员而言可以是显而易见的。因此,本文描述和图解的部件的具体组合意欲仅表示本公开内容的某些实施方式,并且不意欲作为本公开内容精神和范围内的可选实施方式或装置的限制。

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