制造用作彈性軟墊的組合結構的方法
【專利說明】制造用作彈性軟墊的組合結構的方法
[0001]本申請是于2011年07月25日進入中國國家階段、PCT公開號為W02010/060077、申請號為200980155329.2、發明名稱為“彈性墊組合物及其制造方法”的專利申請的分案申請，其全部內容結合于此作為參考。
[0002]相關申請的交叉參考
[0003]本申請要求2008年11月24日提交的美國臨時專利申請第61/200，188號的優先權的權益，其內容全部結合于此以供參考。本申請還要求于2008年12月8日提交的61/120，758的優先權的權益，其內容全部結合于此以供參考。本申請還要求于2009年I月15日提交的61/145,009的優先權的權益，其內容全部結合于此以供參考。
[0004]技術領域和
【背景技術】
[0005]本發明涉及一種組合材料(composite material)。該組合材料包括由多個離散的、隔開的元件和用于包圍所述元件的一個或多個加固結構組成的至少一層，以及由與包括元件和包圍所述元件的加固結構的層的任一側接觸的片狀結構組成的至少一層。本發明還涉及制造彈性墊組合物的方法。
[0006]在運動和其它活動中，人們經常使用保護材料來保護自身不受到撞擊、撞傷、切害I]、擦傷和外傷的傷害。本發明涉及彈性保護材料和制造在產品(例如，肩墊和胸墊、大腿墊和腿墊、肘墊、護脛、頭盔、棒球護胸、自行車座、汽車座、椅子、手提袋帶子、運動胸罩等)中使用的保護材料的方法。可以使用這些保護材料。
[0007]典型地，在許多體育活動(例如，棒球、冰球、長曲棍球、足球、籃球等)中佩戴襯墊材料。對于運動員來說，非常希望保護不受到碰撞。然而，可以在除了運動服以外的應用場合中使用保護性襯墊材料。僅通過實例，希望這些材料用在頭盔、防彈衣、鞋類、松短外衣、用于袋子和背包的襯墊襯里、座位上的襯墊、以及其它的需要重量輕、柔軟且透氣的沖擊吸收來保護身體的用途中。在考慮附圖和對優選實施方式的詳細描述之后，將更容易理解本技術的優點。
[0008]美國專利N0.4，513，449公開了一種沖擊吸收運動設備，其通過控制空氣從外殼內至外殼外部的轉移來吸收沖擊。使用開放蜂窩狀泡沫材料作為可抽盡的儲氣囊。然而，此專利并未如在本申請中公開的那樣公開泡沫組合襯墊。
[0009]美國專利N0.6，743，325公開了一種柔性材料，其包括與柔性的可拉伸基層接合的彈性元件。然而，此專利并未公開任何加固材料格構(lattice)。
[0010]美國專利N0.7，235，291公開了一種可膨脹的熱塑性樹脂泡沫，其具有抗壓強度和低的彎曲彈性模量。然而，此專利并未公開對泡沫材料的任何加固結構。
[0011]美國專利N0.5，435，765公開了一種沖浪板襯墊，其包括非滑動襯墊系統。多個襯墊構件放置在沖浪板上。然而，沒有與這些沖浪襯板墊一起使用的加固元件。
[0012]美國專利N0.6，519，781公開了一種用于保護關節區域(例如，人體的關節)的能量吸收保護墊。然而，沒有公開加固結構。
[0013]美國專利N0.5，766，720公開了一種附接至導致振動的裝置的一部分且吸收由沖擊導致的振動的彈性體吸收器。然而，沒有公開加固結構。
[0014]美國專利N0.5，052，053公開了一種用于水上運動的彈性服裝，例如，提供熱絕緣的緊身潛水衣或干式潛水衣。該服裝包括具有凹槽的拉伸區域，凹槽具有一定的深度尺寸，以增加服裝的彈性。然而，此專利并未公開由加固結構包圍的彈性元件。
[0015]美國專利N0.5，836，027公開了一種集成基體寢具系統，其包括具有由其它結構包圍的泡沫元件的空氣-泡沫基體組件。然而，此專利討論的是寢具系統，其在本申請的襯墊領域之外。

【發明內容】

[0016]在一個方面，本發明涉及一種組合襯墊結構，其包括基層，該基層粘結至與至少一個加固結構接合的多個離散的、隔開的彈性元件。該加固結構可包括加固材料格構。一個或多個加固材料格構可接合至少一些彈性元件。可選地，至少一個加固材料格構可接合所有的彈性元件，并且其他加固材料格構接合一些彈性元件。第二基層可粘結在彈性元件的相對側上。與加固結構接合的彈性元件可定位在第一和第二基層之間。
[0017]在另一方面，本發明涉及一種包括上述組合物的服裝。該服裝可以是運動服或運動安全服，但也可包括工業或軍用設備，例如，頭盔和防彈衣。還考慮將鞋類、松短外衣、用于袋子和背包的襯墊襯里、座位上的襯墊、以及其它使用重量輕、柔軟且透氣的沖擊吸收來保護身體的用途與發明的組合材料一起使用。
[0018]在又一方面，本發明涉及一種制造用作彈性軟墊的組合結構的方法，包括:(i)將多個離散的、隔開的彈性元件安裝在第一寬幅材料上；(ii)將至少一些彈性元件與至少一個加固結構接合；以及(iii)將第二寬幅材料安裝至彈性元件且與第一寬幅材料相對，以形成組合結構，其中，將所述至少一個加固結構定位在組合結構中的第一和第二寬幅材料之間。
[0019]將至少一些彈性元件與加固結構接合的步驟包括:將彈性元件與第一加固材料格構接合，并可選地將至少一些彈性元件與第二加固材料格構接合。此外，可以將第一和第二加固材料格構定位在組合結構中的第一和第二寬幅材料之間。可以使用刀具將一片彈性材料切成彈性材料切片，該彈性材料切片包括多個彈性元件和以圖案保持多個彈性元件的附加彈性材料。刀具可包括多個切割元件，每個切割元件限定包含偏置材料的空間，其中，在使用切割元件切割相應的彈性元件之后，偏置材料可促使相應的彈性元件離開該空間。將至少一些彈性元件與加固結構接合的步驟可發生在將多個彈性元件安裝在第一寬幅材料上的步驟之前或之后。加固結構可以是包括多個孔的加固材料格構，并且其中，將至少一些彈性元件與加固結構接合的步驟包括:將多個彈性元件從彈性材料切片推出，并將其推入加固材料格構中的多個孔中。可以使用粘合劑將多個彈性元件安裝至第一寬幅材料、第二寬幅材料、或者第一和第二寬幅材料兩者。粘合劑可以是由熱壓盤活化的熱活性粘合劑。
[0020]在又一方面，本發明涉及一種制造用作彈性軟墊的組合結構的方法，包括:(a)提供一片具有相對側的彈性材料；(b)對這片彈性材料的任一側或兩側涂覆粘合劑；(C)提供具有表面和以預定圖案從該表面延伸的多個切割元件的刀具；(d)將刀具壓入這片彈性材料中，從而形成包括多個彈性元件和過量(excess)彈性材料的彈性材料切片；(e)從彈性材料切片中撤出刀具；(f)提供一片加固材料；(g)將刀具(不必是用來切割彈性材料的同一刀具)壓入這片加固材料中，從而形成包括多個加固元件和一個或多個加固材料格構的加固材料切片；(h)從加固材料切片中撤出刀具；(i)將加固材料格構與加固元件分離，由此，加固材料格構在原來是加固元件的位置留下穿過加固材料的多個孔；(j)將彈性材料切片放置在加固材料格構的頂部上，并對齊彈性材料切片，使得多個彈性元件定位在加固材料格構中的多個孔的上方；(k)提供具有多個推動元件的推板，所述推動元件形成與彈性材料切片中的彈性元件的圖案相對應的圖案；(I)將所述多個推動元件與多個彈性元件對齊，并使用推板將彈性元件從彈性材料切片推出，由此，將多個彈性元件推入到加固材料格構中的多個孔中，從而形成彈性材料組件，該彈性材料組件包括至少部分地被至少一個加固材料格構包圍的多個彈性元件；(m)如果對彈性材料的一側涂覆熱活性粘合材料，那么將彈性材料組件鄰近熱壓盤放置；(η)將第一片織物或網狀基層放置在彈性材料組件的一側上，其中，可選地可顛倒步驟(m)和(η)的順序；以及(ο)用熱壓盤加熱第一片織物或網狀基層，以活化多個彈性元件上的粘合劑，由此，第片一織物或網狀基層粘結至多個彈性元件，以形成組合材料。
[0021]本發明還涉及其它實施方式，其中，在一步驟(P)中，可選地，去除加固材料格構，以形成粘結至彈性元件的第一片織物或網狀基層。替代地，可預先切割這片加固材料，以形成可以利用步驟(g)至(O)處理的幾個加固材料格構，其中，在替代步驟(P)中，可去除部分加固材料格構并將其作為廢材料丟棄，以產生粘結至彈性元件的第一片織物或網狀基層，僅有部分彈性元件被至少一個加固材料格構包圍。此外，作為步驟(g)至(i)的替代方案，可以不使用以上步驟來形成加固材料格構，并簡單地借助工具切割，由此，加固材料格構在原來是加固元件的位置留下穿過加固材料的多個孔，并與彈性元件結合，使得格構中的孔裝配在彈性元件周圍。
[0022]本發明還涉及另外的實施方式，包括:步驟(q)將第二片織物或網狀基層放置在彈性材料組件的相對側上；以及(r)用熱壓盤加熱第二片織物或網狀基層，以活化位于相對側上的多個彈性元件上的粘合劑，由此，第二片織物或網狀基層粘結至相對側上的多個彈性元件。
[0023]或者，替代地，該方法可包括以下步驟:(P)將第二片織物或網狀基層放置在彈性材料組件的相對側上；以及(q)用熱壓盤加熱第二片織物或網狀基層，以活化位于相對側上的多個彈性元件上的粘合劑，由此，第二片織物或網狀基層粘結至相對側上的多個彈性元件。
[0024]在另一方面，本發明還涉及一種制造用作彈性軟墊的組合結構的方法，包括:(a)提供一片具有相對側的彈性材料；(b)對這片彈性材料的任一側或兩側涂覆粘合劑；(C)提供具有表面和以預定圖案從該表面延伸的多個切割元件的刀具；(d)將刀具壓入這片彈性材料中，從而形成包括多個彈性元件和過量彈性材料的彈性材料切片；(e)從彈性材料切片中撤出刀具；(f)從位于彈性材料切片的第一側上的過量彈性材料去除粘合層，留下彈性元件上的粘合層；(g)將第一織物或網狀基層粘結至彈性材料切片的第一側，在彈性元件與第一基層之間產生粘結；以及(h)將過量彈性材料與彈性材料切片分離，使得多個彈性元件粘接于(bound to)第一基層。
[0025]可選地，以上過程可包括以下附加步驟:(i)將第二片織物或網狀基層放置在彈性材料組件的第二側上；以及(j)用熱壓盤加熱第二片織物或網狀基層，以活化位于第二側上的多個彈性元件上的粘合劑，由此，第二片織物或網狀基層粘結至第二側上的多個彈性元件。
[0026]替代地，以上過程可包括以下附加步驟:(i)提供一片加固材料；(j)將刀具壓入這片加固材料中，從而形成包括多個加固元件和至少一個局部或完整加固材料格構的加固材料切片；(k)從加固材料切片中撤出刀具；(I)將加固材料格構與加固元件分離，由此，力口固材料格構在原來是加固元件的位置留下穿過加固材料的多個孔；以及(m)將至少一個局部或完整加固材料格構與(h)中的彈性元件接合。
[0027]可選地，在如步驟(m)中所述的將至少一個局部或完整的加固材料格構與(h)中的彈性元件接合之后，可去除至少一個局部加固材料格構，留下與彈性元件接合的至少一個局部加固材料格構。
[0028]可選地，以上方法可包括以下附加步驟:(η)將第二片織物或網狀基層放置在彈性材料組件的第二側上；以及(O)用熱壓盤加熱第二片織物或網狀基層，以活化位于第二側上的多個彈性元件上的粘合劑，由此，第二片織物或網狀基層粘結至多個彈性元件，以形成組合材料，其中，將至少一個局部或完整加固材料格構定位在第一和第二片織物或網狀基層之間。
[0029]在另一方面，本發明還涉及一種制造用作彈性軟墊的組合結構的方法，包括:(a)提供一片具有相對側的彈性材料；(b)對這片彈性材料的任一側或兩側涂覆粘合劑；(C)提供具有表面和以預定圖案從該表面延伸的多個切割元件的刀具；(d)將刀具壓入這片彈性材料中，從而形成包括多個彈性元件和過量彈性材料的彈性材料切片；(e)從彈性材料切片中撤出刀具；(f)用一片成塊的具有圖案的基層覆蓋過量彈性材料，使得僅有彈性元件自由粘結至任何其它基層；(g)將第一織物或網狀基層粘結至彈性材料切片的第一側，使得在彈性元件與第一基層之間產生粘結；以及(h)將過量彈性材料與彈性材料切片分離，使得多個彈性元件粘接于第一基層。
[0030]在又一方面，本發明包括一種制造用作彈性軟墊的組合結構的方法，包括:(a)提供一片具有相對側的彈性材料；(b)提供具有表面和以預定圖案從該表面延伸的多個切割元件的刀具；(c)將刀具壓入這片彈性材料中，從而形成包括多個彈性元件和過量彈性材料的彈性材料切片；(d)從彈性材料切片中撤出刀具；(e)用粘合劑選擇性地涂覆彈性元件；(f)將第一織物或網狀基層粘結至彈性材料切片的第一側，使得在彈性元件與第一基層之間產生粘結；以及(h)將過量彈性材料與彈性材料切片分離，使得多個彈性元件粘接于第一基層。
[0031]從本發明的以下描述、所附參考附圖以及所附權利要求中，將更充分地理解本發明的這些和其它目的。
【附圖說明】
[0032]從下面給出的詳細描述和附圖中，將更充分地理解本發明，附圖僅通過示例圖給出，因此并不限制本發明，附圖中:
[0033]圖1是在內衣中使用的彈性墊組合物的一個應用的示圖。
[0034]圖2是彈性墊組件的分解圖，該彈性墊組件包括彈性元件、局部加固格構、以及支撐件。
[0035]圖3是彈性墊組件的部分剖視圖，該彈性墊組件包括彈性元件、局部加固格構、以及支撐件。
[0036]圖4是彈性墊組件的側視圖，該彈性墊組件包括彈性元件、局