制造用作弹性软垫的组合结构的方法
【专利说明】制造用作弹性软垫的组合结构的方法
[0001]本申请是于2011年07月25日进入中国国家阶段、PCT公开号为W02010/060077、申请号为200980155329.2、发明名称为“弹性垫组合物及其制造方法”的专利申请的分案申请，其全部内容结合于此作为参考。
[0002]相关申请的交叉参考
[0003]本申请要求2008年11月24日提交的美国临时专利申请第61/200，188号的优先权的权益，其内容全部结合于此以供参考。本申请还要求于2008年12月8日提交的61/120，758的优先权的权益，其内容全部结合于此以供参考。本申请还要求于2009年I月15日提交的61/145,009的优先权的权益，其内容全部结合于此以供参考。
[0004]技术领域和
【背景技术】
[0005]本发明涉及一种组合材料(composite material)。该组合材料包括由多个离散的、隔开的元件和用于包围所述元件的一个或多个加固结构组成的至少一层，以及由与包括元件和包围所述元件的加固结构的层的任一侧接触的片状结构组成的至少一层。本发明还涉及制造弹性垫组合物的方法。
[0006]在运动和其它活动中，人们经常使用保护材料来保护自身不受到撞击、撞伤、切害I]、擦伤和外伤的伤害。本发明涉及弹性保护材料和制造在产品(例如，肩垫和胸垫、大腿垫和腿垫、肘垫、护胫、头盔、棒球护胸、自行车座、汽车座、椅子、手提袋带子、运动胸罩等)中使用的保护材料的方法。可以使用这些保护材料。
[0007]典型地，在许多体育活动(例如，棒球、冰球、长曲棍球、足球、篮球等)中佩戴衬垫材料。对于运动员来说，非常希望保护不受到碰撞。然而，可以在除了运动服以外的应用场合中使用保护性衬垫材料。仅通过实例，希望这些材料用在头盔、防弹衣、鞋类、松短外衣、用于袋子和背包的衬垫衬里、座位上的衬垫、以及其它的需要重量轻、柔软且透气的冲击吸收来保护身体的用途中。在考虑附图和对优选实施方式的详细描述之后，将更容易理解本技术的优点。
[0008]美国专利N0.4，513，449公开了一种冲击吸收运动设备，其通过控制空气从外壳内至外壳外部的转移来吸收冲击。使用开放蜂窝状泡沫材料作为可抽尽的储气囊。然而，此专利并未如在本申请中公开的那样公开泡沫组合衬垫。
[0009]美国专利N0.6，743，325公开了一种柔性材料，其包括与柔性的可拉伸基层接合的弹性元件。然而，此专利并未公开任何加固材料格构(lattice)。
[0010]美国专利N0.7，235，291公开了一种可膨胀的热塑性树脂泡沫，其具有抗压强度和低的弯曲弹性模量。然而，此专利并未公开对泡沫材料的任何加固结构。
[0011]美国专利N0.5，435，765公开了一种冲浪板衬垫，其包括非滑动衬垫系统。多个衬垫构件放置在冲浪板上。然而，没有与这些冲浪衬板垫一起使用的加固元件。
[0012]美国专利N0.6，519，781公开了一种用于保护关节区域(例如，人体的关节)的能量吸收保护垫。然而，没有公开加固结构。
[0013]美国专利N0.5，766，720公开了一种附接至导致振动的装置的一部分且吸收由冲击导致的振动的弹性体吸收器。然而，没有公开加固结构。
[0014]美国专利N0.5，052，053公开了一种用于水上运动的弹性服装，例如，提供热绝缘的紧身潜水衣或干式潜水衣。该服装包括具有凹槽的拉伸区域，凹槽具有一定的深度尺寸，以增加服装的弹性。然而，此专利并未公开由加固结构包围的弹性元件。
[0015]美国专利N0.5，836，027公开了一种集成基体寝具系统，其包括具有由其它结构包围的泡沫元件的空气-泡沫基体组件。然而，此专利讨论的是寝具系统，其在本申请的衬垫领域之外。
【发明内容】
[0016]在一个方面，本发明涉及一种组合衬垫结构，其包括基层，该基层粘结至与至少一个加固结构接合的多个离散的、隔开的弹性元件。该加固结构可包括加固材料格构。一个或多个加固材料格构可接合至少一些弹性元件。可选地，至少一个加固材料格构可接合所有的弹性元件，并且其他加固材料格构接合一些弹性元件。第二基层可粘结在弹性元件的相对侧上。与加固结构接合的弹性元件可定位在第一和第二基层之间。
[0017]在另一方面，本发明涉及一种包括上述组合物的服装。该服装可以是运动服或运动安全服，但也可包括工业或军用设备，例如，头盔和防弹衣。还考虑将鞋类、松短外衣、用于袋子和背包的衬垫衬里、座位上的衬垫、以及其它使用重量轻、柔软且透气的冲击吸收来保护身体的用途与发明的组合材料一起使用。
[0018]在又一方面，本发明涉及一种制造用作弹性软垫的组合结构的方法，包括:(i)将多个离散的、隔开的弹性元件安装在第一宽幅材料上；(ii)将至少一些弹性元件与至少一个加固结构接合；以及(iii)将第二宽幅材料安装至弹性元件且与第一宽幅材料相对，以形成组合结构，其中，将所述至少一个加固结构定位在组合结构中的第一和第二宽幅材料之间。
[0019]将至少一些弹性元件与加固结构接合的步骤包括:将弹性元件与第一加固材料格构接合，并可选地将至少一些弹性元件与第二加固材料格构接合。此外，可以将第一和第二加固材料格构定位在组合结构中的第一和第二宽幅材料之间。可以使用刀具将一片弹性材料切成弹性材料切片，该弹性材料切片包括多个弹性元件和以图案保持多个弹性元件的附加弹性材料。刀具可包括多个切割元件，每个切割元件限定包含偏置材料的空间，其中，在使用切割元件切割相应的弹性元件之后，偏置材料可促使相应的弹性元件离开该空间。将至少一些弹性元件与加固结构接合的步骤可发生在将多个弹性元件安装在第一宽幅材料上的步骤之前或之后。加固结构可以是包括多个孔的加固材料格构，并且其中，将至少一些弹性元件与加固结构接合的步骤包括:将多个弹性元件从弹性材料切片推出，并将其推入加固材料格构中的多个孔中。可以使用粘合剂将多个弹性元件安装至第一宽幅材料、第二宽幅材料、或者第一和第二宽幅材料两者。粘合剂可以是由热压盘活化的热活性粘合剂。
[0020]在又一方面，本发明涉及一种制造用作弹性软垫的组合结构的方法，包括:(a)提供一片具有相对侧的弹性材料；(b)对这片弹性材料的任一侧或两侧涂覆粘合剂；(C)提供具有表面和以预定图案从该表面延伸的多个切割元件的刀具；(d)将刀具压入这片弹性材料中，从而形成包括多个弹性元件和过量(excess)弹性材料的弹性材料切片；(e)从弹性材料切片中撤出刀具；(f)提供一片加固材料；(g)将刀具(不必是用来切割弹性材料的同一刀具)压入这片加固材料中，从而形成包括多个加固元件和一个或多个加固材料格构的加固材料切片；(h)从加固材料切片中撤出刀具；(i)将加固材料格构与加固元件分离，由此，加固材料格构在原来是加固元件的位置留下穿过加固材料的多个孔；(j)将弹性材料切片放置在加固材料格构的顶部上，并对齐弹性材料切片，使得多个弹性元件定位在加固材料格构中的多个孔的上方；(k)提供具有多个推动元件的推板，所述推动元件形成与弹性材料切片中的弹性元件的图案相对应的图案；(I)将所述多个推动元件与多个弹性元件对齐，并使用推板将弹性元件从弹性材料切片推出，由此，将多个弹性元件推入到加固材料格构中的多个孔中，从而形成弹性材料组件，该弹性材料组件包括至少部分地被至少一个加固材料格构包围的多个弹性元件；(m)如果对弹性材料的一侧涂覆热活性粘合材料，那么将弹性材料组件邻近热压盘放置；(η)将第一片织物或网状基层放置在弹性材料组件的一侧上，其中，可选地可颠倒步骤(m)和(η)的顺序；以及(ο)用热压盘加热第一片织物或网状基层，以活化多个弹性元件上的粘合剂，由此，第片一织物或网状基层粘结至多个弹性元件，以形成组合材料。
[0021]本发明还涉及其它实施方式，其中，在一步骤(P)中，可选地，去除加固材料格构，以形成粘结至弹性元件的第一片织物或网状基层。替代地，可预先切割这片加固材料，以形成可以利用步骤(g)至(O)处理的几个加固材料格构，其中，在替代步骤(P)中，可去除部分加固材料格构并将其作为废材料丢弃，以产生粘结至弹性元件的第一片织物或网状基层，仅有部分弹性元件被至少一个加固材料格构包围。此外，作为步骤(g)至(i)的替代方案，可以不使用以上步骤来形成加固材料格构，并简单地借助工具切割，由此，加固材料格构在原来是加固元件的位置留下穿过加固材料的多个孔，并与弹性元件结合，使得格构中的孔装配在弹性元件周围。
[0022]本发明还涉及另外的实施方式，包括:步骤(q)将第二片织物或网状基层放置在弹性材料组件的相对侧上；以及(r)用热压盘加热第二片织物或网状基层，以活化位于相对侧上的多个弹性元件上的粘合剂，由此，第二片织物或网状基层粘结至相对侧上的多个弹性元件。
[0023]或者，替代地，该方法可包括以下步骤:(P)将第二片织物或网状基层放置在弹性材料组件的相对侧上；以及(q)用热压盘加热第二片织物或网状基层，以活化位于相对侧上的多个弹性元件上的粘合剂，由此，第二片织物或网状基层粘结至相对侧上的多个弹性元件。
[0024]在另一方面，本发明还涉及一种制造用作弹性软垫的组合结构的方法，包括:(a)提供一片具有相对侧的弹性材料；(b)对这片弹性材料的任一侧或两侧涂覆粘合剂；(C)提供具有表面和以预定图案从该表面延伸的多个切割元件的刀具；(d)将刀具压入这片弹性材料中，从而形成包括多个弹性元件和过量弹性材料的弹性材料切片；(e)从弹性材料切片中撤出刀具；(f)从位于弹性材料切片的第一侧上的过量弹性材料去除粘合层，留下弹性元件上的粘合层；(g)将第一织物或网状基层粘结至弹性材料切片的第一侧，在弹性元件与第一基层之间产生粘结；以及(h)将过量弹性材料与弹性材料切片分离，使得多个弹性元件粘接于(bound to)第一基层。
[0025]可选地，以上过程可包括以下附加步骤:(i)将第二片织物或网状基层放置在弹性材料组件的第二侧上；以及(j)用热压盘加热第二片织物或网状基层，以活化位于第二侧上的多个弹性元件上的粘合剂，由此，第二片织物或网状基层粘结至第二侧上的多个弹性元件。
[0026]替代地，以上过程可包括以下附加步骤:(i)提供一片加固材料；(j)将刀具压入这片加固材料中，从而形成包括多个加固元件和至少一个局部或完整加固材料格构的加固材料切片；(k)从加固材料切片中撤出刀具；(I)将加固材料格构与加固元件分离，由此，力口固材料格构在原来是加固元件的位置留下穿过加固材料的多个孔；以及(m)将至少一个局部或完整加固材料格构与(h)中的弹性元件接合。
[0027]可选地，在如步骤(m)中所述的将至少一个局部或完整的加固材料格构与(h)中的弹性元件接合之后，可去除至少一个局部加固材料格构，留下与弹性元件接合的至少一个局部加固材料格构。
[0028]可选地，以上方法可包括以下附加步骤:(η)将第二片织物或网状基层放置在弹性材料组件的第二侧上；以及(O)用热压盘加热第二片织物或网状基层，以活化位于第二侧上的多个弹性元件上的粘合剂，由此，第二片织物或网状基层粘结至多个弹性元件，以形成组合材料，其中，将至少一个局部或完整加固材料格构定位在第一和第二片织物或网状基层之间。
[0029]在另一方面，本发明还涉及一种制造用作弹性软垫的组合结构的方法，包括:(a)提供一片具有相对侧的弹性材料；(b)对这片弹性材料的任一侧或两侧涂覆粘合剂；(C)提供具有表面和以预定图案从该表面延伸的多个切割元件的刀具；(d)将刀具压入这片弹性材料中，从而形成包括多个弹性元件和过量弹性材料的弹性材料切片；(e)从弹性材料切片中撤出刀具；(f)用一片成块的具有图案的基层覆盖过量弹性材料，使得仅有弹性元件自由粘结至任何其它基层；(g)将第一织物或网状基层粘结至弹性材料切片的第一侧，使得在弹性元件与第一基层之间产生粘结；以及(h)将过量弹性材料与弹性材料切片分离，使得多个弹性元件粘接于第一基层。
[0030]在又一方面，本发明包括一种制造用作弹性软垫的组合结构的方法，包括:(a)提供一片具有相对侧的弹性材料；(b)提供具有表面和以预定图案从该表面延伸的多个切割元件的刀具；(c)将刀具压入这片弹性材料中，从而形成包括多个弹性元件和过量弹性材料的弹性材料切片；(d)从弹性材料切片中撤出刀具；(e)用粘合剂选择性地涂覆弹性元件；(f)将第一织物或网状基层粘结至弹性材料切片的第一侧，使得在弹性元件与第一基层之间产生粘结；以及(h)将过量弹性材料与弹性材料切片分离，使得多个弹性元件粘接于第一基层。
[0031]从本发明的以下描述、所附参考附图以及所附权利要求中，将更充分地理解本发明的这些和其它目的。
【附图说明】
[0032]从下面给出的详细描述和附图中，将更充分地理解本发明，附图仅通过示例图给出，因此并不限制本发明，附图中:
[0033]图1是在内衣中使用的弹性垫组合物的一个应用的示图。
[0034]图2是弹性垫组件的分解图，该弹性垫组件包括弹性元件、局部加固格构、以及支撑件。
[0035]图3是弹性垫组件的部分剖视图，该弹性垫组件包括弹性元件、局部加固格构、以及支撑件。
[0036]图4是弹性垫组件的侧视图，该弹性垫组件包括弹性元件、局