冲击吸收织物结构的制作方法

专利名称：冲击吸收织物结构的制作方法
冲击吸收织物结构相关申请的交叉引用本申请要求于2008年7月31日提交的题目为“Shock Absorbing Fabric Structures (冲击吸收织物结构)”的美国申请No. 12/183，491的权益，该申请 No. 12/183491 为 2008 年 4 月 15 日提交的题目为 “Shock Absorbing Lanyards (冲击吸 收系索)”的美国申请No. 12/103，565的部分继续申请，该申请No. 12/103，565为2004 年3月1日提交的题目为“Shock Absorbing Lanyards (冲击吸收系索)”的美国申请 No. 10/790, 394的继续申请，所有这些申请通过引用并入到本文中。
背景技术：
处于地面或其他相对较低的表面之上的高空位置的人可能有坠落并受伤的危险。 例如，从事要求他们处于诸如脚手架上的高空位置的工人或其他人员可能有坠落并受伤的 危险。可以穿戴安全带(safety harness)来阻止人体的坠落并防止或减小伤害。也可以 穿戴诸如座椅安全带的安全带，来在突然发生停止或碰撞时确保车辆乘客的安全，以降低 受伤的危险。安全带通常具有由用户穿戴的背带部分(harness portion)和从背带部分延伸的 系绳或系索。系索将背带部分连接至安全结构。如果人体从高空位置坠落，或者遭受由于 突然停车造成的惯性，在系索被拉直时，安全带停止人体的坠落，或防止人体向前运动。然 而，采用通常的系索，人体运动的停止相当突然，从而人体遭受突然停止的冲击力。试图吸收人体坠落的冲击的系索是已知的。目前的系索由两个装配在一起的分离 的带子制成。一根带子是由部分取向纱织成的窄的平的带子(Ρ0Υ带子)；另一根带子是强 度相对较高的管状带子。在制造这两根带子之后，POY带子被插入管状带子的一端内并被 拽拉通过管状带子。可以使用插入管状带子相对端的钩或其他装置来拽拉POY带子通过管 状带子。POY带子被拽拉通过管状带子，使得POY带子在管状带子内从一端延伸至相对端。 然后必须调整POY带子和管状带子的相对长度。当把POY带子保持就位时，使管状带子的 一端向相对端移动得更近，从而使管状带子在POY带子之上处于褶皱状状态。带子相对长 度的调整由手动执行，是现有系索的重大缺点。在手动调整了相对带子长度之后，POY带子 基本在管状带子的褶皱状取向内处于直的、线性取向。然后通过在端部缝合将这两根带子 彼此附接在一起。任何伸出管状带子端部的多余的POY带子被切下丢掉。由于传统的系索由两根必须装配在一起的分离的带子制成，因此，系索的制造需 要昂贵繁琐的装配程序，诸如，将POY带子插入通过管状带子。并且，在插入程序之后，需要 额外手动程序通过将管状带子置于褶皱状态、同时保持POY带子处于直的状态的方式来调 整相对带子长度。然后，需要另一程序将两根分离的带子附接在一起，同时将POY带子保持 在直状态、将管状带子保持在褶皱状状态。POY带子和管状带子的相对长度对于系索的正确 工作是至关重要的。对至关重要的两根带子的相对长度的正确控制和手动设定使得制造过 程复杂化。目的为降低冲击的现有系索可以在美国专利No. 5，113，981、No. 6，085，802、No. 6，390, 234、No. 6，533，066 以及 WIPO 公开 No. W0/01/026738 中找到。

发明内容
本发明的某些实施例总体上关于织物结构及其制造方法，例如织物结构和吸收冲 击并限制负载的织物结构。更具体地，本发明的一些实施例关于吸收冲击并限制力的结构， 该结构具有冲击吸收元件和承载元件，其中冲击吸收元件明显比承载元件短。冲击吸收元 件和承载元件的相对长度自动调整。并且，冲击吸收元件和承载元件可以在所述结构的某 些部分中织在一起。本发明的某些实施例还关于制造诸如冲击吸收织物结构的织物结构的 方法。本发明的某些实施例提供改良的织物结构，该织物结构可以伸长、吸收能量并承受负 载。根据本发明的一实施例，所述织物结构为单件式织造带子，所述带子包括由多根 底纱制成的护套以及由护套包围的伸长元件。在一些实施例中，所述护套可以是高强度的 护套。所述织物结构还可以包括多根接结纱和多根横向纱。所述伸长元件可以由诸如POY的伸长纱制成。在一些实施例中，所述带子具有第 一连接部分、扩张部分、以及第二连接部分。在第一和第二连接部分中，接结纱可以与底纱 和伸长纱相互交织。在扩张部分中，一些横向纱可以与伸长纱相互交织以将伸长纱与护套 连接在一起，接结纱可以与护套的底纱织在一起，但是不与伸长纱织在一起。并且在扩张部 分中，伸长纱的长度可以比护套的长度短。热处理可以使扩张部分中的伸长纱的长度收缩。 相反，相对于伸长元件，护套的纱则基本上不会因热处理而收缩，而是聚集在一起成褶皱状 布置。当施加预定负载时，织物结构使伸长元件伸展并使聚集的护套展开。当护套展开 时，它承受该拉伸负载；而当伸长元件伸展时，它吸收能量。以这种方式，所述织物结构可以 被用来阻止人体坠落或其他运动并降低当这种运动被停止时用户感受到的冲击力。根据一 些实施例，所述织物结构还可以附接至硬件部件，例如夹具、安全带或座椅安全带的部件。一些实施例中提供的织物结构包括织造带子，所述带子包括(1)多根底纱；(2) 多根伸长纱；(3)多根接结纱，所述底纱、伸长纱、以及接结纱在大致的经线方向上延伸；以 及(4)多根横向纱，所述横向纱在大致的纬线方向上延伸；其中所述伸长纱包括部分取向 纱；并且其中所述带子包括(i)第一连接部分，其中接结纱与底纱以及伸长纱相互交织； ( )具有第一和第二端部的扩张部分，其中所述扩张部分的第一端部与第一连接部分相 邻，其中底纱构成包围伸长纱的护套，其中至少一些横向纱与伸长纱以及护套的底纱相互 交织，从而将伸长纱与护套连接，其中伸长纱的长度比护套的长度短，并且其中接结纱与护 套的底纱织在一起，而不与伸长纱织在一起；以及(iii)具有第一和第二端部的第二连接 部分，其中第二连接部分的第一端部与扩张部分的第二端部相邻，并且其中接结纱与底纱 及伸长纱相互交织。根据一些实施例，在至少一个连接部分中，伸长纱可以与底纱相互交织。根据一些实施例，至少一个连接部分的端部可以附接至硬件部件。在一些实施例中，所述硬件部件可以是夹具。在一些实施例中，所述硬件部件可以是座椅安全带部件。在一些实施例中，在扩张部分中伸长纱和护套之间的长度差足以在施加小于护套的断裂强度的预定负载时允许伸长纱伸展。在一些实施例中，护套可以包括顶护套层和底护套层，并且可以将伸长纱定位于 顶护套层和底护套层之间。在一些实施例中，顶护套层可以包括上底纱；底护套层可以包括下底纱，并且在第 一连接部分中，上底纱可以与下底纱相互交织。在一些实施例中，在第二连接部分中，上底纱可以与下底纱相互交织。在一些实施例中，所述底纱可以总共具有至少5000磅的抗张强度。在一些实施例中，所述织物结构还可以包括标记物(flag)以及俘获纱(capture yarn)，其中俘获纱的一部分可以织在至少扩张部分中的护套的至少一部分内并且可被接 收在标记物内；其中当扩张部分扩张时，标记物的一部分可以被释放以指示这种扩张。在一些实施例中，所述织物结构还可以包括标识纱；其中所述标识纱可以织成扩 张部分中护套的一部分并且可以具有与底纱不同的颜色。在一些实施例中还提供了一种织物结构，包括(a)护套；(b)位于护套内的伸长 纱，所述伸长纱是可伸长的并且基本是无弹性的并且包括部分取向纱；(c)多个间隔开的 连接部分，其中伸长纱通过多根接结纱固定至护套；以及(d)位于间隔开的连接部分之间 的扩张部分，其中接结纱与护套织在一起，并且其中横向纱与伸长纱及护套相互交织以使 伸长纱与护套相连接；其中伸长纱的长度比护套的长度短，并且其中伸长纱相对于护套是 可伸展的。在一些实施例中还提供了制造织物结构的方法，包括(i)织造带子，所述带子包 括形成护套的多根底纱；由护套包围的多根伸长纱，其中伸长纱为部分取向纱；以及多根 接结纱；其中所述底纱、伸长纱以及接结纱在大致的经线方向上延伸，所述织造步骤还包 括(a)织造第一连接部分，包括将多根接结纱与底纱及伸长纱织在一起；(b)织造扩张部 分，包括(1)通过将多根在大致的纬线方向上延伸的横向纱与伸长纱织在一起，将伸长纱 连接至护套；以及(2)将多根接结纱与护套的多根底纱织在一起，而不将接结纱与伸长纱 织在一起；以及(c)织造第二连接部分，包括将多根接结纱与底纱及伸长纱织在一起；以及 ( )对扩张部分加热，由此，扩张部分中伸长纱的长度减小至比底纱的长度短。在一些实施例中，加热可以包括施加足够的热以自动调整伸长纱的长度，使得伸 长纱和护套之间的长度差可足以在施加比护套的破裂强度小的预定负载时允许伸长纱伸 展。在一些实施例中，加热可以包括在线(in-line)连续加热过程。在一些实施例中，加热可以包括在批处理中对至少一个织物结构进行热处理。在一些实施例中，所述制造织物结构的方法可以包括将至少一个连接部分的端 部附接至硬件部件。在一些实施例中，所述制造织物结构的方法可以包括提供是夹具的硬件部件。在一些实施例中，所述制造织物结构的方法可以包括提供是座椅安全带部件的 硬件部件。在一些实施例中，所述制造织物结构的方法还可以包括(i)提供俘获纱；以及 ( )将俘获纱的一部分织在至少扩张部分中护套的至少一部分内并且将俘获纱接收在标 记物内；其中当扩张部分扩张时，标记物的一部分可以被释放以指示这种扩张。
在一些实施例中，所述制造织物结构的方法还可以包括将标识纱织成扩张部分 中护套的一部分，其中标识纱可以具有与底纱不同的颜色。本发明的一个优点是提供改良的织物结构，例如改良的冲击吸收织物结构。本发明一些实施例的优点在于，自动调整冲击吸收织物结构中伸长元件和护套的 相对长度。本发明一些实施例的另一优点在于，通过收缩冲击吸收元件相对于护套的长度来 形成冲击吸收织物结构。本发明一些实施例的再一优点在于，提供改良的冲击吸收织物结构，该织物结构 具有高强度护套和伸长纱，其中护套在展开时承受拉伸负载，伸长纱在织物结构伸展或伸 长时吸收能量。本发明一些实施例的又一优点在于，提供可以阻止人体坠落同时减小人体感觉到 的冲击的织物结构。本发明一些实施例的其它优点在于，改进了织物结构的制造，并降低了织物结构 的成本。本发明一些实施例的另一优点在于，在制造冲击吸收织物结构过程中控制冲击吸 收元件和承载织物的相对长度。下面将参照附图详细描述本发明至少一些实施例的其他特征和优点，以及本发明 各个实施例的结构和操作。这些特征和优点对于实践本发明是期望的，但不是必要的。


图1是根据本发明一实施例的织物结构的照片。图2是图1的织物结构的局部剖视照片。图3是图1织物结构的扩张部分的织造图案(weaving pattern)的截面图。图4-8是根据织物结构的各种实施例的扩张部分的各种织造图案的纬线图(pick diagram)。图9是图3的织物结构的织造图案在该结构的截面9-9处的截面图。图10是图3的织物结构的织造图案在该结构的截面10-10处的截面图。图11是图3的织物结构的织造图案在该结构的截面11-11处的截面图。图12是图1的织物结构的连接部分的织造图案的截面图。图13-17是根据织物结构的各种实施例的连接部分的各种织造图案的纬线图。图18包括图18A和18B，其是根据本发明一实施例的织物结构的穿综图(drawing diagram)。图19是图3的织物结构的扩张部分的局部剖面侧视图。图20的照片示出了图1的织物结构与座椅安全带部件一起使用时的透视图。图21-25表示的是根据本发明一实施例的织物结构与标记物一起使用。图26是图1的织物结构与夹具一起使用时的透视图。
具体实施例方式本发明的某些实施例提供由织造带子10构成的织物结构。如图1所示，根据一实施例的织造带子10包括第一连接部分12、扩张部分14以及第二连接部分16。第一连接 部分12包括第一端部18和第二端部20。扩张部分14包括第一端部22和第二端部24。第 二连接部分包括第一端部26和第二端部28。在图1的实施例中，扩张部分14的第一端部 22与第一连接部分12的第二端部20相邻，第二连接部分16的第一端部26与扩张部分14 的第二端部24相邻。如图2的实施例所示，织造带子10包括多个伸长纱束34，每束包括多根伸长纱 33 ；以及由多根底纱31和32构成的护套30。在优选实施例中，底纱为聚酯，并且每根底纱 具有大约2600旦尼尔的线密度。然而，底纱31和32可以由具有相对较高的强度并且在热 处理过程中不收缩或收缩明显小于伸长纱的其他合适的材料构成。例如，在一些实施例中， 构成护套30的底纱31和32具有至少5000磅抗张强度的强度。在其他实施例中，底纱具有 大于5400磅的标称断裂强度，在一些实施例中，具有大于6000磅的标称断裂强度，其符合 29 C. F. R 1926. 104(d) (2008)，美国国家标准学会(“ANSI ”)Z335. 1、加拿大标准 Z259. 1. 1 的类IA和1B、欧洲标准BSEN355 2002以及澳大利亚标准AN/NZS1891. 1. 1995。伸长纱束34由护套30包围。伸长纱33在处于张力负载下时具有强的可伸长性和 相当大的伸展性。伸长纱可以具有任何希望的构造，例如织在一起或者不织。在一些实施 例中，如图2所示，可以将伸长纱33组成伸长纱束34。例如，在优选实施例中，织造带子10 包括约75根伸长纱33，这些伸长纱被组成约12个束34。伸长纱33是织造带子10的冲击 吸收元件的一个示例。在优选实施例中，伸长纱33为由例如聚酯的聚合物材料制成的部分 取向纱(POY)，但是，伸长纱33可以由具有强的伸长特性以及例如在热处理过程中长度上 能够收缩的一种或多种合适的材料制成。在一些实施例中，每根伸长纱具有介于约300旦 尼尔和约5800旦尼尔之间的线密度。合起来，每束伸长纱具有约34000旦尼尔的线密度。在一些实施例中，护套30优选地与沿大致的经线方向延伸穿过护套30内部的伸 长纱束34织在一起。在伸长纱33在负载的作用下伸长之后，护套30承受施加给织造带子 10的负载。织物结构通过同时将伸长纱33与护套30的底纱31和32织在一起而形成。从 而，织造带子10被织成单件式带子。伸长纱33和护套30可以每个都由具有任意希望结构 的材料制成，例如织造材料、编织材料、针织材料、非织造材料及其组合。图2表示的是成品形式的图1的织物结构的剖视图，其中，在扩张部分中，护套30 呈包围伸长纱束34的褶皱状形态。护套30内部的伸长纱束34具有大致线形形态，而不是 护套30的褶皱状形态。扩张部分14中护套30的褶皱状形态通过优选地在织造带子离开 织机后的热处理过程自动形成。在一些实施例中，如下面进一步解释的，伸长纱33和护套30的底纱31和32在第 一连接部分12和第二连接部分16连接并固定在一起。例如，伸长纱33和底纱31和32可 以与接结纱38和39 —体地织造或交织在一起。在一些实施例中，接结纱38和39为比底纱 更轻、旦尼尔数更小的纱。例如，在一些实施例中，接结纱可以是介于约300-1500旦尼尔之 间的聚酯纱。在其他实施例中，接结纱可以是工业丝聚酯、尼龙、诺梅克斯(Nomex)、凯夫拉 尔(Kevlar)或任何其他合适的纱。伸长纱33和护套30的底纱31和32的交织在对织造 带子10进行织造的过程中将两种纱固定在一起。优选地，伸长纱33固定至护套30，使得在 使用过程中伸长纱33和护套30在第一连接部分12和第二连接部分16不能容易地分开。 还可以通过将伸长纱33和底纱31和32缝制在一起的方式将伸长纱33固定至护套30。
如上所述，伸长纱33由一种或多种在热处理过程中长度上收缩的材料制成，护套 30的底纱31和32由一种或多种长度上不收缩或收缩明显小于伸长纱33的材料制成。由 于伸长纱33和护套30在第一连接部分12和第二连接部分14连接在一起，因此，伸长纱33 的长度相对于护套30的底纱31和32的长度显著减小。以这种方式，伸长纱33的收缩将 第一连接部分12拉动得更靠近第二连接部分16。护套30的底纱31和32的长度相对于伸 长纱33的长度没有显著减小。因为由于伸长纱33的长度减小，护套30的长度被迫占据更 短的距离，所以护套30在扩张部分14聚集在一起或堆聚起来。以这种方式，在对织造带子 10热处理之后，护套30在扩张部分14自动形成褶皱状形态。可用作冲击吸收元件的伸长纱33的重要特性可包括强伸长性、强收缩性以及“褶 皱”护套的强收缩力(在收缩过程中产生的力)中的一些或全部。伸长纱33应该在受负载 的情况下具有足够强的伸长性和负载承受特性，以吸收负载的能量从而降低对身体处于突 然减速状态(例如从建筑物坠落、降落伞下降、或者车辆或飞机事故)下的人或其他体的冲 击。该收缩应该足够强，以获得伸长纱33和护套30之间正确的相对长度。完成的织造带子10中伸长纱33和护套30的相对长度使得所形成的织造带子10 的适当伸长(伸长纱33的伸展和护套30的展开)能阻止人体的降落或向前运动、并降低 人体否则会感觉到的冲击力。由于伸长纱33和护套30织在一起成单件式织造带子，因此 可以方便精确地控制伸长纱33和护套30的相对长度。并且，热处理过程通过优选地在伸 长纱33和护套30固定在一起之后，相对于护套30收缩伸长纱33，来提供对相对长度的方 便和精确的控制。以这种方式，扩张部分14中的伸长纱33和护套30的相对长度被自动调 整。不必在将伸长纱33装配至护套30之前调整相对长度。这与传统的系索是相反的，传 统的系索在将部分取向纱(POY)装配至外部带子之前调整或设定相对长度。可以使用各种热处理过程来收缩伸长纱33。例如，可以将连续炉用于在线连续加 热过程。带子可以连续织造并送入连续炉中进行热处理。从连续炉中出来之后，连续的带 子可被切割成希望的长度以提供一个个的织物结构或系索。热处理的另一示例是批处理， 其中各个织物结构被热处理。伸长纱33具有允许伸长纱33在预定张力的作用下显著伸展的伸长特性。伸长纱 33甚至在热处理过程后仍然具有这种伸长特性。当织物结构处于拉伸负载作用下时，伸长 纱33在张力的作用下伸展并吸收施加给所述织物结构10的力或能量。因此，伸长纱33是 提供冲击吸收特征的冲击吸收元件。在一些实施例中，护套30提供顶护套层40和底护套层42，伸长纱束34位于顶护 套层40和底护套层42之间。以这种方式，护套30包围伸长纱束34。在替代实施例中，护 套30具有其他构造。本发明的织物结构可以在任何希望的可编程的织机上制成，例如针织机(needle loom)。如上所述，织物结构10具有第一连接部分12、扩张部分14以及第二连接部分16。 扩张部分在使用过程中扩张。图3表示的是根据本发明一实施例的织物结构10的织造图 案。织物结构10由多根伸长纱33(可组成伸长纱束34)、多根底纱31和32、多根接结纱 38和39、以及多根横向纱36形成。在一些实施例中，横向纱可以为约1000旦尼尔的聚酯 纱。在其他实施例中，横向纱可以是工业丝聚酯、尼龙、诺梅克斯、凯夫拉尔或任何其他合适 的纱。底纱31和32形成护套30。接结纱38和39以及底纱31和32在大致的经线方向上延伸。伸长纱束34，例如Ρ0Υ，也在大致的经线方向上沿着顶层40和底层42之间的护套 30内部延伸。在扩张部分14中，伸长纱束在热处理过程中能够自由收缩。还是在扩张部分14 中，伸长纱束34与多根横向纱36 (也称为“纬纱”，英文为“weft yarn”或“pick yarn") ”) 织在一起。在图3所示的实施例中，横向纱36在第一附接点44和第二附接点46处在纬线 方向上与伸长纱束34织在一起。在图3的实施例中，第一附接点44对应于第五纬；第二 附接点46对应于第十四纬。从而，该实施例的织造图案每十四纬重复一次(十四纬重复 图案)。在这个实施例中，这两个附接点被八纬隔开。在其他实施例中，所述附接点被四或 十六纬隔开。图19表示的是根据一实施例的织造带子10的扩张部分14的部分剖视图。在这 个实施例中，采用了七个伸长纱束34。图4-8是扩张部分14的纬线图(也公知为纹板图 (chain diagram)或三角图(cam diagram))。在所有这些图中，方格水平行代表横向纱(也 称为纬纱)，竖直列(其对应于织机的综(harness))代表经纱组，例如伸长纱束、底纱、或接 结纱。图4的纬线图表示的是十六综织机，综1-2代表接结纱38和39，综3-10代表底纱 31和32，综11-14代表伸长纱束，综15-16代表标识纱60。图9表示的是织造带子10在非附接点(例如图3的非附接点48)处沿图3的截 面9-9所取的截面图，在这个实施例中织造带子10包括九个伸长纱束。如图9所示，在非 附接点上，横向纱36与底纱31和32织在一起，而与伸长纱束34不织在一起。图10表示的是织造带子10在图3的第一附接点46处沿图3的截面10_10所取的 截面图。在投横向纱36时织机抬高交替的伸长纱。图11表示的是织造带子10在图3的第 二附接点48处沿图3的截面11-11所取的截面图，其中当在第一附接点44处投横向纱时 被抬高的伸长纱束34现在被放低并且当在第一附接点44处投横向纱时被放低的伸长纱束 34现在被抬高时，投横向纱36。以这种方式，横向纱36和伸长纱束34在第一附接点44处 的织造图案与横向纱36和伸长纱束34在第二附接点46处的织造图案相反。在这个实施 例中，在十四纬的一个循环之后，该织造图案重复。虽然图3表示的是十四根纬纱重复，但 是也可以采用少至约十根纬纱或更少纬纱来作为重复图案，或者也可以采用多至约三十四 根纬纱或更多纬纱。然而，横向纱36可以在各种其他附接点处与伸长纱束34织在一起，并 且可以以比图3所示的更高或更低频率的重复图案来织造。织造带子的扩张部分14可以具有各种其他织造图案。图5-8是用于形成具有各 种织造图案的织造带子的扩张部分14的纬线图。例如，图5-8表示的是二十综织机，综1-2 代表接结纱，综3-10代表底纱，综11-14代表伸长纱，综15-16代表标识纱。在扩张部分14中，接结纱38与底纱31和32交织在一起，但是接结纱38不与伸 长纱33织在一起。图12中示出了根据一实施例的第一连接部分12的织造图案。在一些实施例中， 第二连接部分16具有与第一连接部分12相同的织造图案。第一连接部分12包括多根底 纱31和32，所述底纱31和32织造形成护套30 (所述护套具有顶层40和底层42)。接结 纱38和39与底纱31和32及伸长纱束34织造在一起或交织一起。在第一连接部分12和 第二连接部分16中，伸长纱束34连接并固定至护套30。从而，接结纱38和39通过将护套 的顶层和底层缝制或者以其他方式交织在一起而将伸长纱束34固定至护套30。适于连接
10部分的织造的其他示例提供上底纱，所述上底纱与有或无接结纱的下底纱彼此交织。图13-17是用于形成具有各种织造图案的织造带子的连接部分12或14的纬线 图。例如，图13-15表示的是二十综织机，综1-2代表接结纱，综3-10代表底纱，综11-14代 表伸长纱，综15-16代表标识纱。图16-17表示的是十七综织机，综1-2代表的是接结纱， 综3-10代表的是底纱，综11-14代表的是伸长纱，综15-16代表的是标识纱。图18的穿综图表示的是为形成图1和2的织物结构，纱在综内的布置。图4-8以 及图13-17的纬线图代表的是为形成织造织物结构，综的动作。图18的竖直轴代表的是用 于制造这个实施例的织物结构的织机的综的数目。在这个实施例中，使用了十二综。图18 的水平轴代表的是用于形成该织物结构的纱，底部线表示的是每部分重复的次数。例如，图 18的第一列表示的是第一根纱处于第五个综框内，而第二根纱处于第六个综框内。在优选实施例中，织物结构10为由约248根尼龙底纱(该底纱具有约1680 旦尼尔的线密度)、20根尼龙接结纱(该接结纱具有约1680旦尼尔的线密度)、以 及90根伸长纱(该伸长纱为具有约5580旦尼尔的线密度的部分取向纱)形成的
4英尺(foot) Xl ^英尺的尼龙结构。如图18所示，阴影格子对应于标识纱60或者伸长
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纱33。在优选实施例中，根据图18的穿综图制成的织物结构10可以在Mueller NFREQ针 织机上形成。织物结构10的扩张部分14可以在温度为249 T的炉中热处理约4. 5分钟。当例如上述那种的织物结构10的扩张部分14经历热处理时，伸长纱束34在长度 上收缩，第一连接部分12和第二连接部分16移动得更靠近在一起，因为在连接部分中，伸 长纱束34被固定至护套30。结果，扩张部分14在第一连接部分12和第二连接部分16之 间减小长度；然而，由于护套30的底纱31和32不收缩，因此，护套聚集在一起，从而在扩张 部分14中形成褶皱状形态。希望的是，在扩张部分14中，护套30收缩得明显小于伸长纱 束34，从而维持伸长纱束34和护套30之间希望的长度差。至少一个连接部分12或16可以附接在硬件部件上，例如夹具、金属扣钩、背带或 座椅安全带部件上。例如，一个连接部分可以附接在背带上，另一连接部分可以附接在支撑 负载的结构上。在一些实施例中，一个连接部分可以附接在背带上和/或附接在用于附接 至例如汽车或其他车辆中所用的儿童座位的夹具上。作为另一示例，如图20所示，连接部 分12或16可以附接至座椅安全带部件52。如图26所示，连接部分12或16可以可替代地 地附接至夹具。织物结构10可以用作坠落保护装置，以确保车辆乘客在可能由于突然停车造成 的有害运动中的安全，或任何其他的可能出现快速的人体或其他体减速的应用中。当将织 物结构应用于坠落保护装置时，织物结构10的一端牢固地附接至用户穿戴的安全带上。织 物结构10的相对端牢固地附接至固定结构。如果用户坠落，织物结构10阻止人体的坠落 并减小当使用户停止时人体感觉到的冲击。当人体坠落时，织物结构10伸直，用户的负载 开始施加在织物结构10上。伸长纱33伸展并吸收施加给织物结构10的负载的力。随着 伸长纱33的伸展，护套30随着褶皱形状的展开而伸长。当护套30到达其最大长度，即褶 皱形状完全展开时，织物结构10阻止人体进一步下落。护套30承载施加给扩张后的织物 结构10的负载。吸收能量的伸长纱33降低或缓冲了坠落人体否则会感觉到的停止坠落的 冲击。
在一些实施例中，织物结构10包括一根或多根俘获纱50，如图21-25所示。如图 21所示，俘获纱50，其可以为单丝纱，可以与底纱一起织在护套30内作为穿过织造带子的 额外纱(stuffer)，俘获纱的至少一部分伸出织造带子。图7表示的是包括俘获纱50的扩 张部分14的纬线图，而图16表示的是包括俘获纱50的连接部分12或16的纬线图。在一 些实施例中，俘获纱50在至少一个连接部分和扩张部分14中固定至护套。在一些实施例 中，俘获纱50通过将其与护套交织的方式固定至所述至少一个连接部分，而在其他实施例 中，可以通过粘合、缝制或其他合适的方式来固定俘获纱50。俘获纱50伸出织造带子的部 分可以插入标记物54内，如图22所示。标记物54的一部分可以围绕着俘获纱50被压缩 在一起，从而形成标记物的压缩部分56，标记物54的非压缩部分形成标签(tab)部分58， 如图23所示。连接部分的有俘获纱50伸出织造带子的那部分，例如第二连接部分16，可以 固定至标签部分58，如图24所示。当负载施加给织物结构从而引起扩张部分16扩张时，随 着标记物54的解压并从连接部分中释放并扩张至其原来未压缩的形态，俘获纱50断裂并 缩回，如图25所示。标记物54的释放表明，伸长纱33在负载的作用下已经伸长，织物结构 10已经展开。可替代地，标识纱60可以在扩张部分14中与护套30交织在一起，使得在织造带 子10的外部可以看到标识纱60。在一些实施例中，标识纱60具有与形成护套30的底纱 31和32不同的颜色。当伸长纱33遭受负载而伸长时，标识纱60沿着扩张部分14伸展，使 得伸展的标识纱60指示出织物结构已经展开。在一实施例中，织物结构10被设计为在3. 5英尺内停止坠落的人体，其符合29C. F. R 1926. 104(d) (2008)。在这个实施例中，织物结构10具有约6英尺的成品可用长度。在 其他实施例中，织物结构10具有约4英尺的成品可用长度。织物结构10由长度约为9. 5 英尺的织造带子构成。热处理后，伸长纱33的长度缩短为约6英尺，护套30保持其9. 5英 尺的长度。然而，护套30纵向聚集在一起，从而在6英尺的成品长度上形成褶皱状的形状。 在织物结构10的使用过程中，伸长纱33将从约6英尺伸展至约9. 5英尺，从而将褶皱状护 套30展开至约9. 5英尺的最大长度。当织物结构10达到9. 5英尺的最大长度时，织物结 构10停止人体的坠落。伸长纱33吸收该坠落的能量并降低当织物结构10停止该坠落时 对人体的突然冲击。在本发明的另一实施例中，织物结构中伸长纱和护套的长度使得在约11. 75英尺 内停止坠落的人体。然而，可以根据本发明以任意希望的长度来制造所述织物结构。本发明的织物结构可以由任何合适的材料制成，包括，但不限于，被织造形成织物 结构的合成材料纱。对本文所描述的目前优选的实施例进行各种改变或变形对于本领域技术人员是 显而易见的。这种改变或变形可以在不脱离本发明的精神和范围并且不减少其预期优点的 情况下进行。因此，意图是，这种改变和变形被所附权利要求所覆盖。
权利要求
1.一种织物结构，包括(a)织造带子，包括(1)多根底纱；(2)多根伸长纱；(3)多根接结纱，所述底纱、所述 伸长纱、以及所述接结纱在大致的经线方向上延伸；以及(4)多根横向纱，所述横向纱在大 致的纬线方向上延伸；其中所述伸长纱包括部分取向纱；并且其中所述带子包括 (i)第一连接部分，其中所述接结纱与所述底纱及所述伸长纱相互交织； ( )具有第一端部和第二端部的扩张部分，其中所述扩张部分的第一端部与所述第一 连接部分相邻，其中所述底纱构成包围所述伸长纱的护套，其中至少一些所述横向纱与所 述伸长纱以及所述护套的底纱相互交织以将所述伸长纱与所述护套连接，其中所述伸长纱 的长度比所述护套的长度短，并且其中所述接结纱与所述护套的底纱织在一起，但是不与 所述伸长纱织在一起；以及(iii)具有第一端部和第二端部的第二连接部分，其中所述第二连接部分的第一端部 与所述扩张部分的第二端部相邻，并且其中所述接结纱与所述底纱及所述伸长纱相互交织 ο
2.权利要求1的织物结构，其中在至少一个所述连接部分中，所述伸长纱与所述底纱 相互交织。
3.权利要求1的织物结构，其中至少一个所述连接部分的端部附接至硬件部件。
4.权利要求3的织物结构，其中所述硬件部件是夹具。
5.权利要求3的织物结构，其中所述硬件部件是座椅安全带的部件。
6.权利要求1的织物结构，其中在所述扩张部分中所述伸长纱和所述护套之间的长度 差足以在施加小于所述护套的断裂强度的预定负载时允许所述伸长纱伸展。
7.权利要求1的织物结构，其中所述护套包括顶护套层和底护套层，并且其中所述伸 长纱位于所述顶护套层和所述底护套层之间。
8.权利要求7的织物结构，其中所述顶护套层包括上底纱，所述底护套层包括下底纱， 并且其中在所述第一连接部分中，所述上底纱与所述下底纱相互交织。
9.权利要求8的织物结构，其中在所述第二连接部分中，所述上底纱与所述下底纱相 互交织。
10.权利要求1的织物结构，其中所述底纱总共具有至少5000磅的抗张强度。
11.权利要求1的织物结构，还包括标记物和俘获纱，其中所述俘获纱的一部分织在至 少所述扩张部分中护套的至少一部分内并且被接收在所述标记物中，其中当所述扩张部分 扩张时，所述标记物的一部分被释放以指示这种扩张。
12.权利要求1的织物结构，还包括标识纱，其中所述标识纱被织成所述扩张部分中护 套的一部分，并且具有与所述底纱不同的颜色。
13.—种织物结构，包括(a)护套；(b)位于所述护套内的伸长纱，所述伸长纱是可伸长的、基本上无弹性的、并且包括部 分取向纱；(c)多个间隔开的连接部分，其中所述伸长纱通过多根接结纱固定至所述护套；以及(d)位于所述间隔开的连接部分之间的扩张部分，其中所述接结纱与所述护套织在一 起，并且其中横向纱与所述伸长纱及所述护套相互交织以使所述伸长纱与所述护套相连接；其中所述伸长纱的长度比所述护套的长度短，并且所述伸长纱相对于所述护套是可伸展的。
14.一种制造织物结构的方法，包括(i)织造带子，所述带子包括形成护套的多根底纱；由护套包围的多根伸长纱，其中 所述伸长纱为部分取向纱；以及多根接结纱；其中所述底纱、所述伸长纱以及所述接结纱 在大致的经线方向上延伸，所述织造步骤还包括(a)织造第一连接部分，包括将所述多根接结纱与所述底纱和所述伸长纱织造在一起；(b)织造扩张部分，包括(1)通过将多根在大致的纬线方向上延伸的横向纱与所述伸 长纱织造在一起，将所述伸长纱连接至所述护套；以及(2)将所述多根接结纱与所述护套 的多根底纱织造在一起，但是不将所述接结纱与所述伸长纱织造在一起；以及(c)织造第二连接部分，包括将所述多根接结纱与所述底纱和所述伸长纱织造在一起；以及( )对所述扩张部分加热，由此，在所述扩张部分中所述伸长纱的长度被减小至比所 述底纱的长度短。
15.权利要求14的制造织物结构的方法，其中加热包括施加足够的热以自动调整所 述伸长纱的长度，使得所述伸长纱和所述护套之间的长度差足以在施加小于所述护套断裂 强度的预定负载时允许所述伸长纱伸展。
16.权利要求14的制造织物结构的方法，其中加热包括在线连续加热过程。
17.权利要求14的制造织物结构的方法，其中加热包括在批处理中对至少一个织物结 构进行热处理。
18.权利要求14的制造织物结构的方法，还包括将至少一个所述连接部分的端部附接 至硬件部件。
19.权利要求18的制造织物结构的方法，其中所述硬件部件是夹具。
20.权利要求18的制造织物结构的方法，其中所述硬件部件是座椅安全带的部件。
21.权利要求14的制造织物结构的方法，还包括 (i)提供俘获纱；以及( )将所述俘获纱的一部分织在至少所述扩张部分中护套的至少一部分内，并将所述 俘获纱接收在标记物中；其中当所述扩张部分扩张时，所述标记物的一部分被释放以指示这种扩张。
22.权利要求14的制造织物结构的方法，还包括将标识纱织成所述扩张部分中护套 的一部分，其中所述标识纱具有不同于所述底纱的颜色。
全文摘要
提供了一种具有两个连接部分以及介于两个连接部分之间的扩张部分的织物结构。所述织物结构包括形成护套的底纱(31；32)、接结纱(38)、由护套包围的伸长纱(34)、以及横向纱(36)。在扩张部分(14)中，至少一些横向纱(36)与伸长纱相互交织以将伸长纱与护套横向连接。在制造过程中，扩张部分的热处理使伸长纱的长度收缩。相对于伸长纱，护套基本上不会因为热处理而收缩，而是聚集在一起成褶皱状布置。施加给织物结构的拉伸负载使伸长纱伸展并使聚集的护套展开。高强度的护套在完全展开时承受拉伸负载，而当织物结构伸展或者伸长时伸长纱吸收能量。
文档编号D03D15/04GK102007238SQ200980113466
公开日2011年4月6日 申请日期2009年2月6日 优先权日2008年4月15日
发明者J·E·詹宁斯, T·M·鲁斯塞尔 申请人:美国Ykk公司