專利名稱：柔軟材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柔軟材料，尤其是而不限于柔軟防護(hù)材料，還涉及人體和動物體的防護(hù)物及其制造方法。
目前，防護(hù)材料和防護(hù)物用于保護(hù)人體免受碰撞、摩擦和其他傷害。防護(hù)物用于運(yùn)動中例如橄欖球、騎馬運(yùn)動和人體會受到傷害的其他活動中，例如建筑和其他行業(yè)。
常規(guī)防護(hù)物可以構(gòu)成衣服的一個部位例如肩墊，或與衣服分離，例如脛骨墊。
目前的一種款式包含一種模塑泡沫制品，其形狀適于身體的一個具體部位。但是，這有許多問題，該制品必須制成不同的尺寸以適合不同的人體。而要提供不同尺寸則很昂貴或不方便。而且，非常貼合身體的制品又會限制穿戴者的運(yùn)動，尤其穿在關(guān)節(jié)上或在關(guān)節(jié)附近時。模塑泡沫制品用于一個部位時僅能適合于一個關(guān)節(jié)。當(dāng)關(guān)節(jié)運(yùn)動時，該制品就不再適合。這就降低了它能提供的保護(hù)性。
目前的另一種款式是一種棉被狀材料，將很多長條狀泡沫材料縫在兩層織物之間。這種材料的制備很耗時。而且這種材料僅能在垂直于泡沫材料條的方向上自由彎曲。根據(jù)所用的泡沫材料類型，在泡沫材料條長度方向上要彎曲材料涉及到使條自身彎曲，這是很難的。
本發(fā)明的一個目的是克服或至少減少這些和其他與常規(guī)防護(hù)材料和防護(hù)物有關(guān)缺點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一層分離的彈性組件，所述組件連接到可拉伸的彈性柔軟基材上。
這種柔軟材料能夠比常規(guī)材料更容易適應(yīng)人體，因?yàn)樗稍谌S方向上彎曲。因此，穿戴更舒適，并能夠比常規(guī)材料更好地適于運(yùn)動。當(dāng)用作防護(hù)材料或制成一種尺寸、或只要幾種尺寸的防護(hù)物時，就可以適用于許多不同尺寸的身體。
組件也優(yōu)選是間隔的，這有利于使基材彎曲成曲面，并能夠使材料在所有方向上都彎曲，而不會“鎖住”或阻止在一個具體方向上的運(yùn)動。相對于現(xiàn)有技術(shù)不能在所有方向上彎曲的款式，這是本發(fā)明柔軟材料的一個尤其有利的方面。
分離組件優(yōu)選用粘合劑粘合到基材上，更優(yōu)選用熱熔粘合劑，盡管也可以使用任何其他合適的連接技術(shù)例如熱焊。
組件優(yōu)選含有彈性泡沫材料，例如聚乙烯封閉單元，也能含有多種不同類型的泡沫材料或其他材料，例如不同密度的泡沫材料層，以形成所要求的性能。
組件可以是完全相同，也可以是不同的尺寸和形狀，以舒適地適于穿戴者身體的部位，或一些其他制品。
組件優(yōu)選是塊狀物。它們的形狀可以規(guī)則或不規(guī)則物，例如剖面為六邊形或八邊形。組件優(yōu)選均勻地分布在基材上，密度為100-8000個/米2，更優(yōu)選為250-8000個/米2，再優(yōu)選為4000-6000個/米2。在一個實(shí)施方式中，組件為立方塊，邊長12mm，間距2mm。這樣形成的密度約為5000個/米2。這就使材料容易沿所有方向彎曲，比已知的棉被狀防護(hù)材料好。另外，一種類型材料也可切成許多不同尺寸，例如形成不同尺寸的防護(hù)物，而不會顯著影響其彎曲能力。而現(xiàn)有棉被狀防護(hù)材料中的每條泡沫條的尺寸都必須改變以形成尺寸不同的制品，以不降低柔軟性。
基材是可拉伸的回彈性材料或彈性材料，盡管也可以使用可拉伸的彈性膜或片，但優(yōu)選織物。這使材料能適應(yīng)較大的結(jié)構(gòu)范圍。合適的織物包括針織尼龍和聚酯織物，更具體是含彈性體的材料。
優(yōu)選將第二層柔軟基材材料粘合到組件上面，使組件夾在兩層之間。這時，因?yàn)榈谝粚踊氖强衫旎貜椥詫踊驈椥詫?，所以?dāng)它彎曲時，它有助于防止材料一面皺褶。最好兩層基材都是可拉伸回彈性的。但是，在僅有單層可拉伸基材，而且材料用于彎曲結(jié)構(gòu)的情形下，材料優(yōu)選排置成使可拉伸層位于曲面外表面上。
所述材料可以包含于織物或其他穿戴物內(nèi)。它尤其適于加入防護(hù)服和防護(hù)物，例如肩墊、膝墊、脛骨墊、臂帶、頭罩、人體和動物的背心和長手套。要明白，在這些衣服所需求的部位有塊狀物，而在某些部位就沒有。例如，在頭罩內(nèi)耳罩上就不需有塊狀物。
所述材料也可以包含用于家具或室內(nèi)裝潢材料內(nèi)，而且尤其適用于輪椅和病床。間隔的組件有助于減少褥瘡。由于材料是彈性的，它可用作襯墊物，例如用于鞍座。當(dāng)材料含有泡沫層時，它就具有良好的熱絕緣性能，它可用來加入或用于形成水中服。泡沫材料能使材料浮在水中，所以它非常適用于或用來形成浮力背心、救生衣和助泳物。例如，當(dāng)將該材料加入泳衣內(nèi)用作助泳物，可幫助戴者浮起來。這樣，泡沫塊可設(shè)置成當(dāng)游泳訓(xùn)練者的信心和技術(shù)提高時，可依次從泳衣內(nèi)拆下來。
該材料也可以用于包裝和覆層。
如上所述，組件可以不是分布在基材的整個表面上。尤其是在基材的一個邊緣區(qū)域內(nèi)沒有組件。所述邊緣區(qū)域可以包括一個扣件裝置，例如VELCRO(注冊商標(biāo))，使它自身固定，或固定到另一個制品如一件服裝上。
在一個實(shí)施方式中，組件可以包含一系列間隔條。這樣的材料在不同方向上彎曲時會有不同性能。
根據(jù)本發(fā)明第二方面，提供了一種柔軟材料的制備方法，它包括將一層分離的回彈性組件連接到可拉伸的回彈性柔軟基材上。
所述組件優(yōu)選彈性泡沫材料。
所述組件可以用粘合劑粘合到基材上，或者焊接到基材上。可拉伸的彈性柔軟基材優(yōu)選織物。
所述方法優(yōu)選包括如下步驟提供了一種回彈性材料片；將片切成許多分離的組件；從分離的組件之間去掉多余的彈性材料；在分離組件的一面與基材之間施加供一層熱熔粘合劑后，將可拉伸彈性柔軟基材緊貼分離組件的該面上；和加熱基材使粘合劑活化，將它與組件連接。
該方法也優(yōu)選包括這樣的附加步驟，將第二柔軟基材粘合到組件所述面的相反面。
也優(yōu)選的是，在切成分離的組件之前，用熱熔粘合劑涂敷至少組件的所述面。或者或另外，用熱熔粘合劑涂敷基材與組件所述面鄰接的面。也可以將一片熱熔膜插入組件所述面與基材之間，形成所述粘合層。
有利的是，使用壓入片材中并進(jìn)行切割的切割器柵格，將所述片材切成許多分離的組件。優(yōu)選，使每個讓切割的組件的所述面都能夠凸起于切割器柵格表面的切割器。切割完畢后，片材會略微回彈。或者，提供一種裝置例如頂出器，以實(shí)現(xiàn)該作用。
在該方法的一個實(shí)施方式中，提供一片彈性材料，用熱熔粘合劑涂敷該片的至少一面。使粘合劑面朝上，將該片放到切割器柵格上，用切割器柵格將片材切成許多例如正方形的組件。將該片材向下壓到切割器上，切透所述片材。然后從組件間去掉多余材料。將一個可拉伸的彈性基材放到被切割的片材上，并加熱至活化粘合劑，以將組件連接到基材上。然后，從切割器上取下基材，基材上帶有組件。
要明白，在該實(shí)施方式中，切割器柵格用作夾具，在施加基材層時，使組件固定在原位。如果柔軟材料要切成大片，尤其是大張不規(guī)則形狀片，那么這些片可以放入一個特殊結(jié)構(gòu)的夾具內(nèi)，以將它們在施加基材前固定在原位。如前所述，方便的做法是在彈性材料片切割前，其一面或兩面上施加粘合劑層。
或者，使用一組滾動切割器，沿第一方向?qū)椥圆牧掀谐蓷l狀。然后，沿與第一方向呈一定角度的第二方向，切成分離的組件。滾動切割器每次切割后優(yōu)選橫向移動，以便在兩個方向上切出窄材料條，使組件分開。去掉窄材料條后留下的就是彼此間隔的分離組件。
下面用實(shí)施例并參照


本發(fā)明各方面的實(shí)施方式，其中圖1是本發(fā)明柔軟材料片的一部分的放大視圖；圖2顯示了用圖1所示材料制成的護(hù)臂帶；圖3是切割器柵格的平面圖；圖4-6是在圖1所示材料的制造過程中的使用的設(shè)備的垂直剖面圖；圖7是本發(fā)明柔軟材料的另一個實(shí)施方式的剖面圖。
參照圖1，一種柔軟材料包含許多的彈性封閉單元聚乙烯泡沫材料立方塊1，其邊長約為12mm，角的圓弧半徑約為2.5mm，用熱熔粘合劑將其連接到織物基材2上。立方塊1分布均勻，每個立方塊彼此間隔約2mm?？椢?是可拉伸的彈性針織織物，優(yōu)選含有聚酯或彈性纖維。
立方塊1周邊有織物2邊緣。沿織物相反的二端邊緣上，有VELCRO條3(注冊商標(biāo))，僅示出了一種。
參照圖2，顯示了戴在手臂5上的防護(hù)臂帶4。臂帶4用圖1所示類型材料的長方形片制成。但在織物基材6的二面上粘有許多泡沫材料立方塊7，立方塊7夾在二層織物基材之間。基材6相對的兩端都有邊緣，VELCRO8的條固定在該邊緣上，使材料相對的兩端以重疊方式固定起來，形成圓筒。改變末端的重疊程度，就可以將圓筒緊緊包住不同尺寸的手臂。在立方塊7兩面上設(shè)置基材層6，可防止立方塊7在材料彎曲圍起來形成圓筒時分得太開。臂帶外面的基材6受到拉伸，而臂帶里面的立方塊7的邊緣受到擠壓。由此，在材料兩面上設(shè)置的基材層就能夠持續(xù)地提供良好的防護(hù)性，即使是彎曲很厲害時也是這樣。
圖3顯示了用于制造圖1所示材料的切割器的平面圖。該切割器包括形成許多立方塊的刀刃，所述立方塊的邊長為12mm，角的圓弧半徑為2.5mm。
圖4-6是在圖1所示材料的制造過程中的設(shè)備的垂直剖面圖。參照這些圖，用熱熔粘合劑11涂敷在12mm厚的聚乙烯泡沫材料10封閉單元的一面上。將泡沫材料10放到圖3所示類型切割器12上。用壓機(jī)13下壓，使切割器12切透泡沫材料10，形成許多分離的立方塊。然后去掉壓力，由于泡沫材料的回彈性，它會輕微回彈，使每個立方塊露出的表面凸出，位于切割器表面的上方。然后，從組件之間去掉多余材料。
接著，如圖5所示，將一層織物放到泡沫材料上，將切割器12和熱壓板15與織物14接觸。熱量透過織物14傳到泡沫材料上，并活化粘合劑，將織物14粘合到泡沫材料10上。在該實(shí)施方式中，切割器柵格用作夾具，在施加織物基材14保持泡沫材料立方塊固定原位。
然后，如圖6所示，從切割器上取下織物，織物上帶有泡沫立方塊10。
在另一種方法中，切割器柵格內(nèi)設(shè)置有頂出器以頂出組件，使所有廢料都留在切割器內(nèi)。
如果泡沫10要切成大片，尤其是不規(guī)則形狀的大片時，例如適用于騎手夾克衣的材料片，那么在施加織物基材14之前將這些片材放入特殊結(jié)構(gòu)的夾具內(nèi)定位。如上所述，彈性泡沫片材在切割出組件之前，在其一面或兩面上要施加熱熔粘合劑。
在又一種變化中，使用一組滾動切割器，沿第一方向?qū)椥圆牧掀谐蓷l。沿垂直子第一方向的第二方向切割片材，形成立方塊。然后，切割器橫向移動，在兩個方向上切割出泡沫材料窄條，使立方塊分隔開，剝下泡沫材料窄條，留下立方塊。
圖7顯示了另一種柔軟材料的實(shí)施方式，除了將一層織物16粘合到組件17的二個相對面上外與圖1所示的相似。該實(shí)施方式可用與圖1所示相似的方式制成，只是在泡沫層相對的兩面上涂敷粘合劑，而且從切割器上取下粘合到第一層織物上的泡沫立方塊后，將第二層織物放到組件的露出表面上，并用熱壓板壓，進(jìn)行粘合。
在上述方法的其他變化中，將熱熔粘合劑施加到表面上，而不是將熱熔粘合劑施加到柔軟材料表面上?；蛘呋蛄硗?，也可以將熱熔膜插入組件與基材之間。
尤其是當(dāng)基材粘合到組件的兩面上，即組件夾在它們之間時，也可以使用加熱的展平輥以代替熱壓板，將組件粘合到基材上。這有助于在活化粘合劑前，使材料通過輥?zhàn)又g。
本發(fā)明的柔軟材料比已知防護(hù)材料的制備更方便，而且更柔軟，用途更多。它們也可以用于多種用途包括防護(hù)物和衣服。
權(quán)利要求
1.一種柔軟材料，它包括一層分離的彈性組件(1)，所述組件(1)與可拉伸的彈性柔軟基材(2)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的柔軟材料，其特征在于所述的組件(1)彼此分離。
3.如權(quán)利要求1或2所述的柔軟材料，其特征在于所述的分離組件(1)由粘合劑粘合到基材(2)上。
4.如權(quán)利要求1或2所述的柔軟材料，其特征在于所述的分離組件(1)是焊接到基材(2)上。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的柔軟材料，其特征在于所述的組件(1)含有泡沫材料。
6.如權(quán)利要求5所述的柔軟材料，其特征在于所述的泡沫材料是聚乙烯泡沫材料封閉單元。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的柔軟材料，其特征在于所述的組件(1)基本上是相同的。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項所述的柔軟材料，其特征在于所述的組件(1)是塊狀物形式。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項所述的柔軟材料，其特征在于所述的組件(1)在基材(2)上的分布密度為100-8000個/米2。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項所述的柔軟材料，其特征在于所述的組件(1)在基材(2)上的分布密度為250-8000個/米2。
11.如權(quán)利要求1-10中任一項所述的柔軟材料，其特征在于所述的組件(1)在基材(2)上的分布密度為4000-6000個/米2。
12.如權(quán)利要求1-11中任一項所述的柔軟材料，其特征在于所述的組件(1)均勻地分布在基材(2)上。
13.如權(quán)利要求1-12中任一項所述的柔軟材料，其特征在于所述的基材(2)包含針織織物。
14.如權(quán)利要求1-13中任一項所述的柔軟材料，其特征在于第二柔軟基材(16)粘合在組件(17)上，使組件(17)夾在第一和第二基材層(16)之間。
15.衣服或防護(hù)物，它含有權(quán)利要求1-14中任一項所述的柔軟材料。
16.家具，它含有權(quán)利要求1-14中任一項所述的柔軟材料。
17.如權(quán)利要求1-14中任一項所述的柔軟材料，其特征在于基材的邊緣上沒有組件(1)，而且其特征在于所述邊緣上有能使材料自身結(jié)合或與另一種制品結(jié)合的扣件裝置(3)。
18.一種制備柔軟材料的方法，它包括這樣的步驟將一層分離的彈性組件(1)結(jié)合到可拉伸的彈性柔軟基材(2)上。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于所述組件(1)包含泡沫材料。
20.如權(quán)利要求18或19所述的方法，其特征在于用粘合劑將所述組件(1)粘合到基材(2)上。
21.如權(quán)利要求18-21中任一項所述的制備柔軟材料的方法，其特征在于它包括下述步驟提供回彈性材料片材(10)；將片材切成許多間隔的分離組件(17)；去掉分離的組件(17)之間多余的彈性材料；在分離組件的一面與基材(14)之間提供一層熱熔粘合劑后，將可拉伸彈性柔軟基材(14，16)緊貼在分離組件的該面上；和加熱基材(14，16)使粘合劑活化，連接組件。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于它包括這樣的附加步驟，即將第二柔軟基材(16)粘合到組件(17)所述面的相反面上。
23.如權(quán)利要求21或22所述的方法，其特征在于在切成分離組件(17)之前，用熱熔粘合劑涂敷至少組件(17)的所述面。
24.如權(quán)利要求21-23中任一項所述的方法，其特征在于用熱熔粘合劑涂敷與組件(17)的所述面相鄰的基材(14)面上。
25.如權(quán)利要求21-24中任一項所述的方法，其特征在于將一片熱熔膜插入組件(17)的所述面與基材之間，形成所述粘合層。
26.如權(quán)利要求21-25中任一項所述的方法，其特征在于使用切割器柵格(12)壓入并切透片材(10)，將片材(10)切成許多分離的組件(17)。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于施加基材(14)層時將切割器柵格(12)作為夾具，將組件(17)固定在原位。
28.如權(quán)利要求26或27所述的方法，其特征在于用切割器柵格(12)切透彈性片材(10)之后，每個被切割的組件(17)的所述面能夠凸起于切割器柵格(12)表面。
29.如權(quán)利要求21-26中任一項所述的方法，其特征在于組件(17)被切割后，保持在夾具內(nèi)，施加基材(14)層時，該夾具將它們固定在原位。
30.如權(quán)利要求21-25中任一項所述的方法，其特征在于使用一組滾動切割器，沿第一方向?qū)椥圆牧?10)片切成條狀，然后，沿與第一方向呈一定角度的第二方向，切成分離的組件(17)。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于滾動切割器每次切割后都側(cè)向移動，以便在兩個方向上切出窄材料條，使組件分開，去掉窄材料條后留下的就是彼此間隔的分離組件(17)。
32.如權(quán)利要求21-31中任一項所述的方法，其特征在于用活化粘合劑的熱壓板加熱基材(14，16)，并由此使基材(14，16)與組件(17)粘結(jié)起來。
33.如權(quán)利要求21-31中任一項所述的方法，其特征在于使基材(14，16)和相鄰組件(17)通過加熱的展平輥之間，加熱以活化粘合劑，并由此使它們粘結(jié)起來。
全文摘要
一種柔軟材料,它包含許多與可拉伸的彈性柔軟基材(2)連接的分離的彈性組件(1)。這樣的材料適合為人體和動物體提供防護(hù)物。所述組件優(yōu)選含有泡沫材料例如聚乙烯泡沫材料封閉單元,所述基材包含針織織物。在一個有利的實(shí)施方式中,將第二個柔軟基材粘合到組件(1)上面,將組件夾在兩層基材(2)之間。
文檔編號A41D31/00GK1359267SQ00809858
公開日2002年7月17日 申請日期2000年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月13日
發(fā)明者D·S·泰勒 申請人:斯特林模制復(fù)合物有限公司