專利名稱：抗扎破、穿透和切割的織物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及抗扎破、穿透和切割的織物。更具體的是，本發(fā)明涉及包括大量松散地互聯(lián)固態(tài)物體而構(gòu)成一種柔性的可適合于服裝使用的織物，諸如在醫(yī)療、牙科或其它環(huán)境中穿戴的手套和其它服裝，在該環(huán)境中銳利的器械是經(jīng)常遇到的，以及穿戴以防衛(wèi)子彈穿透和刀子扎破和切割的護身服裝。
背景技術(shù)：
隨著艾滋病的流行，對一種材料的強烈需求就變得越來越明顯。這種材料在醫(yī)療和牙科治療過程中將防止扎破和割破，在該過程中通常人將面臨銳利的用品，諸如手術(shù)刀，為縫合和注射液體的針，牙科和矯形過程所用的鉆。雖然愛滋病一直是研究預(yù)防血液感染的主要動力，但是仍有大量的這種感染，肝炎和Ebola感染是嚴重致命的血源感染的兩個例子。
隨著槍擊和刀傷數(shù)量的增加，強烈地需求有效的和使用者舒適的防護服以防止身體穿透和/或終止射彈也變得越來越明顯。
由一種彈性高分子材料制成的外科手套，在病人與醫(yī)護人員之間，對液流和細菌傳播起一種屏蔽的作用。它們最通常的是由一種薄乳膠膜制成。乳膠手套使外科醫(yī)師能保持很高水平的觸覺敏感性，同時便于手指的操作。但易于被手術(shù)刀割破，或被針刺破或扎透。
身體防護服是由無孔的，因此也是不透氣的材料，諸如卡夫拉(Kevlar)或斯佩克特拉(Spectra)等材料制成。這些材料已被證明在阻止穿透身體的射彈，諸如子彈，是有效的，但在防衛(wèi)刀的傷害是無效的。目前可使用的身體防護服具有另外的缺點，即這種材料對穿戴者的出汗沒有蒸發(fā)的能力，因此經(jīng)常不被穿戴。
曾經(jīng)有數(shù)種努力制備防護服。這種防護服諸如外科手套能抗切割、扎破和穿透，同時又保持完成精細外科手術(shù)所必需的特性。特別是，必須能使穿戴者感覺到他或她正在工作的表面。換句話說，它必須保持觸覺的敏感性。手套也必須是可伸展、可彎曲和可扭轉(zhuǎn)的。它也有彈性這一點是有用的，因此一旦伸展、彎曲或扭轉(zhuǎn)了，手套可以恢復(fù)到它的原來的形態(tài)。除去抗切割和扎破外，通常所使用的乳膠手套具有所有這些性能。
曾經(jīng)嘗試了許多方法來提供具有今天的抗切割、扎破和穿透的附加要求的外科手套，例如授予塞德(Seid)的1988年5月10日公布的美國第4,742,578號專利用一種由大量高強度的致密地交織纖維或細絲組成的薄的柔韌材料的涂復(fù)來增強外科手套，據(jù)報道提供增加了抗扎刺能力，但當面臨血液感染時安全的界限就太低了。授予韋爾什(Welch)的1989年5月30日公布的美國第4,833,733號專利結(jié)合一種交錯編織的合成纖維，諸如尼龍和aramid的薄片，提供抗切割的某些水平，但是由于編織固有的多孔性，它不提供抗扎刺能力。授予金貝爾(Gimbel)的1989年9月12日公布的美國第4,864,661號專利聲稱提供抗扎刺能力，但沒有抗切割能力。金貝爾(Gimbel)使用一種放在手套高危險區(qū)如手指部分的編織纖維，這種編織呈現(xiàn)一種可能性，就是針對通過由交織纖維形成的空隙能夠扎入纖維織物。授予貝特徹爾(Bettcher)的1991年12月10日公布的美國第5,070,540號專利使用線束和纖維繩提供抗切割能力，纖維繩布滿整個手套，貝特徹爾(Bettcher)沒有聲稱提供抗扎刺能力，線和纖維繩限制了手套的柔順性，外科手術(shù)的主要要求。授予皮爾斯(Pierce)的1994年6月7日公布的美國第5,317,759號專利，是一種具有垂直延伸到一種乳膠型材料的手套內(nèi)、外層之間的手套平面的小柱子的手套。小柱子減少縫針扎破手套的機會，因為，當針以某一角度通過手套時，它最有可能接觸小柱子，這種手套的設(shè)計受到不能阻止皮下針頭以接近垂直于手套材料的平面的角度刺破手套，它也沒有抗切割的能力，同時剛性嵌入的小柱子大大降低了手套的柔順性；授予桑普爾(Samples)的1994年11月29日公布的美國第5,368,930號專利是一種增強的抗扎刺能力的彈性薄片材料，嵌入材料的是片狀無彈性的顆粒，這種材料至少受到二個缺點的影響，它不抗切割，同時嵌入了的薄片使材料非常之硬；授予古爾德(Gould)的1995年4月18日公布的美國第5,407,612號專利與桑普爾(Samples)的材料類似，它具有方位平行于彈性手套材料并嵌入手套材料的平片狀，這具有起到象混凝土中增強桿的作用的不適當?shù)淖饔茫浣Y(jié)果是手套變得不柔順。而有另一種試圖制出抗切割和抗扎刺的外科手套，它們也失敗于不能滿足外科手術(shù)過程要求特性的獨特組合。
正如在本節(jié)中通過對某些專利手套和手套材料的評論所指出的，曾經(jīng)嘗試去解決對體液在醫(yī)務(wù)工作者和病人之間傳播的有效和可靠的屏蔽的材料的主要需求，然而，這一需求必須滿足保持醫(yī)務(wù)工作者進行他或她的外科手術(shù)任務(wù)的能力，吸出體液，或其它這種活動。目前適用的手套或屏蔽材料的每一種缺少一種或幾種對于有效的外科屏蔽所需要的性質(zhì)，這些性質(zhì)包括(1)抗切割、(2)抗扎破和穿透、(3)柔順性、(4)可彎性、(5)可扭轉(zhuǎn)性、(6)彈性、(7)可伸展性、(8)保持使用者觸覺的能力，以及(9)有效屏蔽體液的傳播。
本發(fā)明的目的是提供一種與常規(guī)液體屏蔽材料一起使用的抗切割、扎破和穿透的屏蔽材料。該材料具有用于醫(yī)療、牙科及其它領(lǐng)域中的所有需要的性質(zhì)，在那些領(lǐng)域必須消除醫(yī)務(wù)工作者與病人之間的體液傳播。
本發(fā)明的一個進一步目的是提供一種對穿透身體的射體，諸如子彈和刀子的有效的抗切割、扎破和穿透的屏蔽，且屏蔽具有允許穿戴者的排汗蒸發(fā)的能力。
本發(fā)明的摘要根據(jù)本發(fā)明，前述目的及其它目的和優(yōu)點通過提供一種抗切割、穿透與扎破的材料的織物來實現(xiàn)。這種織物通過許多松散地結(jié)合在一起的固態(tài)物體而形成二維的織物薄片保持所需要的柔順性、彎曲性、伸展性、扭轉(zhuǎn)性以及彈性的性質(zhì)。
固態(tài)物體的一種形式是如圖2A至圖2F所示的平片體。固態(tài)物體的其它形式對達到織物的性質(zhì)也是有效的，并在題為“最佳實施例詳細描述”這一節(jié)加以描述。
每一平片體的基體是很薄的具有遠小于其外形尺寸的厚度的片子。平片體是由硬的和強度大的材料制成，它不易碎。材料的類型及其厚度對防護服和其它用途根據(jù)必須防御的力的水平而有所不同。在本發(fā)明的一個實施例中，小薄片的寬度比平片體基體邊緣的長度要小。
本發(fā)明的另一方面是具有4個相等邊的平片體，雖然其它相等邊的多邊形也導致適用的織物。
在最佳實施例中，小薄片是平片體的整體部分，同時通常將平片體掛在一起。小薄片從每個平片體的邊緣延伸，同時鄰近平片體的小薄片松散地互連。小薄片從平片體基體的邊緣在與平片體基體相同的平面內(nèi)延伸。從平片體的基體在小薄片遠側(cè)的端部，小薄片在遠離平片體基體的平面延伸的鉤子中終止。
為提供適合于經(jīng)濟制造的織物，所有平片體是相同的，同時它們具有整體的掛在每一平片體基體的每一邊的小薄片。但是，本發(fā)明可以用一種具有與平片體基體分開的小薄片的平片體來實現(xiàn)。在這種情況中，小薄片用任何合適的常規(guī)方法互聯(lián)到平片體基體的邊緣上。小薄片可以用一種柔性的或剛性的狀態(tài)連接到平片體基體的邊緣，隨便哪一個最好適合于應(yīng)用。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，將若干鉚釘插入到由鄰近平片體互聯(lián)的小薄片形成的孔中。鉚釘以對織物平面為直角插入，在一個實施例中鉚釘完全覆蓋被互聯(lián)的小薄片包圍的空間，因此創(chuàng)造了實際上的固態(tài)織物。該織物阻礙諸如皮下注射針，縫合針，或子彈扎刺或穿透物體的路徑。
在另一個實施例中，平片體以一種粘接到平片體或通過織物平面插入的鉚釘上的彈性材料保持在一起。在此實施例中，根據(jù)應(yīng)用可以去除小薄片遠側(cè)端的鉤子。
在另一實施例中，通過將每一平片體的小薄片上的鉤子連接到相鄰平片體的小薄片上的鉤子來組合織物。其中相鄰平片體具有其繞平行于并通過相鄰平片體的平面的軸線旋轉(zhuǎn)180度的平面。因此，許多組成織物的平片體中的每一平片體具有其小薄片的鉤子，那些小薄片是從其相鄰平片體反向的，即，每一相鄰平片體的頂面是翻過來的因此頂面向下而不是向上。創(chuàng)制的織物是一系列在排和列二者中具有以頂面向上平片體與頂面向下交錯的平片體。
包括不具有鉤子稱之為平面平片體的平片體的一種織物是以與上述同樣的狀態(tài)組合成。除去在平面平片體之間沒有鉤子的連接而靠附加到鉚釘上或平面平片體上的彈性材料以保持松散互聯(lián)的平面體在一起外，依靠彈性材料而不用鉤子將織物保持在一起。為避免織物過份的伸展，采用了一種限制伸展程度的裝置。如果織物過份伸展，平面平片體間的縫隙可能被張開。如果使用鉚釘?shù)脑?，過份伸展也可能導致鉚釘從其孔移到不適當?shù)奈恢?。有幾種限制伸展的裝置是可用的，可將一種不可伸展的纖維在織物的不伸展狀態(tài)附加到彈性織物上，間隙具有松弛部分。當織物伸展時，松弛被拉緊并處于不存在松弛的末端處，從而防止進一步的伸展。
使用彈性材料結(jié)合使用限制伸展量的裝置，以允許伸展性，這對于構(gòu)成織物有可能使用固態(tài)物體而不用帶小薄片的平片體。一種稱之為平片體的固態(tài)物體層帶彈性材料與附加到平片上的限制伸展量的裝置。如果對平片選擇適當強度與尺寸的材料將提供適合于抗子彈穿透力的織物。如果使用適當?shù)牟牧?，本實施例也適用于外科手套。
本發(fā)明的織物，包括一種二維的平片體的薄片，為松散互聯(lián)的平片體在平片體基體的每一邊緣上具有小薄片。當在二彈性層之間結(jié)合時就形成一種適合于制造外科或牙科手套的抗切割和扎破的材料，同時適合于其它在手術(shù)室中使用的或要求隔離體液傳播的地方的其它目的，以及扎破或割破風險高的地方的穿著衣服的材料。
本發(fā)明的織物，當制造出適當強度與尺寸的材料并穿在身上時，就構(gòu)成適合于防御某些發(fā)射的射彈和刀子的力的抗切割，扎破和穿透的織物。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員從以下的詳細說明中將變得很明顯。為說明本發(fā)明，“最佳實施例的詳細說明”僅表示并描述本發(fā)明的最佳實施例。但是，應(yīng)該認識到，本發(fā)明在許多明顯的方面是能夠在不偏離本發(fā)明的情況下加以修改的。例如，使用平片體，平面平片體或平片形式的固態(tài)物體可以構(gòu)成織物的各種代用品；可以使用鉚釘或不使用鉚釘來構(gòu)成織物；可將小薄片設(shè)計成不同形態(tài)以滿足特定的設(shè)計需要；可以使用多層固態(tài)物體或單層來構(gòu)成織物?？椢锏乃泄虘B(tài)物體可以是相同的或某些可以不同。例如，固態(tài)物體的交錯層可以是帶小薄片的平片體即插入相鄰平片的槽中，取代在平片體的角上插入鉚釘，可以在平片的基體邊緣的中央孔中插入鉚釘。因此，附圖及詳細描述屬于說明本質(zhì)，并不是限制。
附圖的簡單說明

圖1A是本發(fā)明織物的立體圖。
圖1B是沿圖1A的A-A線的剖面?zhèn)纫晥D。
圖1C表示大量排列的織物。
圖2A是平片體頂面的立體圖。
圖2B是平片體底面的立體圖。
圖2C是平片體頂面的平面視圖。
圖2D是平片體底面的平面視圖。
圖2E是鉤子向下的平片體正視圖。
圖2F是鉤子向上的平片體正視圖。
圖3A是鉚釘一個實施例的平面視圖。
圖3B是圖3A的鉚釘?shù)恼晥D。
圖3C是圖3A的鉚釘?shù)牧Ⅲw圖。
圖3D是圖3A的帶有一個分開的截頭圓錐鉚釘?shù)牧Ⅲw圖。
圖3E是帶有一個分開的截頭圓錐鉚釘?shù)恼晥D。
圖3F是從截頭圓錐端部圖3D所示的分開的截頭圓錐的平面視圖。
圖4A是平片體頂面的放大的立體圖。
圖4B是平片體底面的放大的立體圖。
圖5是松散互聯(lián)平片體一維鏈的剖視圖。
圖6A是織物的平面視圖，其中的虛線A-A表示一個將織物切割成兩片的假想平面。
圖6B是本發(fā)明的被沿圖6A-A線垂直于織物的平面貫穿織物切割的織物一部分的立體圖。
圖6C是本發(fā)明的織物被沿圖6A-A線垂直于織物的平面貫穿織物切割的并切去鉚釘一側(cè)截頭圓錐的織物一部分的立體圖。
圖7A是沒有鉚釘，平片處于充分壓縮形態(tài)，具有最小表面面積的織物的平面視圖。
圖7B是沒有鉚釘，平片體處于充分伸展形態(tài)，具有最大表面面積的織物的平面視圖。
圖8A是使用已切去材料的頂層表示織物的切面的織物制成的外科手套的立體圖。
圖8B是在表示圖8A的剖面中表示的局部放大視圖。
圖9A是充分伸展的一行平片體的平面視圖。
圖9B是充分壓縮的一行平片體的平面視圖。
圖9C是圖9A的一行平片體的橫截面。
圖9D是圖9B的一行平片體的橫截面。
圖10A和圖10B表示本發(fā)明織物的彎曲性。
圖11表示本發(fā)明織物的扭轉(zhuǎn)性。
圖12A和圖12B表示本發(fā)明的扭轉(zhuǎn)性，表示平片體處于扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
圖13A表示一種織物，其中由于鉚釘?shù)念^太小以致不能完全蓋住充分伸展形態(tài)中的全部孔。
圖13B是一種織物的平面圖，其中，鉚釘處在孔中的不同位置，及覆蓋每一種情況中的孔的鉚釘頭。
圖14A至圖14F表示在立體，平面和側(cè)視圖中的一個可選實施例的帶有頭和插銷的平片體。
圖15表示本發(fā)明的一個可選實施例的具有頭與插銷而除去鉚釘?shù)目椢铩?br> 圖16表示本發(fā)明的一個可選實施例的具有頭與插銷而固定鉚釘?shù)目椢铩?br> 圖17A是織物處于最大壓縮形態(tài)的另一個可選實施例，在小薄片遠側(cè)端和小薄片之間具有傾斜邊緣，所示無鉚釘。
圖17B是用于圖17A所示實例的鉚釘?shù)牧Ⅲw圖。
圖18表示圖17的可選實施例的織物，其中，沒有鉚釘，呈最大伸展形態(tài)。
圖19與圖18相同，除去插入可選實施例鉚釘?shù)姆叫武N部分以外。
圖20表示在如圖17所示的織物，在其壓縮狀態(tài)中可選實施例鉚釘?shù)姆叫纹瑺钽T釘頭。
圖21表示圖20的充分伸展狀態(tài)的織物具有方形片狀鉚釘頭。
圖22表示可選實施例的織物的一部分具有處于不同的適當位置的鉚釘，以方形片狀鉚釘頭完全蓋住孔。
圖23表示帶有平面鉤子的可選實施例的平片體。
圖24A和圖24B表示本發(fā)明使用的帶有平面鉤子的平片體分別處于壓縮與伸展狀態(tài)的剖面正視圖。
圖25表示由截頭圓錐促進的彎曲動作。
圖26A和圖26B表示結(jié)合具有倒截頭圓錐的可選鉚釘?shù)目椢锏目蛇x實施例的正視圖。
圖27A表示圖26A和圖26B所示的鉚釘?shù)牧Ⅲw圖。
圖27B是鉚釘?shù)恼晥D。
圖28A表示帶有在小薄片與傾斜遠側(cè)小薄片末端之間具有圓邊緣的平片體的纖維織物在壓縮形態(tài)的又一實施例。
圖28B表示圖28A處于拉伸形態(tài)的織物。
圖29A是平面平片體的平面視圖。
圖29B是平面平片體的側(cè)視圖。
圖29C是平面平片體的立體圖。
圖30A是處于壓縮形態(tài)的平面平片體的薄片的平面視圖。
圖30B是處在壓縮形態(tài)的平面平片體的薄片的立體圖。
圖31A是處在伸展形態(tài)的平面平片體的薄片的平面視圖。
圖31B是處在伸展形態(tài)的平面平片體的薄片的立體圖。
圖32A是處在壓縮形態(tài)重疊放置的平面平片體的二薄片的平面視圖。
圖32B是處在壓縮形態(tài)重疊放置的平面平片體的二薄片的立體圖。
圖33A是處在伸展形態(tài)重疊放置的平面平片體的二薄片的平面視圖。
圖33B是處在伸展形態(tài)重疊放置的平面平片體的二薄片的立體圖。
圖34A是帶鉚釘處于壓縮形態(tài)重疊放置的平面平片體的二薄片的平面視圖。
圖34B是帶鉚釘處于壓縮形態(tài)重疊放置的平面平片體的二薄片的立體圖。
圖35A是帶鉚釘處于伸展形態(tài)重疊放置的平面平片體的二薄片的平面視圖。
圖35B是帶鉚釘處于伸展形態(tài)重疊放置的平面平片體的二薄片的立體圖。
圖36A是帶鉚釘處于壓縮形態(tài)重疊放置的平面平片體的二薄片的橫剖面立體圖。
圖36B是帶鉚釘處于伸展形態(tài)重疊放置的平面平片體的二薄片的橫剖面立體圖。
圖37A是一種以具有附加在平面平片體上的彈性材料網(wǎng)的平面平片體構(gòu)成處于壓縮狀態(tài)的織物。
圖37B是一種以具有附加在平面平片體上的彈性材料網(wǎng)的平面平片體構(gòu)成處于伸展狀態(tài)的織物。
圖38A是一種以具有附加在鉚釘上的彈性材料網(wǎng)的平面平片體構(gòu)成處于壓縮形態(tài)的織物。
圖38B是一種以具有附加在鉚釘上的彈性材料網(wǎng)的平面平片體構(gòu)成處于伸展狀態(tài)的織物。
圖39是一種以具有附加在二個鉚釘頭上及二個對著鉚釘頭的二平面平片體表面上的彈性材料網(wǎng)的平面平片體構(gòu)成的織物。
圖40表示帶有夾在二薄片之間的一種彈性膜的平片的薄片的立體圖。
圖41表示具有附加在平面平片體上的彈性材料膜帶鉚釘處于壓縮形態(tài)重疊放置的平面平片體二薄片的橫剖面立體圖。
圖42表示使用互聯(lián)材料以連接每個鉚釘銷子的織物的一種可選實施例的立體剖視圖。
圖43表示使用互聯(lián)材料以連接每個鉚釘銷子和連接每薄片中的平片體的織物的一種可實施例的立體剖視圖。
最佳實施例的詳細描述提供以下對用于服裝的抗切割，扎破和穿透的織物的描述，以便能使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員獲得并使用本發(fā)明。同時陳述發(fā)明人用于實施本發(fā)明的最好方式。但是，各種修改對那些技術(shù)人員將仍是顯而易見的，因為本發(fā)明的一般原則已經(jīng)在這里確定了。
圖1A表示本發(fā)明織物11的一個實施例的立體圖，圖1B是沿圖1A的A-A線的剖面?zhèn)纫晥D，圖1C表示大批包括平片體12交替地以其底面22朝上以及其頂面21朝上，和鉚釘13的織物11?？椢?1是由很薄而剛性的平片體12和鉚釘13構(gòu)成。選用該平片體與鉚釘以抵抗相當于由醫(yī)療環(huán)境中的皮下注射針或某些發(fā)射彈和刀子作用的扎刺或穿透力。從本說明書中表示本發(fā)明的圖1A，圖1B，和圖1C以及其它圖可以看出，沒有織物11的區(qū)域不被鉚釘13或平片體12遮蓋，因此，可阻止針或其它撞擊織物11的射彈的刺入。確定抵抗針扎入的材料也形成一種抵抗來自在醫(yī)療設(shè)置中遇到的器械，諸如手術(shù)刀的切割的材料。對于醫(yī)療或牙科的應(yīng)用，本發(fā)明織物11預(yù)定為在材料的上和下層28和29之間是夾心的，它對體液的傳播起阻隔作用。如圖8A中的手套所示，圖8B表示圖8A的局部的放大。這種材料的一個例子為一種彈性體聚合物諸如乳膠。雖然最好是，但上層28不必需是一種液體的屏障。手套的乳膠大約是0.1毫米或較小的厚度，該厚度足以含蓋帶上或下層28或29的織物11，織物11在上層和下層28和29之間是夾心的，在那些層上具有最小的或沒有附加物以便使織物在所有的方向自由運動。為進一步促進織物11與上層28和下層29無關(guān)地自由運動，織物11的表面和與織物11接觸的上層28和下層29的側(cè)邊用，例如，硅加以潤滑。硅起二個作用，它有助于織物11自由地彎曲，伸展和扭轉(zhuǎn)，同時它通過織物11產(chǎn)生抗粘性而使織物與上層28和下層29分離。盡管附加到織物11上層28和下層29上的附加物必須保持在最小，但圍繞環(huán)帶處在指端的附加物，在手背面某一點上，在手掌某一點上的附加物要防止織物11相對于上層28和下層29的滑動。織物在其它醫(yī)療穿戴的服裝如套袖圍裙中是有用的部份。
織物也應(yīng)用于防護服裝如身體防護服或職業(yè)中的個別工作如機械師或屠夫。對這些其它職業(yè)的服裝如同在醫(yī)療和牙科領(lǐng)域中的應(yīng)用一樣要求不同類型的材料和厚度以及平片體12和鉚釘13的尺寸。因為作用在材料上的力將不同，對身體防護服的材料類型和尺寸較之對其它應(yīng)用將有很大的變化，因為作用在織物上的力要比其它應(yīng)用中的大幾個數(shù)量級。
即使在外科手套42的情況中，材料的尺寸和類型可能也不同。因為，例如，外科手術(shù)和常規(guī)的抽血是在不同條件下進行的，同時，可能不需要用織物11來增強整個手套42?？梢詫⒖椢?1策略地僅放在高危險區(qū)域。對于醫(yī)療手套42的應(yīng)用平片體12的尺寸大約為1平方毫米，鉚釘13和頭33的直徑大約為0.7毫米。
本發(fā)明織物不取決于某一特定的材料類型或尺寸。織物可按程度來滿足廣泛變化的可能放這種材料的用途。材料和尺寸的選擇取決于應(yīng)用并可由常規(guī)工程計算來確定。
為制造平片體12和鉚釘13的剛性材料作為現(xiàn)成的產(chǎn)品是目前可用的，材料可以是金屬(諸如不銹剛或鈦)，金屬合金，陶瓷，塑料(諸如聚四氟乙烯，卡夫拉(Kevlar)或斯佩克特拉(spectra)復(fù)合材料或系列)，高強度復(fù)合材料(諸如碳纖維或玻璃復(fù)合材料)，或者任何其它在選擇達到應(yīng)用要求特性所必需的厚度而抗特定扎破，穿透和切割力的材料，任何材料最好應(yīng)該不是脆性的。
將鉚釘13和平片體12裝入織物11中去的過程，由目前可用的生產(chǎn)技術(shù)來實現(xiàn)。
圖2A至圖2F是平片體12的一個實施例的不同視圖和方位。該平片體是織物11的基本構(gòu)筑坯料，圖2A是平片體12的頂立體圖，圖2B是底立體圖，圖2C是頂平面視圖而圖2D是底平面視圖。圖2E和圖2F分別是平片體12的側(cè)視圖。圖2A至圖2F將平片體表述成為具有整體小薄片15(如圖4更明確地表示)。但是，本發(fā)明的其它實施例具有作為平片體的一種分開部分的小薄片，將這種小薄片以任何合適的方法連接到平片體的基體(如圖4更明確地表示)上。
圖3A至圖3D是鉚釘13的一個實施例的視圖。鉚釘是織物11僅有的另一構(gòu)筑坯料。圖3A是鉚釘13的頂視圖。該鉚釘包括一個銷子23及在銷子23的每端的二個截頭圓錐24。圖3F表示連接鉚釘13的銷子的頂端的地方作為與截頭圓錐頭部24同心的圓。組裝織物11的一種方法采用一個鉚釘13和從鉚釘13分開的具有一個截頭圓錐頭24，如圖3D所示。帶有附加的截頭圓錐頭24的一個銷子23經(jīng)孔26插入，如圖7A和圖7B所示，直至進一步的移動被附加的截頭圓錐頭24終止，同時分開的截頭圓錐頭24用焊接或其它方法熔接到銷子23的另一端上。
平片體12的一個實施例的放大視圖，圖4A和圖4B，表示用于識別平片體12的各個部分的名稱。本說明書中為了討論的目的，視圖任意地建立向上和向下的方向。圖4A是頂面21的視圖，而圖4B是平片體12的底面22的視圖。虛線以內(nèi)的區(qū)域稱之為平片體12的基體14?；w14為一平面，從平片體基體邊緣17下垂的平片體12的部分是小薄片15。小薄片15的部分由圖4B處于a-a線右邊的部分更清楚地表示在圖4B中。在圖4A和圖4B所示的實施例中，小薄片終止于基體17遠側(cè)端的弧19中，該弧垂直并遠離于平片體12的基體14的平面而延伸。小薄片15的弧19對準小薄片15的臂18，如圖2A至2F所示。平片12的鉤子16由弧19和反向的小薄片部分20構(gòu)成。反向的薄片部分20是鉤子16的部分，它朝平片體12的基體邊緣17反向。小薄片15的臂18是一平表面并與平片體12的基體14在同一平面中。小薄片15的寬度小于平片體12的基體邊緣17的長度。如前所述，小薄片15可以與平片體12的基體14分開而不是說明書中圖4或其它圖所示的平片體12的整體部分。根據(jù)應(yīng)用的需求，分開的小薄片15既用剛性也可用柔性連接而連接到基體14上。在最佳實施例中，平片體12的基體14是具有4個相等邊的多邊形。本說明書中其它圖表示平片體12的可選實施例。一個具有不同鉤子16的形態(tài)而另一個則沒有鉤子16。無鉤子16的實施例的平片體12稱之為平面平片體46。組裝有平面平片體46的織物使用在互聯(lián)鉤子16的適當處的彈性材料松散地互聯(lián)，也可以與由平片體12構(gòu)成的織物11結(jié)合使用一種彈性材料。在其它特性中，這種組合增加了彈性。彈性將有助于織物11在除去伸展力之后回復(fù)到其壓縮狀態(tài)。在本說明書中表示了以方形固態(tài)物體組裝的織物11而取代形態(tài)為平片體12的或平面平片體46的固態(tài)物體，方形固態(tài)物體稱之為平片65。
一種任意長度或?qū)挾鹊目椢?1的連續(xù)二維薄片由成系列的互聯(lián)多個平片體12和鉚釘13組裝而成，如圖1A和圖1B以及圖6A至6C所示。構(gòu)成織物的平片體12和鉚釘13是相同的。相鄰平片體12的方位是反向的，因此每個平片體12的鉤子16是互聯(lián)的，如圖5所示。圖5表示從側(cè)邊切去部分看的平片體12的一種一維的帶子。在圖1A和圖1B、圖6A至圖6C所示的實際織物中，每個相鄰平片體12的小薄片15通過搭配相鄰平片體12的相對鉤子16互聯(lián)在四邊上。該平片體12是具有其底22向上的與那些其頂21向上的搭配。相鄰平片體12的方位僅與旋轉(zhuǎn)的相鄰平片體12不同，因此相鄰平片體12的底22如圖1，圖5和圖6所示面向上。
鉚釘13的銷子23通過孔26垂直于織物11的平面插入，如圖7A和7B所示，孔26由小薄片邊緣25與凹弧27形成，該孔構(gòu)成平片體12相鄰基體邊緣17和小薄片邊緣25和相鄰互聯(lián)平片體12的凹弧的交叉點。鉚釘13由截頭圓錐24的端部垂直其平面鎖緊在織物11中，如圖6A，圖6B，和圖6C所示。銷子23具有能使鉚釘垂直于織物微量運動的長度。銷子23的長度也選得能使小薄片15相對于織物11的平面向上和向下運動。銷子23的直徑，當織物11被充分壓縮如圖7A所示時，幾乎與孔26的直徑相同，以便在銷子23和孔26之間形成通常所謂的壓配合。鉚釘13的壓配合，即使當織物11處于其充分壓縮狀態(tài)時，也允許織物11的柔順性以及經(jīng)過織物11傳遞觸覺的力，因此穿戴者保持感覺或知覺外科手術(shù)過程的能力。
為提供柔順性，即包括伸展能力，彎曲能力和扭轉(zhuǎn)能力的性質(zhì)，鉤子16的尺寸相對于相鄰的鉤子16要適當?shù)剡x定。鉚釘13的尺寸相對于它所插入的孔26也必須適當?shù)剡x定。雖然，術(shù)語伸展能力，彎曲能力和扭轉(zhuǎn)能力的意義是通常理解的，參閱圖9、圖10、圖11和圖12有助于獨特的理解通過它此織物11能夠達到這些要求的意義，以及鉤子和鉚釘相對于孔的尺寸的重要性。
圖9A表示根據(jù)本發(fā)明連接的一行平片體12。圖9A表示處于最大分離形態(tài)的平片體12，圖9B表示處于最小分離形態(tài)的平片體，圖9C是沿圖9A的a-a線取的橫斷面，圖9C表示如何將鉤子15能夠拉到其外極端同時由于鉤子16的可靠咬合而不分開。每一平片體12的鉤子16沿著其配對咬合的平片體12的底面滑動直至達到平片體12的帶子的最大伸展，或長度。圖9D是沿圖9B的a-a線取的橫斷面，圖9D表示鉤子如何能滑向每個平片12的中心以達到最小伸展，或長度的點。鉤子向每個平片體12的中心滑動的能力導致平片體12的可滑動互聯(lián)。
在圖10A和圖10B中表示織物11的彎曲能力和在那里每個方塊表示一個平片體12。圖10A將織物11表示成一系列平直平片體。圖10B表示彎曲成曲線的織物11。彎曲能力的性質(zhì)是鉤子16允許平片體12相對另一平片體弧形運動的結(jié)果。鉤子16的弧19促進了此徑向運動。但是帶有指30的平面鉤子38，如圖24所示，從小薄片15的臂18的遠側(cè)端向下凸出，也允許足夠的弧形運動。
圖11表示一種扭轉(zhuǎn)的織物11，在那里每一方塊也代表一個平片體12。圖12A和圖12B表示織物11的扭轉(zhuǎn)如平片體12的實際描繪所示。
由于其構(gòu)造上特性以及配對咬合，鉤子16允許一個以其頂面21向上的平片體12相對每個相鄰的以其底部22向上的平片體的運動。配對咬合導致平片體12的松散耦合或可滑動的互聯(lián)。可滑動的互聯(lián)就是允許織物11具有近似于彈性材料的的柔順特性。鉤子16允許平片體12相對于另一個在沿平片體12的平面內(nèi)的一條線的方向并且基本上平行于小薄片15的滑移運動。為了允許平片體12相對于另一個在彼此遠離的方向上可滑移地運動，反向的小薄片部分20具有小于小薄片15的臂18的長度。鉤子16也允許相對于平片體12的平面在向下和向上的方向運動，如圖25所示。該圖為由鉚釘13像在本發(fā)明的織物那樣約束的平片體12的橫剖面。圖25表示帶有平面鉤子38的平片體12，一種可選實施例的平片體12，在此方向的運動是鉚釘13的長度的函數(shù)。鉤子16也允許橫過小薄片15的運動。但是，在橫向的運動是由接觸鉚釘13的小薄片邊緣25控制的，在織物處于壓縮狀態(tài)中鉚釘13的銷子23幾乎填滿孔，因而實際上沒有橫向運動。在織物11的壓縮和伸展形態(tài)，若不與鉚釘13相接觸，配對鉤子16將脫開，同時織物將具有相當?shù)牧芽p或孔。但是，當織物11被伸展時存在一個較大的平片體12相對于另一個的橫向運動的范圍。因為伸展形態(tài)中孔26的面積大于壓縮形態(tài)中的孔26的面積，這一點通過比較圖7A，壓縮狀態(tài)，與圖7B，伸展狀態(tài)，而表示出。同時由于鉚釘13的銷子23的直徑是恒定的，平片體12的鉤子被允許移動以填滿孔26中的額外空間。
若不是截頭圓錐24的頂部31，孔26與銷子23之間的空間可能足夠大致使針頭或其它射彈可以扎入織物11。因此，如圖3B所示的，截頭圓錐24的頂部31必須具有足夠大的直徑以致當織物完全伸展時且銷子23處于其最壞的具有運動到孔26的壁的狀況時，頂部31覆蓋孔26和整個面積或者至少覆蓋孔的面積達到這樣的范圍，其不被覆蓋的面積是足夠的小使所設(shè)計的織物要御防的射彈不能刺入。在最佳狀態(tài)，當織物11充分被伸展，銷子23將完全處于孔26的中央。在此情況下，截頭圓錐24的頂部31的直徑只要略大于孔26的直徑。然而，此形態(tài)實際上從未出現(xiàn)，在實際中銷子23在孔26中假設(shè)是隨機分布的。圖13A表示一種充分伸展的織物11。在圖13A中四個截頭圓錐24的頂部31具有不足夠大的以便完全覆蓋某些鉚釘13和孔26之間的空間32的直徑，其它鉚釘13的頂部31完全覆蓋孔26。當織物11再被壓縮和伸展之后，銷子23在孔26中的新的隨機分布將導致孔26與銷子23之間開放空間的新形式，為糾正圖13A中的狀況，頂部的直徑必須增加。圖13B表示充分伸展的織物11的孔26中的鉚釘13的不同位置。鉚釘13、銷子23在的頂部31已經(jīng)做得足夠大使它始終覆蓋孔26。不管鉚釘13的銷子23在孔26中處于什么位置，鉚釘13頭部31的尺寸由要求來限定，即當織物被充分壓縮時，頂部31必須不彼此重疊，繼而當織物11被充分伸展時孔26的尺寸取決于織物11伸展能力的范圍，該范圍是小薄片15臂18的長度的函數(shù)。鉚釘13的銷子23的直徑也對必需覆蓋孔26的鉚釘13的頂部31的尺寸具有影響。銷子23的橫截面越小，必須覆蓋孔26的頂部31就越大。
如圖1B所示，組合的織物11的橫剖面以及在圖1A中平面體12的頂面的立體圖呈現(xiàn)一種不平的表面。該不平的表面對某些應(yīng)用可能不是最恰當?shù)?。為了減輕不平的表面，如圖14，圖15和圖16所示的，平片體12具有從平片體12基體14部分的頂面21向上延伸的頭部33以及從平片體12的底面22向下延伸的插銷34。在圖14A中立體圖所示的頭部軸向?qū)驶w14的中心，其表面40由相貫圓錐形確定。該表面與鉚釘13的截頭圓錐部分24相配對。頭部33的頂表面43是平的并處在與平片體12基體14的平面平行的平面內(nèi)。頭部33在平片體12基體14以上的高度與鉚釘13的截頭圓錐部分24伸出平片體12的基體14的高度相同。圖14B和圖14C進一步表示頭部33的形狀。
圖14D中立體圖所示的插頭34軸向?qū)势狡w12基體14底面22的中心，它的面44由相當于截頭圓錐24的頂部半徑的半徑來限定，以便當織物11被充分壓縮時與截頭圓錐24的頂部31松動地配對咬合。圖14C和圖14F分別從側(cè)邊表示附加到平片體12的頂21和底22表面上去的頭部33和插銷34。
圖15和16描繪帶有頭部33和插銷34的織物11的可選實施例。圖15移去鉚釘13的截頭圓錐24以便更好地表示鉚釘13，頭部33，和插銷34的空間關(guān)系。圖16表示具有在適當位置的截頭圓錐24的頂部31的鉚釘13。此圖表示截頭圓錐24的頂部31如何松動地與頭部33以及插銷34配對，以便允許相對另一個運動。例如鉚釘?shù)霓D(zhuǎn)動和當織物11處于其如圖15和圖16所示的充分壓縮狀態(tài)時的封閉包裝密度。如圖16所示，以高到與截頭圓錐24的頂面31相同水平的頭部33的平頂面給出一個對織物11更全的平表面。由頭部33和插銷34不完全地充滿織物11，特別當織物11充分伸展時，因而對織物11保留某些網(wǎng)紋。然而，壓縮的表面面積被大大地緩和，該表面滿足甚至最多要求的應(yīng)用。
已經(jīng)用一個具有從其基體14延伸的小薄片15的平片體12來描述本發(fā)明，此形狀是最佳實施例。但是本發(fā)明織物也可以用不同形狀的固態(tài)物體來構(gòu)成。例如，等邊三角形也形成具有要求的柔順能力，彎曲能力和扭轉(zhuǎn)能力的織物11。使用一種修改過的鉚釘，也可以構(gòu)成這樣一種無間隙的織物，因而阻止針頭或其它射彈扎入織物11。
本發(fā)明的另一實施例如圖17至圖23所示。圖17A描繪由一種修改過的平片體12和修改過的鉚釘13構(gòu)成一種織物11。修改過的平片體12具有在每個小薄片15的遠側(cè)端的斜面35，在那里小薄片的邊緣25與小薄片15的遠側(cè)端相遇。相同平片體12的相鄰小薄片15的邊緣25由一直邊36相連接。該直邊36具有作為直邊36上的一點的平片體12的基體14的邊緣17(在圖17A中以虛線表示)的交點。直邊36一端與一個小薄片15的邊緣25的交點處終止，同時直邊36的另一端在與相鄰小薄片15的邊緣25的交點處終止。因此直邊36終止的小薄片15的邊緣25二者的長度相同。
鉚釘13的銷子23以方形代替圓形。方銷23的每一邊是與平片體12的直邊36相同的長度。此實施例允許比設(shè)計使用圓銷23甚至更緊的平片體12的疊放。在此實施例中，當處于充分壓縮的形態(tài)時，平片體12與銷子23更緊疊在一起，如圖17所示。圖17B表示本實施例的方銷子23和方板鉚釘頭37。
圖18表示本實施例的在其充分伸展形態(tài)的沒有插入的銷子23的織物11。沒有插入的銷子23可以清楚地看出孔26是八邊形的。圖19表示本實施例的在其充分伸展形態(tài)帶銷子23的織物11，表示出鉚釘13的銷子23被松動地裝入由相鄰平片體12包圍形成的孔26中。圖20表示處于充分壓縮形態(tài)的織物11。取代終止于截頭圓錐24，鉚釘13終止于方板狀鉚釘頭37。當織物11是充分壓縮時，迫使鉚釘13成為如圖20所示的直線圍成的形態(tài)。此形態(tài)通過允許方板鉚釘頭37的大的表面面積而提高伸展能力。該鉚釘頭，對當織物11伸展最大并且因為它緊密地疊成直線圍成的形狀尚未妨礙織物11的壓縮時所形成的大孔提供最大的覆蓋。圖21表示處于伸展形態(tài)的織物11并表示所有孔的完全覆蓋，提供了能抗扎入的一種連續(xù)的織物的緊密網(wǎng)。圖22表示圖21的織物11的一部份，其具有鉚釘13的方板狀鉚釘頭37和方形銷子23。在圖22的左上方位置，鉚釘13的銷子23移到鄰近孔26的側(cè)邊，而其它鉚釘13移到其它隨機的位置。即使在這些隨機的各種各樣的位置，方板狀鉚釘頭37覆蓋孔26。雖然它們沒有形成直線圍成的形態(tài)，而是隨機形態(tài)，但是方板狀鉚釘頭37覆蓋孔26。
一種可代替圖2所示的平片體12的平片體在圖23中描繪。處于圖23D中虛線a-a和b-b間的小薄片15的臂18終止于在圖23A中表示在虛線圓圈38中的平面鉤子38中。從臂18的平面向下懸掛同時平片體12的基體處于在對臂18的平面成直角處。圖23A表示在立體圖中形成底邊的另一實施例。平面鉤子38顯示具有的厚度大于平片體12的基體14的厚度。對某些特殊要求的應(yīng)用，在那里平行于織物平面的撕裂強度必須是高的，諸如對身體防護服，可以增加這種附加的壁厚。附加的壁厚也許會稍許增加制造成本，對大多數(shù)應(yīng)用，與平片體12的基體14相同的壁厚是足夠的。圖23D從頂面表示平片體12。圖23B至圖23F是平片體另一實施例的平面和正視圖。此實施例的平片體12的形態(tài)適合于稍低的制造與組裝成本。圖24A表示處于充分壓縮狀態(tài)的另一實施例有鉚釘13的橫剖面。圖24B表示充分伸展狀態(tài)。
圖25描繪截頭圓錐24如何促進帶另一實施例平片12具有平面鉤子38的織物11的彎曲。截頭圓錐24也促進具有平片12，鉤子16，反向薄片20的織物的彎曲。
圖26A和圖26B仍表示另一可選的實施例織物11。在此實施例中，另一種鉚釘13具有其反向的截頭圓錐24。當伸展織物11時，如圖26A所示，平片體12拉開直至它們被搭接的平面鉤子38所限制。如果織物11必須彎曲，截頭圓錐24和倒截頭圓錐45在彼此的上面向上滑動以允許彎曲。當壓縮織物11時，如圖26B所示，截頭圓錐24和倒截頭圓錐45完全疊在一起。截頭圓錐24和倒截頭圓錐45，如圖26A和圖26B所示，在充分壓縮狀態(tài)或充分伸展狀態(tài)對于扎刺的器械呈現(xiàn)硬的表面。當織物11被延伸時，圖26A，截頭圓錐24和倒截頭圓錐45的直徑足夠大而存在搭接以阻止射彈或銳利器械的扎入。圖27A是鉚釘13的立體圖，而圖27B是鉚釘13具有其一個截頭圓錐24倒過來的正視圖。
圖28A和圖28B表示分別處于壓縮和伸展形態(tài)帶有在小薄片15和在小薄片15遠側(cè)端的斜邊35之間具有一圓形邊緣25的平片體12的織物11的又一實施例。
本發(fā)明的另一實施例采用圖29A，圖29B和圖29C所示的平面平片體46。平面平片體46是沒有鉤子16的平片體12。在另一方面，平面平片體46的形態(tài)與圖2，圖4，圖14和圖23所示的平片體12類似。根據(jù)應(yīng)用，構(gòu)成帶鉚釘或不帶鉚釘13的織物11。
圖30A和30B表示用平面平片體46構(gòu)成的織物11的單一薄片4的形態(tài)。單一薄片47以與使用平片體12的織物11同樣的排列形成。不論用平片65，平片體12還是平面平片體46形式，由固態(tài)物體構(gòu)成的纖維織物11的薄片安排成在一個平面中固態(tài)物體的重復(fù)型式。用平面平片體46構(gòu)成的纖維織物11安排成一種重復(fù)的型式，因此每個小薄片15的遠側(cè)端與相鄰平面平片體46的相鄰遠側(cè)端形成直角，以每個相鄰小薄片15的遠側(cè)端的角57形成直角的頂點，如圖30A所示。圖30A和圖30B表示處于壓縮狀態(tài)的平面平片體46。圖31A和圖31B表示具有處于充分伸展狀態(tài)的平面平片體46的織物11。
圖32A和32B表示包括重疊放置處于壓縮形態(tài)的二薄片47的織物11。如圖31A與圖32B所示，淺灰平面平片體46構(gòu)成上薄片47，黑色平面平片體46構(gòu)成下薄片47?？椢?1可以包括安排成一疊50的若干薄片47，如圖32A和圖32B所示，在一疊50中的每一薄片47平行于相鄰薄片47位移。相鄰薄片4被位移一個距離以便在一薄片47中的每一平面平片體的小薄片15對準和搭接相鄰薄片47中每一平面平片體46的小薄片15。圖33A和圖33B表示采用平面平片體46處于充分伸展形態(tài)的可選實施例的織物11的一種二薄片疊。
圖34A和34B描繪處于壓縮形態(tài)具有經(jīng)每個孔26垂直于織物11的平面插入的鉚釘13的另一實施例織物11。該孔26由相鄰平面平片體46的小薄片15的相對邊以及相鄰平面平片體46的相對基體邊17形成。圖35A和圖35B描繪帶鉚釘13處于伸展形態(tài)的織物11。在圖34A，圖34B，圖35A和圖35B中，最淺灰平面平片體46構(gòu)成織物11的上薄片47，較暗灰平面平片體46構(gòu)成下薄片47。鉚釘13表示成黑色。
在不同應(yīng)用的織物11中使用的平面平片體46將具有一個設(shè)計用以足夠抵擋為其而設(shè)計織物11的穿透力或切割力的厚度。本最佳實施例的所有平面平片體46是相同的，鉚釘13是全相同的。根據(jù)預(yù)期的應(yīng)用，平面平片體46與鉚釘13二者可以用諸如金屬、金屬合金、塑料、復(fù)合材料或陶瓷構(gòu)成。也可以最佳實施應(yīng)用使平面平片體46由一種材料制成，而鉚釘13由另一種材料制成。
圖36A是采用平面平片體46的又一實施例的織物11的橫剖面立體圖。最淺灰平面平片體46是上薄片47，較暗灰色的平面平片體46是下薄片47，而以黑色表示鉚釘13。圖36B是處于伸展形態(tài)的橫剖面立體圖，圖36A表示處于壓縮形態(tài)的織物。從圖36A和圖36B可以看出，鉚釘13將多片體46織物保持在一起。平面平片體46能夠向上移動到鉚釘頭并也相對織物11的平面成一角度，允許織物11是可柔順的。平面平片體46也可以遠離鉚釘銷子23移動一個距離，以便織物11伸展與壓縮。如同使用帶鉤子16的平片體的織物11的實施例，織物11可允許的伸展與壓縮量由平面平片體46的孔26與鉚釘13的相互關(guān)系來確定?？傊c平片體12類似形式的平面平片體46適合于由垂直與水平矢量分量代表的方向與距離的范圍內(nèi)移動。
在平面平片體46上沒有鉤子16，織物11能容易地被扯開。為避免這一點，采用一種互聯(lián)材料來實現(xiàn)鉤子16的功能?；ヂ?lián)材料是任何類型的材料，該材料當織物的固態(tài)物體之間互聯(lián)時，在織物以內(nèi)在固態(tài)物體相對另一個的運動的規(guī)定范圍以內(nèi)保持固態(tài)物體的預(yù)定空間關(guān)系。為此，連接的材料應(yīng)該是柔順的。一種彈性材料就是適合與實現(xiàn)此功能的一個柔順材料的例子，但是，一種非可伸展材料適合于某些應(yīng)用，這種材料可以由從人造材料、天然存在的材料，或其混合物制造的纖維構(gòu)成?；ヂ?lián)材料可以附加到或嵌入織物11或者可以是織物11固態(tài)物體的整體部分。
如圖37A和37B所示，一種網(wǎng)狀形式60的彈性體的互聯(lián)材料互聯(lián)平面平片體46的表面。在圖37A中，表示一種處于充分壓縮形態(tài)的可選實施例。以彈性網(wǎng)60互聯(lián)平面平片體46的二薄片47的非相鄰的表面，平面平片體46沿織物的X和Y軸保持在一起。然而，由于網(wǎng)60由彈性材料制成，因此織物能夠伸展如圖37B所示。彈性材料也能夠互聯(lián)鉚釘13的頭部33的頂面，如圖38A和圖38B所示。以彈性材料互聯(lián)鉚釘13的頭部33達到與以彈性材料互聯(lián)平面平片體46同樣的目的。它允許織物11伸展，但不被扯開。圖38A表示處于壓縮狀態(tài)的織物11；而圖38B表示處于伸展狀態(tài)的織物11。圖39還表示以彈性材料遮蓋鉚釘13的頭部33與平面平片體46的另一種形態(tài)。圖39表明彈性網(wǎng)60互聯(lián)每一薄片47的平面平片體46的非相鄰表面，同時只互聯(lián)到一個鉚釘13的頭部。根據(jù)應(yīng)用，以彈性網(wǎng)60互聯(lián)每個鉚釘13的兩個頭33可能是可取的。以單一彈性網(wǎng)互聯(lián)相鄰薄片47之間的相鄰平面平片體46的表面也可能是合要求的。在這種情況中，可以由彈性材料互聯(lián)二薄片而沒有鉚釘13。圖40表示使用平片狀形式65的固態(tài)物體以一種彈性膜59互聯(lián)平片65的這樣一種形態(tài)。這種形態(tài)可能適合于抗切割力，但不能抗針頭或子彈扎刺。
圖41是由帶有附加到平面平片體46的表面上的彈性膜的平面平片體46構(gòu)成的織物11的另一種形態(tài)。其中那些在薄片47中的平面平片體46的表面的外表面不與一疊50中的一相鄰薄片47的平面平片體46的表面相鄰。
圖46表示由鉚釘13保持在一起的平面平片體46的二薄片47的一疊50。平面平片體46的上薄片47以淺灰表示，而平面平片體46的下薄片47以暗灰表示。鉚釘13頭部33的頂面以黑色表示。互聯(lián)材料是網(wǎng)狀60形式。在此情況中網(wǎng)60是鉚釘13的一個整體部分。實現(xiàn)此目的一個方法是以模壓到每個鉚釘13的銷子23上的互聯(lián)網(wǎng)60將一系列鉚釘模壓到一起。這一技術(shù)，避免了以某種粘接技術(shù)在每個鉚釘13之間附加網(wǎng)60。如圖42所示，用網(wǎng)60的一根連續(xù)纖維穿過每一鉚釘13銷子23的橫向孔將網(wǎng)60附加到鉚釘13上，第二根纖維是不連續(xù)的。它被插入每個鉚釘13中的第二孔，該第二孔與第一孔成直角，并處于鉚釘軸的同一點上。進入或經(jīng)過鉚釘13的、銷子23的網(wǎng)60的每部分，諸如用一種粘接產(chǎn)品粘接到其各自的孔中。此構(gòu)成網(wǎng)60的后一種方法可能看起來象是一種比前一種方法較昂貴的構(gòu)成方法。但是就當前的自動化生產(chǎn)方法，這可能是最佳的和比較經(jīng)濟的如圖42所示的構(gòu)成織物11的方法。
如圖42中所描繪的網(wǎng)60可以用一種可伸展到一定限度和能恢復(fù)原狀的互聯(lián)材料來構(gòu)成。這一種互聯(lián)材料允許圖42的織物11達到其最佳性質(zhì)。通過具有互聯(lián)材料的長度等于在壓縮狀態(tài)下鉚釘?shù)匿N子23之間的要求的距離來制造處于其壓縮狀態(tài)下的織物11，于是織物11可以伸展到一個預(yù)定的等效于纖維織物11最大伸展的距離。該最大伸展是可允許的而不造成平面平片體46和鉚釘13的形態(tài)產(chǎn)生不可改變的變化。最好選擇構(gòu)成網(wǎng)60的互聯(lián)材料以便當正常期望的伸展力作用到織物11上時它是可伸展的。如果超正常期望的伸展力作用于其上，互聯(lián)網(wǎng)狀材料60將破裂或變形，這種破裂或變形當去除伸展力時將不允許織物11回復(fù)到其原始的壓縮狀態(tài)。
圖43表示互聯(lián)材料網(wǎng)60集成到鉚釘13上，但是也附加到織物11的二薄片47的平面平片體46的頂面上去。
像在本說明書中陳述的其它實施例一樣，存在一些不同于圖42和43所示的適合于滿足應(yīng)用的設(shè)計需要的例子。這種變化的例子只不過是設(shè)計的選擇，同時處在本發(fā)明的原則與范圍之內(nèi)。
在前面討論的所有形態(tài)中可用一種彈性膜59代替網(wǎng)60。一種互聯(lián)平片體12或平面平片體46的表面的彈性膜59將完全遮蓋讓穿孔超過由平面平片體形成的孔的平片體。以彈性膜59互聯(lián)鉚釘13的頭部33。膜59可以是連續(xù)的以便它完全地遮蓋織物11的整個表面。膜可以互聯(lián)鉚釘13的二個頭部33以及平面平片體46。
還有另一種可選實施例的織物11的變體是在二薄片47之間具有一種夾心的彈性材料。在此情況中彈性材料將互聯(lián)平面平片體46的薄片47的二個相鄰表面。在此形態(tài)中，可以消除鉚釘13。彈性材料將允許平面平片體46的二薄片47相對于另一個保持相對固定的形態(tài)，同時還允許它們相對另一個被伸展和可彎曲。
彈性材料起到可滑動互聯(lián)平面平片體46的功能，正是這種可滑動的互聯(lián)允許纖維織物是柔順的和可彎曲的。
彈性材料將伸展能力給予可選實施例的平面平片體46的織物11。它也限制在不采用鉚釘?shù)男螒B(tài)中上薄片47相對于下薄片47的運動范圍?？梢赃x擇一種彈性材料具有伸展將不會超過預(yù)定距離的固有特性。對伸展能力的限制是一個如果伸展超過預(yù)定距離避免織物變成分離的重要因素。例如，在采用鉚釘13的形態(tài)中，如果平面平片體46被伸展到小薄片15不再重疊的一點，織物11可能不會回復(fù)到其壓縮狀態(tài)。因為相鄰小薄片的遠側(cè)端頂撞靠住另一個或者超越處在與原始形態(tài)相反位置的另一個。同樣，平面平片的薄片的遠側(cè)端可能伸展超過鉚釘?shù)念^部使得平面平片體46突然向上處于鉚釘13的頭部33。因此，最好采用具有固有最大伸展量的彈性材料。
限制伸展的另一種方法是使不可伸展的纖維材料61嵌入彈性體或附加到彈性體表面上。當壓縮織物時，不可伸展的纖維61將具有預(yù)定的松弛的長度，因此織物的最大伸展量是等于預(yù)定的松弛長度的距離。因此，當達到織物11的預(yù)期最大伸展量時不可伸展纖維中的全部松弛量將被張緊，同時織物11的伸展將不能超過這一點。至于使用彈性材料，限制最大伸展量的方法可以是將其附加到，嵌入到平面平片體或鉚釘頭中，或者是平面平片體或鉚釘頭的一個整體部份。
在本說明書中已經(jīng)描述和表明的是本發(fā)明的各種實施例。必須理解這些并不是本發(fā)明包含的僅有可能的實施例。本發(fā)明是能夠修改的，因此本發(fā)明不局限于在本說明書中陳述的明確的細節(jié)。例如，取代平片體12或平面平片體46，織物11可以包括任何形狀的固態(tài)物體片。
已經(jīng)描述了平片體12和平面平片體46在一個平面中的各種安排。但是，固態(tài)物體其它形狀的平片體12與平面平片體46的那些安排并不意味著是實現(xiàn)和達到本發(fā)明的目的僅有的安排。有許多固態(tài)物體的形狀組合及其安排將有效地實現(xiàn)本發(fā)明的目的。固態(tài)物體形狀的組合及其安排的限制最好由“棋盤形布置”的數(shù)學描述。棋盤形布置是一種以物體填充一個平面的藝術(shù)，諸如本發(fā)明的固態(tài)物體，彼此無間隙地鄰接。數(shù)學家也許稱本發(fā)明的固態(tài)物體為“瓷磚”。棋盤形布置用于地板與墻壁的覆蓋，同時作為家俱、地毯、織錦，絎縫、服裝和其它物體的型式。棋盤格布置的瓷磚可以有不定的形狀變化。具有規(guī)則的凸多邊形瓷磚的棋盤形布置是最普通的棋盤形布置。但是，具有其它形狀的棋盤形布置可以產(chǎn)生較復(fù)雜的型式，它可以作為藝術(shù)的或功利的目標，不能由規(guī)則的凸多邊形瓷磚達到。棋盤形布置的一般理論由馬丁.加德納(Martin Gardner)寫的在科學的美國雜志的數(shù)學游戲部分的三篇連載文章所描述，第一篇文章的題目是“以多邊形瓷磚放在棋盤形平面上”；1975年7月，第二篇文章的題目是“再論以瓷磚鋪平面Polyominoes、Polyiamonds和Polyhexes的可能性”；1975年8月，第三篇文章的題目是“擴大鋪瓷磚理論的超常非周期鋪瓷磚”；1977年1月。此處提到的這三篇文章的每一篇僅作為參考。
包括平面平片體46或平片體12的固態(tài)物體是可滑動互聯(lián)，以使織物的每一片伸展?？椢?1的每一薄片47的伸展能力使薄片47為可彎曲，可伸展，并柔順。本發(fā)明已經(jīng)為可滑動互聯(lián)提供了方法，應(yīng)該理解，可滑動互聯(lián)的其它方法也處在本發(fā)明的范圍以內(nèi)。同樣，本發(fā)明已經(jīng)描述形成一疊50的可滑動互聯(lián)薄片47的方法。一種這樣的方法采用鉚釘12而另一種方法采用一種彈性材料互聯(lián)薄片47的二者。在二種情況下，互聯(lián)薄片47的方法提供可滑動的互聯(lián)以保持織物的柔順能力。對薄片47的可滑動互聯(lián)作為一種使薄片47相對另一片在有限或有界限的空間能運動的方法作了更一般的描述。鉚釘13允許平片體12的小薄片15朝著或遠離鉚釘頭的底移動一預(yù)定的距離。鉚釘頭的底限制移動，因而保持片在一起而允許可滑動的運動。連接的材料也允許可滑動的，但有限制，相鄰薄片相對另一片的運動。連接的材料通常也被用來允許在個別薄片中的固態(tài)物體的有限制的可滑動的互聯(lián)。平片體12的鉤子起與連接材料同樣的功能。鉤子和連接材料二者限制平片體12相對另一個的運動。鉤子和連接材料限制平片體12相對另一個的運動。平片體的鉤子起止動的作用。鉤子也允許繞相鄰鉤子作旋轉(zhuǎn)運動以便平片體能夠與織物11的平面成一角度而移動。設(shè)計這些方法的每一種以達到一種可柔順，可彎曲和可伸展的織物。
具有使固態(tài)物體，平片體12，或平面平片46從伸展狀態(tài)回復(fù)到壓縮狀態(tài)的方法也是有用的。盡管采用彈性材料實現(xiàn)此功能，然而任何其它使纖維織物的元素回復(fù)到壓縮狀態(tài)的方法也處于本發(fā)明的范圍以內(nèi)。
本發(fā)明的鉚釘13是將疊50中的薄片保持在一起而允許固態(tài)物體，平片體12，或平面平片體46在薄片47的平面中或在與薄片47的平面成一角度的方向移動以提供柔順能力。其它允許固態(tài)物體的柔順能力和運動的方法也處于本發(fā)明的概念以內(nèi)。
本發(fā)明也探討了限制固態(tài)物體，平片體12，或平面平片體46伸展的方法。將伸展限制到一預(yù)定距離的方法的二實施例也已經(jīng)提出，但是實現(xiàn)同樣功能的其它方法也處在本發(fā)明以內(nèi)。
本發(fā)明包括以下權(quán)利要求范圍內(nèi)的變化與交替。
權(quán)利要求
1.一種織物包括許多安排成棋盤格型式具有互聯(lián)相鄰固態(tài)物體裝置的固態(tài)物體片。
2.權(quán)利要求1的織物，其中互聯(lián)固態(tài)物體的裝置適合于可滑動的互聯(lián)。
3.權(quán)利要求1的織物，進一步包括許多安排成疊狀的片。
4.權(quán)利要求3的織物，進一步包括互聯(lián)片的裝置。
5.權(quán)利要求4的織物，其中互聯(lián)片的裝置適合于可滑動的互聯(lián)。
6.權(quán)利要求5的織物，還包括將片以內(nèi)的固態(tài)物體從伸展狀態(tài)回復(fù)到壓縮狀態(tài)的裝置。
7.權(quán)利要求6的織物，其中可滑動互聯(lián)片的裝置適合于限制片相對于另一個片運動一預(yù)定的距離。
8.權(quán)利要求7的織物，其中可滑動互聯(lián)固態(tài)物體的裝置適合于限制固態(tài)物體相對另一個伸展一預(yù)定的距離。
9.權(quán)利要求8的織物，其中固態(tài)物體是平面平片。
10.權(quán)利要求9的織物，其中平面平片的棋盤格布置是安排在一平面中的平面平片的重復(fù)型式，因此平面平片每一薄片的遠側(cè)端與相鄰平面平片的相鄰薄片的遠側(cè)端形成一直角，以每一相鄰薄片遠側(cè)端的一個角形成直角的角頂。
11.權(quán)利要求10的織物，其中每一片平行于相鄰片移動。
12.權(quán)利要求11的織物，其在疊中的所有片是相同的，同時每一片平行于相鄰片移動一距離，因而在一片中的每一平面平片的薄片對準并重疊于在相鄰片中的每一平面平片的薄片。
13.權(quán)利要求12的織物，其中許多鉚釘垂直于纖維織物的平面，通過每一個由相鄰平面平片的薄片的相對邊緣與相鄰平面平片相對基體邊緣形成的孔而插入。
14.權(quán)利要求13的織物，其中全部平面平片基本上是相同的且全部鉚釘也是相同的。
15.權(quán)利要求14的織物，其中可滑動地互聯(lián)平面平片的裝置是一種互聯(lián)材料。
16.權(quán)利要求15的織物，其中的互聯(lián)材料是彈性體。
17.權(quán)利要求15的織物，其中的互聯(lián)材料互聯(lián)平面平片。
18.權(quán)利要求15的織物，其中的互聯(lián)材料將鉚釘互聯(lián)到至少織物的一邊上。
19.權(quán)利要求17的織物，其中的互聯(lián)材料是一種膜。
20.權(quán)利要求18的織物，其中的互聯(lián)材料是一種網(wǎng)。
21.權(quán)利要求15的織物，其中限制由可滑動互聯(lián)裝置允許的最大伸展量的裝置是一種互聯(lián)的固有可伸展到預(yù)定限量的材料。
22.權(quán)利要求15的織物，其中限制由可滑動互聯(lián)裝置允許的最大伸展量的裝置是一不可伸展的柔順材料，該材料當織物是壓縮狀態(tài)時具有一預(yù)定的松弛長度，因此織物的最大伸展量是等于預(yù)定松弛長度的距離。
23.權(quán)利要求21的織物，其中限制由可滑動互聯(lián)裝置允許的最大伸展量的裝置互聯(lián)平面平片。
24.權(quán)利要求21的織物，其中限制由可滑動互聯(lián)裝置允許的最大伸展量的裝置互聯(lián)鉚釘。
25.權(quán)利要求15的織物，其中的互聯(lián)材料互聯(lián)相鄰片之間的平面平片。
26.權(quán)利要求19的織物，其中的膜具有在軸向?qū)拭恳豢椎目籽邸?br> 27.權(quán)利要求15的織物，其中的互聯(lián)材料是一種互聯(lián)相鄰片之間平面平片的薄片的網(wǎng)。
28.權(quán)利要求25的織物，進一步包括互聯(lián)材料，該互聯(lián)材料互聯(lián)在疊中的平面平片的頂表面。
29.權(quán)利要求25的織物，進一步包括互聯(lián)材料，該互聯(lián)材料互聯(lián)在疊中的平面平片的底表面。
30.權(quán)利要求13的織物，其中構(gòu)成鉚釘和平面平片的材料選自一組包括金屬、金屬合金、塑料、復(fù)合材料、陶瓷和玻璃的材料。
31.權(quán)利要求13的織物，其中的平面平片具有足夠抵抗預(yù)定的穿透或切割力的厚度。
32.一種織物包括(a)二片，每一片具有許多安排成棋盤格型式的固態(tài)物體具有(I)可滑動地互聯(lián)固態(tài)物體的裝置，(ii)將片從伸展狀態(tài)回復(fù)到壓縮狀態(tài)的裝置，以及(iii)限制固態(tài)物體相對另一個運動一預(yù)定量的裝置；以及(b)疊狀安排中的每一片與其它片具有可滑動地互聯(lián)片的裝置以及為限制片相對另一片運動一預(yù)定量的裝置。
33.一種織物包括許多在片中安排的具有可滑動地互聯(lián)平片的裝置的平片。
34.權(quán)利要求33的織物，其中的纖維織物包括許多在一疊中安排的片。
35.權(quán)利要求34的織物，其中的每一片平行于相鄰片移動。
36.權(quán)利要求35的織物，其中每一片是移動的，因此在每一層的每一平片的中心處在相鄰層平片的角的交點的中心。
37.權(quán)利要求33的織物，其中的為可滑動地互聯(lián)平片的裝置是一種附加到平片上去的互聯(lián)材料。
38.權(quán)利要求37的織物，其中的互聯(lián)材料形成一種膜。
39.權(quán)利要求37的織物，其中的互聯(lián)材料構(gòu)成一種網(wǎng)。
40.權(quán)利要求33的織物，進一步包括限制由可滑動的互聯(lián)裝置所允許的最大伸展量的一種裝置。
41.權(quán)利要求40的織物，其中限制由可滑動的互聯(lián)裝置所允許的最大伸展量的一種裝置是一種固有可伸展到一預(yù)定極限的互聯(lián)材料。
42.權(quán)利要求40的織物，其中限制由可滑動互聯(lián)裝置允許的最大伸展量的裝置是一種當織物被壓縮時具有一預(yù)定的松弛長度的不可伸展的纖維，因此織物的最大伸展量是等于預(yù)定松弛長度的距離。
43.權(quán)利要求34的織物，其中為可滑動地互聯(lián)平片的的裝置是一種置于相鄰片之間并粘結(jié)到相鄰片的平片上的彈性體材料。
44.權(quán)利要求43的織物，其中的互聯(lián)材料構(gòu)成一種膜。
45.權(quán)利要求43的織物，其中的互聯(lián)材料構(gòu)成一種網(wǎng)。
46.一種織物包括(a)兩片，每片具有許多安排成棋盤格型式的固態(tài)物體，具有(I)為可滑動地互聯(lián)固態(tài)物體的裝置，以及(ii)為限制固態(tài)物體相對另一個運動到一預(yù)定量的裝置；以及(b)在疊狀安排中的每一片以及其它片具有可滑動地互聯(lián)片的裝置和限制片相對另一片運動到一預(yù)定量的裝置。
47.一種保護表面不受扎刺，穿透和切割的方法包括以下步驟(a)構(gòu)成一種織物包括許多片，每一片具有許多安排成棋盤格型式的固態(tài)物體以及互聯(lián)相鄰固態(tài)物體的裝置；以及(b)以織物覆蓋要保護的表面。
48.權(quán)利要求1的織物，其中的固態(tài)物體是相同的安排成棋盤格型式的固態(tài)物體，所述棋盤格型式具有四個鄰接每個固態(tài)物體的固態(tài)物體。
49.權(quán)利要求48的織物，其中的棋盤格型式具有6個鄰接每個固態(tài)物體的固態(tài)物體。
50.權(quán)利要求1的織物，其中的固態(tài)物體是規(guī)則多邊形。
51.權(quán)利要求18的織物，其中的互聯(lián)材料是一種網(wǎng)。
52.權(quán)利要求18的織物，其中的互聯(lián)材料是一種膜。
53.權(quán)利要求22的織物，其中的限制由可滑動互聯(lián)裝置允許的最大伸展量的裝置互聯(lián)平面平片。
54.權(quán)利要求22的織物，其中的限制由可滑動互聯(lián)裝置允許的最大伸展量的裝置互聯(lián)鉚釘。
全文摘要
一種抗扎破,穿透和切割的織物包含若干以重復(fù)型式放置的固態(tài)物體的薄片。固態(tài)物體是這樣連接的,以便它們相對另一個是可滑動的。每一薄片與另一薄片是重疊放置的并且是可滑動地連接到另一個。通過在固態(tài)物體中或之間形成的孔放置鉚釘以保持織物在一起,同時在薄片之間提供可滑動的相互連接。一種互聯(lián)材料互聯(lián)固態(tài)物體的薄片。一種彈性體的互聯(lián)材料使薄片從伸展狀態(tài)回復(fù)到壓縮狀態(tài)。以一種限制固態(tài)物體相對另一固態(tài)物體某一預(yù)設(shè)運動量的方法來構(gòu)成織物,諸如固有地可伸展到某一預(yù)設(shè)量的彈性材料?？椢锸强膳まD(zhuǎn)的,可彎曲的和可伸展的,它是由可承受在醫(yī)療或其他環(huán)境中遇到的切割,扎刺和穿透力的材料構(gòu)成。
文檔編號A41D13/00GK1257410SQ98805365
公開日2000年6月21日 申請日期1998年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月27日
發(fā)明者楊格·華·凱姆 申請人:海爾·迪門森醫(yī)學公司