CN103547177A - 振动阻尼材料 - Google Patents

Abstract

一种减振组件，包括：柔性头部装置(430)和固定到该柔性头部装置的至少一个减振材料板料(10)。该至少一个减振材料板料包括至少第一弹性体层(12)和包含高抗拉强度纤维材料的增强层(14)。

Description

振动阻尼材料

相关申请的交叉引用

本申请是于2009年9月30日提交的美国专利申请No.12／570,499的部分继续申请案，美国专利申请No.12／570,499是于2007年10月17日提交的美国专利申请No.11／873,825的部分继续申请案和于2006年12月8日提交的美国专利申请No.11／635,939(被放弃)的部分继续申请案，美国专利申请No.11／635,939是于2005年12月15日提交的美国专利申请No.11／304,079(被放弃)的部分继续申请案和于2005年12月15日提交的美国专利申请No.11／304,995(被放弃)的部分继续申请案，美国专利申请No.11／304,079和No.11／304,995者是于2004年12月22日提交的美国专利申请No.11／019,568现在为美国专利7,171,697的部分继续申请案，美国专利7,171,697是于2004年11月30日提交的美国专利申请No.10／999,246的部分继续申请案，美国专利申请No.10／999,246是于2004年10月5日提交的美国专利申请No.10／958,611现在为美国专利7,150,113、于2004年10月5日提交的美国专利申请No.10／958,941(被放弃)、于2004年10月5日提交的美国专利申请No.10／958,767(被放弃)、于2004年10月5日提交的美国专利申请No.10／958,952(被放弃)以及于2004年10月5日提交的美国专利申请No.10／958,745的部分继续申请案，美国专利7,150,113、美国专利申请No.10／958,941、No.10／958,767、No.10／958,952以及No.10／958,745都是于2004年5月28日提交的美国专利申请No.10／856,215现在为美国专利6,942,586的部分继续申请案，美国专利6,942,586是于2003年9月10日提交的美国专利申请No.10／659,560现在为美国专利6,935,973的部分继续申请案，美国专利6,935,973是于2001年8月27日提交的美国专利申请No.09／939,319现在为美国专利6,652,398的分案申请。这些申请中的每一个申请都通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及适于减少振动的材料，并且更具体地，涉及适于耗散和分散振动的多层材料。

背景技术

运动器材、自行车、手动工具等的手柄通常由传输振动的木材、金属或聚合物制成，振动可以使这些物件由于长时间紧握而产生不舒适感。在体育比赛期间常出现的碰撞期间，运动器材如球棒、球、鞋的内底和侧壁等也可以传输振动。由于这些振动可以潜在地分散运动员的注意力、对表现造成负面影响和/或伤害运动员的身体的一部分，所以它们可造成问题。

刚性聚合物材料通常用于为工具和运动器材提供握柄。使用刚性聚合物使得使用者能够保持对设备的控制，但对减少振动不是很有效。虽然已知的是越软的材料提供越好的振动调节特性，但是对于引入运动器材、手动工具、鞋等中，这种材料不具有必要的刚性。刚性的缺乏使得由软的材料包裹的设备能够相对于使用者的手或身体进行非预定移动。

与过多的振动长时间或重复接触可以伤害人。想要避免这种伤害可以导致在用工具进行工作时使运动表现下降并且使效率降低。

另一方面，在包括商业和工业设备、消费电子产品、运输以及数不胜数的其他具体区域的多种的领域中噪声控制解决方法变得越来越重要。这些应用需要能够适于满足多种多样的阻尼需求的高效且经济的隔音材料。

粘弹性材料通常用于声音阻尼应用以提供滞后的能量耗散，意即由材料的分子的屈服或应变提供的阻尼。这些材料由于提供很少用于能量耗散和吸收的途径所以提供稍微有限的阻尼效率。确实拥有可接受水平的能量耗散的粘弹性材料以增加的材料厚度为代价来这样做，并且此外，不能提供在许多现今的应用中所需的结构刚度。与之相对，传统的复合材料具有高的刚度与重量比，然而它们通常展示出很差的阻尼特性。

发明内容

本发明提供了一种材料，在至少一个实施方案中，该材料包括包含第一弹性体层和第二弹性体层的复合式振动耗散及隔离材料。增强层被设置在第一弹性体层与第二弹性体层之间并且使第一弹性体层和第二弹性体层大体上分离。

附图说明

在结合附图阅读时将更好理解上述发明内容以及下述对本发明的优选实施方案的详细描述。为了阐明本发明，附图中示出了目前优选的实施方案。然而，应当理解的是本发明不限于所示的精确布置和手段。在附图中：

图1是本发明材料的优选实施方案的剖视图；

图2是配置成形成握柄的图1的材料的透视图；

图2B是配置成形成替代握柄的图1的材料的透视图；

图3是根据本发明在手柄区域上具有套筒形式覆盖物的棒球棒的立视图；

图4是图3所示的球棒和套筒的放大的局部剖视图；

图5是示出了在根据本发明的覆盖物上施加冲击力的结果的示意图；

图6是示出了安装在不同器具上的替代套筒的与图4类似的视图；

图7是示出了根据本发明的又一种形式的套筒的与图4和图6类似的视图；图8是示出了安装在另外的类型的器具上的根据本发明的可替换覆盖物的纵向剖视图；

图9是根据本发明的又一种覆盖物的剖面端视图；

图10是包含根据本发明的振动阻尼手柄的锤子的立视图；

图11是示出了包含根据本发明的振动阻尼覆盖物的把手的一部分的立视图；把手握柄可以包含位于把手中的空心内部的附接的插入件(也由本发明材料形成)以有效地使把手结构变成本发明材料的另一层(例如，如果把手由复合材料形成，那么该复合材料会刚好形成本发明材料的另一层)；

图12是本发明的另一个实践的与图11类似的视图；

图13至图16是用于本发明的某些实践的多种形式的中间力耗散层的平面图；图13A是示出了作为应用于弹性体层的密封片的刚性层的剖视图；

图17是具有由本发明材料形成的板料(panel)的便携式电子器件壳的透视图；在不背离本发明的范围的情况下，该板料可以形成整个壳，或者仅仅形成壳的一部分；在不背离本发明的范围的情况下，所示出的壳可以用于膝上型电脑、移动电话、GPS装置、如mp3播放器、对讲机、手持式视频游戏的便携式音乐播放装置等；

图18是由本发明材料形成的鞋内底的平面图；

图19是具有由本发明材料形成的板料的鞋的透视图；虽然示出的板料邻近鞋跟，但在不背离本发明的范围的情况下，板料的尺寸和位置可以变化；例如，可以沿着鞋的侧壁、在鞋底或中底中、在鞋的脚趾位置上或在鞋舌中放置板料，或者板料可以形成鞋的整个鞋面部分等；

图20是带有至少具有由本发明材料形成的板料的握柄的枪支的透视图；握柄可以完全由本发明材料形成；虽然示出的握柄在手枪上，本领域普通技术人员将理解的是，在不背离本发明的范围的情况下，该握柄可以用在任何步枪、霰弹枪、漆球枪或射弹发射装置上；枪支握柄可以是在握柄周围的分离的包裹物或者可以是附接到和／或模制到枪支的握柄；

图21是具有由本发明材料形成的板料的短袜的透视图；板料可以具有任何尺寸和构型；板料可以形成短袜本身或者可以被附着到底层纤维织物如棉编织物；

图22是具有由本发明材料形成的板料的护膝的透视图；板料可以具有任何尺寸和构型；由本发明材料形成的板料可以结合在任何类型的护膝或其他衣服物品中；

图23是示出了沿着图17至图22以及图24至图30中的线23-23的可以用于形成板料、覆盖物、壳或容器的本发明材料的一个实施方案的剖视图；

图24是示出了由用于覆盖汽车的仪表板和／或地板的本发明材料形成的板料的透视图；在不背离本发明的范围的情况下，板料可以用于船、飞机、摩托车、全地形车辆、列车、赛车等并且可以用于车辆的任何部分如座椅、滚杆、地板板料、扬声器绝缘材料、发动机支架等；

图25是用于在包含本发明材料作为车辆之上的衬垫的车辆中使用的滚杆的透视图；滚杠衬垫可以包含本发明材料的板料或者可以完全由本发明材料形成；

图26至图30是可以包含本发明材料的板料或者可以完全由本发明材料制成的带或其他包裹材料的透视图；

图31是至少部分由本发明材料形成的头带的透视图；

图32是沿着图31中的线32-32的图31的头带的一部分的剖视图；

图33是包含由本发明材料形成的板料的头盔的侧面立视图；

图33A至图33C是包含由本发明材料形成的板料的柔性头部装置(headgear)的侧面立视图，其中图33A示出了“头巾”或“颅帽(skullcap)”，图33B示出了滑雪帽，图33C示出了滑雪面罩；

图34是包含本发明材料的骑行头盔的部分断开的透视图；

图35是适于在棒球和垒球中的至少一种中使用的手套的透视图；手套包含本发明材料；

图36是包含本发明材料的举重手套的透视图；

图37是包含本发明材料的运动衫的正视图；

图38是包含本发明材料的运动短裤的立视图；

图39是包含本发明材料的高尔夫手套的立视图；

图40是包含本发明材料的绳索处理手套或救援工作手套的立视图；

图41是包含本发明材料的打球手套的立视图；

图42是包含本发明材料的女士礼服手套的立视图；

图43是包含本发明材料的滑雪连指手套的立视图；

图44是包含本发明材料的长曲棍球手套的立视图；

图45是包含本发明材料的拳击手套的立视图；

图46是本发明材料的另一个实施方案的剖视图，其示出了其中嵌入有支撑结构的单层振动耗散材料，材料沿着器具的纵向部分延伸并且覆盖器具的邻近的端；

图47是从任何器具、衬垫、设备等分离的图46的材料的剖视图；

图47A是本发明材料的另一个实施方案的剖视图，其上嵌入有支撑结构，振动耗散材料穿透该支撑结构；

图47B是本发明材料的另一个实施方案的剖视图，其中在振动耗散材料内嵌入有支撑结构，振动耗散材料穿透支撑结构，支撑结构在振动耗散材料内背离中心而设置；

图48是沿着图47中的线48-48的支撑结构的实施方案的剖视图，支撑结构由聚合物和/或弹性体和/或纤维形成，其中任一个可以包含纤维，通道延伸通过支撑结构以使得振动耗散材料能够穿透支撑结构；

图49是示出了由编织纤维形成的支撑结构的以与图48的方式类似的方式视图的支撑结构的替换实施方案的剖视图，通过编织纤维的通道使得支撑结构能够被振动耗散材料穿透；

图50是以与图48视图类似方式示出的另一种替换支撑结构的剖视图，该支撑结构由多根纤维形成，通道经过支撑结构以使得振动耗散材料能够穿透支撑结构；

图51是图48的支撑结构的侧面立视图；

图52是本发明材料的另一个实施方案的剖视图，其示出了其中嵌入有支撑结构的单层振动耗散材料，材料沿着器具的纵向部分延伸并且覆盖器具的邻近的端；

图53是从任何器具、衬垫、设备等分离的图52的材料的剖视图；

图53A是本发明材料的另一个实施方案的剖视图，其上嵌入有支撑结构，振动耗散材料穿透该支撑结构；

图53B是本发明材料的另一个实施方案的剖视图，其中在振动耗散材料内嵌入有支撑结构，振动耗散材料穿透支撑结构，支撑结构在振动耗散材料内背离中心而设置；

图54是本发明材料的又一个实施方案的剖视图，其示出了其中嵌入有支撑结构的单层振动耗散材料；支撑结构大体上沿着纵轴以至少部分非线性且大体上沿着纵轴的方式设置在振动耗散材料内，以使得沿着支撑结构的表面所测量的支撑结构的长度大于沿着材料体的纵轴所测量的振动耗散材料的长度；

图55是由图54中标有“图55”的虚线包围的区域放大的剖开视图并且示出了“整个支撑结构”可以实际上由多个单独的堆叠支撑结构(可以彼此相同或不同)或连续多个堆叠纤维和／或连续多个堆叠织物材料层形成；

图56是沿着纵轴伸展到第二位置中的图54的材料的剖视图，其中材料体相对于第一位置延长了预定量；支撑结构的伸直使得能量被耗散并且优选地大体上进一步防止材料沿着纵轴延长经过第二位置；

图57是示出了当材料处在第一位置时材料内更线性的支撑结构的本发明材料的另一个实施方案的剖视图；相对于图54所示的对支撑结构的布置，材料中对支撑结构的更多线性布置使在材料停止伸展之前可能的延长量减小并且有效地形成了对于进一步移动的制动器；

图58是沿着纵轴伸展到第二位置中的图54的材料的剖视图，其中材料以预定量沿着纵轴延长；由于当材料处在第一位置时支撑结构相对于图56中所示的材料是更线性的，优选的是，相对于图54和图56中所示的材料当材料处在第二位置时材料的延长量减小；

图59是示出了具有大体上在支撑结构的主表面之上的粘合层以使得弹性体层能够固定到支撑结构而不是模制和／或挤出在支撑结构之上的支撑结构的本发明材料的另一个实施方案的剖视图；

图60是示出了位于在具有在多个位置处模制、固定和／或以其他方式粘贴到弹性体层的支撑结构的峰的两个彼此隔开的弹性体层之间的支撑结构或带状材料的本发明材料的另一个实施方案的剖视图；在支撑结构周围优选地存在空气间隙以促进材料的纵向伸展；或者，支撑结构可以仅在其侧向端(即图60中视图的支撑结构的左端和右端)处被固定到弹性体层，以使得支撑结构的剩余部分在弹性体材料的外护套内自由移动并且作用为弹簧／弹性构件以限制材料的延长；

图61是本发明的振动耗散材料的另一个实施方案并且除了支撑结构的峰经由粘合层固定到弹性体层之外与图60所示的材料类似；

图62是本发明的振动耗散材料的另一个实施方案并且示出了在支撑结构延长到第二位置中时振动耗散材料和任何附随粘合剂实际上的物理破坏；振动耗散材料的破坏导致了除了由支撑结构耗散的能量之外进一步的能量耗散和振动吸收；

图63是本发明的振动耗散材料的另一个实施方案并且示出了在振动耗散材料内可以以任何几何形状设置支撑结构或带状材料；另外，单独的刚性方块、纽扣、或板(未示出)可以位于材料的一侧，从而先于大体上由材料对振动的耗散沿着材料的表面进一步传播冲击力；另外，这种纽扣、板或其他刚性表面可以直接附接到设置在图63所示的材料之上的网或其他柔性层，以使得刚性构件之一上的冲击力使整个网或其他层的偏转先于通过材料的振动吸收用于能量吸收；该图中标有53-53的部分表示图63所示的支撑结构大体上可以与图53所示出的支撑结构相同；

图64是本发明材料的另一个实施方案的剖视图并且示出了在不背离本发明的范围的情况下，可以大体上沿着振动耗散材料的外表面安置支撑结构；图64还示出了易碎层(即纸层)或自结合粘合层可以位于材料的一个表面上；当自结合层位于材料的一个表面上时，材料可以被包裹以使得材料的多个相邻的包装能够结合在一起，从而形成整体片；如果需要，整体片可以是防水的以用于游泳等；

图65是具有设置在振动耗散材料的主表面上的材料的可收缩层的振动耗散材料的另一个实施方案的剖视图；可收缩材料可以是热可收缩材料或适于在本发明的任何其他类型的可收缩材料中使用；一旦材料被适当地安置，可收缩层就可以用于将材料固定在适当的位置并且，优选地，也可以用作单独的易碎层以与结合图62所描述的易碎层类似的方式进一步耗散振动；

图66是本发明的振动耗散材料的另一个实施方案并且示出了设置在振动耗散材料内的可收缩层；可收缩层可以是固体层、穿孔的层、网或网状物、或可收缩纤维；

图67是本发明的振动耗散材料的另一个实施方案并且示出了设置在其之上具有可选的振动吸收层的支撑结构的峰之上的可收缩层；

图68是在以期望的构型放置材料之后可收缩层在支撑结构之上收缩时图67中的材料的剖视图；虽然图68中未示出可选的附加的振动吸收材料，但是可选的附加的振动吸收材料可以被留在可收缩层之上的位置处以形成保护套或者也可以被拉到支撑结构的峰之间的间隙中；

图69示出了配置为具有可选的粘合层的运动绷带的本发明材料；

图70示出了作为其上具有可选的粘合层的一卷材料／衬垫／宽的包装材料等的本发明材料；

图71示出了配置为膝部绷带的本发明材料；

图72示出了具有配置为手指和/或关节绷带的可选的粘合层的本发明材料；虽然示出了多种绷带、包裹物、衬垫、材料、带等，但是在不背离本发明的范围的情况下，本发明材料可以用于任何目的或应用；

图73示出了用于形成足部支具(brace)的本发明材料；

图74示出了包裹以形成膝盖支撑支具的本发明材料；

图75示出了用于绷紧人的腿中的韧带的材料的附加层；

图76示出了用于形成髋部支撑的本发明材料；

图77示出了用于形成肩部支具的本发明材料；

图78示出了包裹以形成手和腕部支具的本发明材料；虽然结合人体的各个部分示出了本发明材料，但是本领域普通技术人员根据本公开内容将理解的是，在不背离本发明的范围的情况下，本发明材料可以用作用于人体任何部分的运动支具、医疗支撑或衬垫；

图79是本发明材料的另一个实施方案的剖视图；

图79a是本发明材料的又一个实施方案的剖视图；

图80示出了在管中自身闭合的图80的材料；

图81是图80中通过线81-81的剖面；

图81a是图80中通过线81-81的替换材料剖面；

图82是本发明的环形形状的实施方案；

图83是使用本发明材料的开口圆柱形状的实施方案；

图84示出了应用于发动机支架的开口圆柱实施方案；

图85示出了应用为减震器(shock absorber)的开口圆柱实施方案；

图86和图87示出了用于地板表面的图79的材料的变体实施方案；

图88示出了本发明材料的又一个实施方案的剖面；

图89示出了其中形成有槽的图88的材料的顶视图；

图90是沿着线90-90图89的剖面；

图91示出了其中形成有槽的图88的材料的顶视图；

图92是沿着线92-92图91的剖面；

图93示出了在防护背心中使用的图88的材料；

图94是根据本发明的替代材料的剖面视图；

图95是根据本发明的又一种替代材料的剖面视图；

图96是根据本发明的替代材料的顶部平面视图；

图97是图96中沿着线97-97的剖面；

图98是根据本发明的另一种替代材料的顶部平面视图；

图99至图103示出了结合本实施方案并且可用于促进具有本发明的振动调节材料的现有产品的改型(retro-fitting)的材料的多种实施方案；

图104是用作壁与安装柱螺栓之间的衬垫的材料的剖视图；

图105是棒球球棒手柄的部分侧面立视图；

图106是通过线106-106的图105中的球棒的剖视图；

图107是网球球拍手柄的部分侧面立视图；以及

图108是通过线108-108的图107中的球拍的剖视图。

具体实施方式

在以下描述中，使用某些用语只是为了方便，而不具有限制性。在说明书和权利要求书中使用的用语“器具”意指“棒球球棒、球拍、曲棍球棒、垒球棒、运动器材、枪支等的任一者”。上述用语包括以上具体提到的词、其衍生物以及类似含义的词。另外，未用冠词时(“a”)和用词“一个/种(one)”被限定为包括一个／种或更多个／种所引用的物件，除非另外特别说明。

参考图1和图2，贯穿其中相同的附图标记指示相同的要素，图1和图2示出了根据本发明适于调节振动的大体上指定为10的材料的第一实施方案。简而言之，本发明材料10由至少第一弹性体层12A和高抗拉强度纤维材料14形成。材料10可以引入运动装备、运动器材的握柄、工具的握柄以及防护运动装备中。材料10的板料305(参见图17至图45)可以引入本申请中所公开的多种物件中。板料限定外周界314并且可以延伸贯穿整个物件，也就是说，板料305可以实际上形成鞋内托、壳或其他物件的整体。或者，多个板料可以分别位于物件上。更具体地，材料10可以用于形成网球球拍、曲棍球杆、高尔夫球杆、棒球球棒等的握柄(或用于形成握柄的一部分或用于形成包含握柄的板料305)；形成连指手套、头带、头盔、膝部垫323(图22所示)、裁判员衬垫、肩部垫、手套、护口器、衬垫等的防护运动装备；形成用于自行车、摩托车等的座位或车把盖；形成用于滑雪、轮滑等的靴子；形成衣服(如衬衫、手套、裤子等)或填补衬垫或鞋类311(图19所示)如鞋底313、鞋面315、鞋下部、鞋垫(shoe pad)、踝部垫，脚趾垫317、鞋内托(shoe insert)等，以及将衬垫319提供给如短袜321(图21所示)如袜底；形成如手机壳、个人数字助理(PDA)壳、膝上型电脑壳、枪壳、收音机壳、磁带壳、MP3播放器壳、计算器壳等的便携式电子元件的衬垫307(图17所示)；形成用于扬声器的衬垫；提供汽车327的衬垫325(参见图24)和隔音装置，例如提供如汽车、船、卡车、全地形车辆等的车辆中的柱和／或滚杆衬垫329(图25所示)，提供用于车辆的发动机机架的绝缘板料329；形成用于枪支、手枪、步枪、霰弹枪等的握柄309(图20所示)；形成如锤子、钻、螺丝刀、圆锯、凿子等的工具的握柄；以及形成绷带和/或包裹物331(图26至图30所示)的一部分或全部。本发明材料10还可以用于房间隔音装置、家庭隔音装置、飞机隔音装置、演播室隔音装置等。

材料10优选地在大体上与主材料表面316A垂直的“X”(图23所示)方向上大体上是没有弹性的，并且因此，当材料10遭受冲击力时不提供类似弹簧的效应。优选的是，材料10在与主材料表面316A和主材料表面316B垂直的“X”方向上大体上是不受力的，以使得大体上在“X”方向上没有能量存储。优选的是，增强层将冲击能量大体上沿着平行于主表面316A和主表面316B的方向分散到第一弹性体层12A和第二弹性体层12B中。材料10优选地被设计成减小可感知的振动(并且因此，大体上阻尼能量，使能量从由材料覆盖的物体或人转移出去)。

第一弹性体层12A作为减震器，其将机械振动能转换成热能。高抗拉强度纤维层14使振动能重新定向并且增加材料10的刚度，使得使用者能够方便控制由材料10包裹或部分包裹的器具20。优选的但不必需的是，高抗拉强度纤维层14由芳族聚酰胺材料形成。

在一个实施方案中，复合材料10可以具有三个大体上独立并且分离的层，其中包括第一弹性体层12A和第二弹性体层12B。弹性体材料通过耗散振动能来提供振动阻尼。适合的弹性体材料包括但不限于：聚氨酯橡胶、硅酮橡胶、腈橡胶、丁基橡胶、丙烯酸橡胶、天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶等。一般来说，在不背离本发明的范围的情况下，任何适合的弹性体材料都可以用于形成第一弹性体和第二弹性体层。例如，弹性体层可以是热固性弹性体层。或者，弹性体层12A和弹性体层12B可以是热塑性的材料或适于热成型的任何材料。作为另一个实例，弹性体层12A和弹性体层12B可以被制作为具有泡沫结构的开孔泡沫或闭孔泡沫。另一方面，当制造一些定型物件如高尔夫球杆握柄时，首先将材料10形成大体上为平块或平板的材料10，然后重新成型或热成型为所需形状的物件的做法是更高效的。另外，材料10中和/或材料10上可以包括收缩包裹物或可收缩层。可收缩层可以热活化和/或水活化。

材料10可以包括附加层，如一般为刚性材料等。例如，可将刚性材料的一块或更多块一般为刚性的平板置于材料10上，从而将材料承受的冲击力分散到更广的区域。这种方式在材料用于裁判员背心、防弹背心、肩部垫、鞋或其他需要一般为刚性的外层的应用中是有效的。

弹性体材料的柔软度可以通过使用肖氏A硬度评级而量化。一般来说，硬度评级越低，材料越柔软，而弹性体层吸收和耗散振动越有效率，这是因为通过弹性体传送的力变少了。在挤压柔软的弹性体材料时，个人的手指会嵌入弹性体中，这增加了弹性体与使用者的手之间接触的表面积，并且在外部材料表面上产生不规则形，从而使得使用者可以稳固地抓紧由材料覆盖或部分覆盖的任何器具20。然而，弹性体层12A和弹性体层12B越柔软，使用者在操纵由弹性体覆盖的器具20时，对器具20的控制程度越少。如果弹性体层太柔软(即如果弹性体层的肖氏A硬度评级太低)，那么器具20可能相对于使用者的手或脚非预定地旋转。本发明材料10优选地被设计成使用肖氏A硬度评级适当的第一弹性体层12A和第二弹性体层12B，这提供了在使用者精确地操纵并控制器具20与有效地阻尼器具20在使用期间的振动之间的最佳平衡。

优选的但不必需的是，材料10使用的弹性体具有约十(10)至约八十(80)的肖氏A硬度值。优选的是，第一弹性体层具有约十(10)至约二十五(25)的肖氏A硬度值并且第二弹性体层具有约二十五(25)至约四十五(45)的肖氏A硬度值。

第一弹性体层12A优选地用于减缓冲击能量以及吸收振动能，并且将振动能转换成热能。优选地但不必要的是，使第一弹性体层作为衬垫并且耗散振动。第二弹性体层12B也用于吸收振动能，但也为使用者抓紧提供相容且舒适的握柄(或者在材料10形成为鞋内托时，提供承载使用者的身体的部分的表面，如使用者的足部的鞋底)。

在一个实施方案中，第一弹性体层12A优选地具有约十五(15)的肖氏A硬度值并且第二弹性体层12B优选地具有约四十二(42)的肖氏A硬度值。如果第一弹性体和第二弹性体具有大体上相同的肖氏A硬度评级，那么优选的但不必要的是，第一弹性体层12A和第二弹性体层12B具有十五(15)、三十二(32)或四十二(42)的肖氏A硬度值。

高抗拉强度纤维材料层14优选地但不必要地由芳族聚酰胺纤维形成。纤维可以被编织形成织物材料层16，织物材料层16设置在第一弹性体层12A与第二弹性体层12B之间并且使第一弹性体层12A和第二弹性体层12B大体上分离。织物材料层16可以由芳族聚酰胺纤维、高抗拉强度纤维、玻璃纤维或其他类型的纤维形成。优选的是，织物材料层16具有的刚性，使其不适合用作具有任何显著的能量存储能力的开口网格。优选的是，形成增强层14的材料大体上与弹性体层12A和弹性体层12B结合。织物材料层16优选地使第一弹性体层12A和第二弹性体层12B大体上分离，以使得材料10具有三个大体上独立且分离的层：12A、12B及14。高抗拉强度纤维材料层14阻挡并且重新定向通过弹性体层12A或弹性体层12B之一的振动能，以促进对振动的耗散。高抗拉强度纤维18使振动能沿着纤维18的长度重新定向。因此，当多根高抗拉强度纤维18被编织形成织物材料层16时，由器具20发出的未由第一弹性体层12A吸收或耗散的振动能将由织物材料层16沿着材料10均匀地重新分散，并且然后进一步由第二弹性体层12B耗散。

优选的是，织物材料层16大体上互连、粘贴或固定到弹性体层12A和弹性体层12B，以便织物材料层16阻挡振动能并且使振动能重新定向从而促进对振动的耗散。

优选的是，高抗拉强度纤维18由具有高的抗伸长性的高抗拉强度的适合的芳族聚酰胺纤维形成。然而，本领域普通技术人员根据本公开内容将理解的是，在不背离本发明的范围的情况下，任何适于引导振动的芳族聚酰胺纤维都可以用于形成高抗拉强度纤维材料层14。另外，本领域普通技术人员根据本公开内容将理解的是，在不背离本发明的范围的情况下，可以使用松散的纤维或短切纤维来形成高抗拉强度纤维材料层14。高抗拉强度纤维材料也可以由玻璃纤维形成。高抗拉强度纤维材料优选地防止材料10在使用期间沿着平行于主材料表面316A、316B的方向显著延长。优选的是，延长的量小于百分之十(10％)。更优选的是，延长的量小于百分之四(4％)。最优选的是，延长的量小于百分之一(1％)。

本领域普通技术人员根据本公开内容将理解的是，在不背离本发明的范围的情况下，材料10可以由两个独立的层形成。因此，材料10可以由第一弹性体层12A和设置在第一弹性体层12A上的高抗拉强度纤维材料层14(也可以被编织成织物材料层16)形成。

参考图18和图23，材料10可以被配置成适于形成鞋子的内托310。当材料10被配置成形成鞋内托310时，材料10优选地适于从邻近鞋跟的位置沿着鞋的内表面延伸到脚趾的位置。除了形成鞋内托310外，材料10还可以沿着鞋的侧面定位，以保护穿戴者的足部免受横向的、正面和／或后面的冲击。

当本发明材料形成鞋子的内托310时，内托310包括形状大体上为长形的鞋内托体312，鞋内托体312具有基本上与鞋底共形的外周界314，以使得鞋内托体312从邻近鞋跟的位置沿着鞋的内表面延伸到脚趾的位置。鞋内托体312优选地大体上呈平板形，并且由可以调节并耗散振动的经增强的弹性体材料10形成。鞋内托体312具有第一主表面316A和第二主表面316B。经增强的弹性体材料10优选地包括第一弹性体层12A和第二弹性体层12B。在一个实施方案中，优选的是，第一弹性体层和第二弹性体层大体上不具有空孔和/或弹性体层由热固性弹性体层形成。

增强层14设置在第一弹性体层12A与第二弹性体层12B之间并且使第一弹性体层12A和第二弹性体层12B大体上分离。增强层14可以包括由多种高抗拉强度纤维材料形成的层。或者，增强层可以由芳族聚酰胺、玻璃纤维、普通织物材料等形成。增强层还可以由编织纤维形成。在一个实施方案中，优选的是，增强层仅由单一织物材料层组成。

经编织的高抗拉强度纤维材料优选地与第一弹性体层12A和第二弹性体层12B连接并且大体上均一遍布，以基本完全覆盖于第一弹性体层12A与第二弹性体层12B之间。通常织物材料层仅在大体上与第一主表面316A垂直的“X”方向上是不受力的，以使得大体上在“X”方向上没有能量存储。高抗拉强度纤维材料层14将冲击能量大体上平行于第一主表面316A的方向分散到第一弹性体层12A和第二弹性体层12B。增强层14优选地防止鞋内托310在使用期间显著延长。经增强的弹性体材料10也可以用作鞋类的鞋底或者部分鞋底。经增强的弹性体还可以用于在鞋或靴内或者沿着鞋或靴的侧面部分或鞋面部分提供衬垫。

参考图4、图9、图10以及图20，材料10可以被配置并且适于形成器具如球棒的握柄22，所述器具具有手柄24和近端26(即邻近球棒大体上被紧握的部分的末端)。材料10优选地适于包覆手柄24的部分并且适于包覆球棒或器具20的近端26。当握柄用于枪支时，握柄可以是围绕握柄的包裹物或者可以附接和／或模制到枪支。如图2中清楚地所示，在一个实施方案中，握柄22可以形成作为完全闭合器具20的近端的单体。材料10也可以被配置并且适于形成网球球拍的握柄22或具有手柄24和近端26的类似器具20。

在图2B所示出的替换实施方案中，握柄22'的邻近部分21以预制形状形成，以容纳球棒或器具20的近端26，并且握柄22’的带部分23从邻近部分21延伸，用于包裹约手柄24的一部分。邻近部分21和带部分23可以整体形成或者可以分别形成并且在组合到器具20之前彼此连接或者分别位于器具20上来一起使用。邻近部分21和带部分23可以由本文所描述的任何材料制成并且可以是由相同材料或不同材料制成。

参考图4，在一些实施方案中，当本发明材料涉及本申请所述的多种类型的握柄之一(例如，手枪握柄、工具握柄、高尔夫球杆等)时，握柄22可以包括大体上为管形形状的握柄体318，握柄体318覆盖部分相关联的装置。对此，握柄体318的截面形状可以具有大体上圆形、椭圆形、矩形、八边形、多边形等。握柄体318由调节并耗散振动的经增强的弹性体材料10形成。握柄体318限定与握柄体318的外表面320相切的第一方向“Y”，和大体上与握柄体318的外表面320垂直的第二方向“Z”。

经增强的弹性体材料10包括第一弹性体层12A和第二弹性体层12B。增强层14设置在第一弹性体层12A与第二弹性体层12B之间并且使第一弹性体层12A和第二弹性体层12B大体上分离。在一些实施方案中，弹性体层大体上没有空孔和／或弹性体层为热固性弹性体。然而，如以上所阐明的那样，弹性体层不限于此并且可以具有多种形式，包括热塑性形式以及在一个或两个层中的开孔泡沫结构或闭孔泡沫结构。增强层14优选地包括高抗拉强度纤维材料的层。高抗拉强度纤维材料可以被编织成织物材料、被短切或以其他方式配置。增强层14可以由包含玻璃纤维、芳族聚酰胺或任何其他适合材料的层的多种高抗拉强度纤维材料形成。

高抗拉强度纤维材料层14与第一弹性体层12A和第二弹性体层12B连接并且大体上整体均匀，基本完全覆盖第一弹性体层与第二弹性体层之间。这优选地防止了增强层14与第一弹性体层12A和第二弹性体层12B之间的滑动移动。织物材料层优选地仅在第二方向“Z”上大体上不受力，以使得大体上在第二方向“Z”上没有能量存储。高抗拉纤维材料将冲击能量沿着大体上平行于第一方向“Y”的方向分散到第一弹性体层和第二弹性体层中。这使得振动能减小并且受到阻尼，而不会回弹到抓紧握柄的手。

虽然下面将结合棒球或垒球球棒来描述握柄22，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不背离本发明的范围的情况下，握柄22可以用于任何设备、工具或以上所述的装置。

当握柄22用于棒球或垒球球棒时，握柄22优选地覆盖球棒手柄约十七(17)英寸并且覆盖球棒的球形柄(即，器具20的近端26)。握柄22在球棒长度方向上延伸一显著部分的这种构型有助于增加振动阻尼。优选但不必要的是，握柄22形成为单一、连续、整体的构件。

棒球球棒(或器具20)具有手柄24，手柄24包括手柄体28，手柄体28包含具有纵向部分30和近端26。材料10优选地包裹手柄24的至少一些纵向部分30和近端26。材料10可以制成作为具有两个大体上分离并且独立的层的复合材料，复合材料包含第一弹性体层12A和设置在弹性体层12A上的高抗拉强度纤维材料层14(可以是经编织的织物材料层16)。高抗拉强度纤维材料层14优选地由编织纤维18形成。第二弹性体层12B可以与第一弹性体层12A相对设置在高抗拉强度纤维材料层14的主表面上。

如图2中清楚地所示，优选的握柄22适于在具有手柄和近端的器具20中使用。握柄22包括管形壳32，管形壳32具有适于围绕部分手柄的远开口端34和适于包覆手柄的近端的闭合的近端36。管形壳32优选地由耗散振动的材料10形成。材料10优选地至少具有两个大体上分离的层，包含第一弹性体层12A和设置在第一弹性体层12A上的高抗拉强度纤维材料层14(纤维18可以被编织以形成织物材料层16)。

参考图17至图22以及图24至图30，当本发明材料涉及以上所描述的多种类型的衬垫之一(例如，扬声器衬垫和／或绝缘材料、鞋衬垫、电子装置壳、护口器、裁判员防护装备、汽车内部衬垫、滚动杆衬垫等、工具握柄，高尔夫球杆握柄等)时，衬垫或物件可以包括由优选地具有一般平板形状的板料体324形成的板料305。板料体优选地被配置于特定位置或者覆盖相关联的装置或物体的部分。优选的是，板料体是柔性的，以使得定型的物体可以被包裹在其中。对此，板料体324可以弯曲约成圆形、椭圆形、矩形、八边形、或多边形物体。

板料体324由调节并耗散振动的经增强的弹性体材料形成。如图4和图20所示，板料体324限定与板料体324的外表面相切的第一方向“Y”，和大体上与板料体324的外表面垂直的第二方向“Z”。经增强的弹性体材料包括第一弹性体层12A和第二弹性体层12B。增强层14设置在第一弹性体层12A与第二弹性体层12B之间并且使第一弹性体层12A和第二弹性体层12B大体上分离。在一个实施方案中，弹性体层12A和弹性体层12B优选地不具有空孔和/或由热固性弹性体形成。然而，如以上所阐明的那样，弹性体层不限于此并且可以具有多种形式，包括热塑性形式以及在一个或两个层中的开孔泡沫结构或闭孔泡沫结构。增强层14优选地包括高抗拉强度纤维材料的层。高抗拉强度纤维材料可以被编织成织物材料、被短切或以其他方式配置。增强层14还可以由玻璃纤维、芳族聚酰胺或任何其他适合的材料的层形成，以取代由高抗拉强度纤维材料形成增强层14。高抗拉强度纤维材料层14与第一弹性体层12A和第二弹性体层12B连接并且大体上整体均匀，基本完全覆盖第一弹性体层12A与第二弹性体层12B之间。增强层14优选地大体上仅在第二方向上是不受力的，以使得大体上在第二方向“Z”上没有能量存储。增强层14将冲击能量沿着大体上平行于第一方向“Y”的方向分散到第一弹性体层12A和第二弹性体层12B中。这使得振动能减小并且受到阻尼，而不会回弹。优选的是，增强层14防止衬垫在冲击期间延长。板料体324可以形成移动电话壳、膝上型电脑壳、鞋侧壁、防护裁判员装备、护口器、膝部垫、汽车的内部板料等的整体或部分。

可以使用多种方法制造本发明的复合材料或振动耗散材料10。一种方法是通过从供给辊牵拉高抗拉强度纤维织物材料16来挤出材料，同时将第一弹性体层12A和第二弹性体层12B放置在经编织的高抗拉强度纤维织物材料16的两侧。第二种制造本发明材料10的方法是在器具20上模制第一弹性体层12A，然后在第一弹性体层12A之上编织芳族聚酰胺纤维层，并且再然后在芳族聚酰胺纤维层之上模制第二弹性体层12B。

或者，织物材料层16可以压合到弹性体层以形成材料10。因此，织物材料层16可以大体上嵌入弹性体层中或由弹性体层定位。将增强层14或纤维层压合到弹性体优选地导致了增强层或纤维层14在弹性体中大体上互连和／或由弹性体定位。因此，织物材料层可以大体上与弹性体层互连。优选的是，高抗拉强度织物材料大体上不能在第一弹性体层与第二弹性体层之间横向滑动。所得材料中的织物材料层大体上会固定在一定位置处。本领域普通技术人员会认识到所得材料中的织物材料层14会由弹性体12A和弹性体12B大体上互连和/或结合定位。或者，材料10可以通过使用粘合剂和焊剂而组装，以将一个或更多个弹性体层固定到增强层。

优选的是，经编织的高抗拉强度纤维与第一弹性体层和第二弹性体层连接并且大体上整体均匀，基本完全覆盖在第一热固性弹性体层与第二热固性弹性体层之间。织物材料层中大体上没有能量存储在大体上与主材料表面垂直的方向上。这使得振动能量将由织物材料层大体上均匀地重新分散遍及材料。这是因为高抗拉强度纤维单方向性地沿着纤维的长度方向传输／存储能量并且在大体上垂直于纤维的长度或垂直于由纤维形成的织物材料层的方向上大体上不存储能量。

换言之，织物材料层16优选地仅在大体上与主材料表面垂直的方向上不受力，以使得在与主材料表面垂直的方向上大体上没有能量存储并且织物材料层16将能量沿着大体上平行于主材料表面的方向分散到第一弹性体层和第二弹性体层中。本发明优选地使振动耗散遍及材料，以防止“回弹”(例如，在运动期间，避免跑步者的足部承受太多的振动)。

在一些情况下，可以将高抗拉纤维材料浆化，以形成无孔薄板，无孔薄板可以固定在第一弹性体层12A与第二弹性体层12B之间的位置。本领域普通技术人员根据本公开内容将理解的是，可以使用任何已知的制造复合材料或振动耗散材料的方法来形成材料10。

由握柄22覆盖器具20的近端，使振动传输减小，并且通过将器具20的质量中心往靠近使用者的手的位置(即靠近近端26)移动，而提高器具20的远端的相应平衡。这便于器具20的摇摆并且可以提高运动表现，同时减少与重复运动相关联的疲劳。

图3至图4示出了本发明的另一个实施方案。如图3至图4中所示，套筒210形式的覆盖物安装在棒球球棒210的手柄或下部218上。预模制套筒210，以使得套筒210可以快速且方便地固定到球棒212的手柄部分。这可以通过下述方式完成：由可伸展或弹性的材料制成套筒210，使得套筒210的上端214可以被拉开并且可以伸展以吻合球棒212的球形柄217。可替代地，或此外，套筒210可以设置有纵向缝16以允许套筒被至少部分拉开，从而利于使套筒210咬合在球棒212的手柄218之上。由于套筒材料的胶粘性质和/或通过在套筒的内表面和／或在手柄218的外表面施用适合的粘合剂，套筒会保持安装在其位置处。

如图3至图4所示，套筒210的特性特征是套筒的下端包括向外延伸的外围球形柄220。球形柄220可以是咬合或以任何其他方式固定到套筒210的主要部分的分离的帽。或者，球形柄220可以与套筒210整成一体并且模制作为套筒210的一部分。

在本发明的广泛实践中，套筒210可以是单层的。材料应具有适当的硬度和振动阻尼特性。材料的外表面应具有胶粘且具有高摩擦的特性。

或者，套筒210可以由两层层压材料形成。其中振动吸收材料形成相对于手柄设置的内层，并且由任何适合的高摩擦材料如以聚胺基甲酸酯为例的热塑性材料形成分离的胶粘的外层。因此，两层层压材料会具有内弹性体层和外弹性体层，内弹性体层的特性为其振动阻尼能力，外弹性体层的主要特性是其胶粘提供了适合的抓握表面，能抵抗使用者的手滑落手柄的倾向。球形柄220也可以作用为停止构件，使手柄由使用者的手滑落的倾向最小化并且与振动阻尼效果配合。

图4示出了多层层压材料的优选形式，其包含内振动吸收层222和外胶粘的抓握层224以及刚性材料制成的用于耗散力的中间层226。如果需要，中间层226可以是最内的层，而层224可以是中间层。优选的刚性材料是芳族聚酰胺纤维，其可以以任何适合的方式如接下来参考图13至图16所述的方式并入材料中。然而，玻璃纤维或任何高抗拉强度纤维材料可以用作形成层的刚性材料。另外，在一个实施方案中，刚性层基本嵌入一层或更多层弹性体层或由弹性体层保持在一定位置处。

图5示意性地示出了在器具与物件接触时如球棒212击打球，来自振动的冲击力的作用。图5示出了根据如图4所示的三层层压材料的力向量，其中弹性体层222和弹性体层224由硅酮材料制成。中间层226为由芳族聚酰胺纤维制成的芳族聚酰胺层。初始冲击或振动由套筒层压材料210的每一侧的侧向箭头或横向箭头228示出。这造成弹性体层222和弹性体层224沿着弧230压缩。由力耗散材料制成的中间层226使得振动如箭头232所示纵向传播。振动的线性传播引起了反弹效应，这完全阻尼振动。

在顶尖大学里进行实验室测试，评估安装在棒球球棒上的多种握柄。在测试中，将具有不同握柄的棒球球棒由细线悬挂在天花板上；这造成了一个几乎没有边界条件的情况，这是测定球棒的真实特性所必须的。在特别制造的套筒上大概在左手和右手紧握球棒的位置处安装两种标准工业加速度计。用标准的经校准的冲击锤在三个位置处给予球棒已知的力，其中一个为最佳击球点(sweet spot)，其他两个位置为位于球棒的中间点和球棒把上模拟的“擦棒点(miss hit)”位置。力与加速度的时间关系由信号调节装置跟踪并且连接到数据采集装置。数据采集装置连接到用于记录数据的计算机。

进行了两个系列的测试。在第一测试中，将控制组球棒(具有标准橡胶握柄W0RTH球棒型号#C405)与表示本发明的实践的若干“无刺(sting-free)”握柄的同样的球棒进行比较。这些“无刺”握柄由两层纯硅酮以及在两层硅酮之间插入有多种类型的高抗拉纤维材料的组成。本测试中所使用的KEVLAR具有高抗拉强度的芳族聚酰胺的纤维类型被如下标号：“005”、“645”、“120”、“909”。此外，测试了具有单一硅酮的厚层而没有KEVLAR的球棒。除了厚的硅酮以外(因为过量的厚度被认为不切实际的)，“645”球棒示出了最佳的减小振动大小的效果。

使用“645”KEVLAR与不同的下述硅酮层的组合的EASTON球棒(型号#BK8)来进行第二系列的测试：所测试的第一球棒由一层硅酮底层、“645”KEVLAR的中层以及称为“111”的一层硅酮顶层构成。所测试的第二球棒由两个硅酮底层、KEVLAR的中层以及称为“211”的一层硅酮顶层构成。所测试的第三球棒由一层硅酮底层、KEVLAR的中层以及两层称为“112”的硅酮顶层构成。具有“111”构型的“645”球棒示出了最佳的减小振动大小的效果。

为了对振动减小的效果进行量化，限定下述两个标准：(1)花费多少时间使振动耗散到觉察不到的值；以及(2)在人的手的最敏感的频率范围内振动的大小。

根据以上两种定量测量，确认无刺握柄使棒球球棒的振动减小。具体地，“111”中含“645”KEVLAR的构型是振动减小的最佳例。在棒球球棒的情况下，比起控制组球棒的橡胶握柄，“645”花费了约1／5的时间来减小球棒的振动。取决于冲击位置和冲击大小，振动的峰大小的减小量在60％至80％的范围内。

可以得出以下结论：“111”中含“645”KEVLAR握柄使运动员用球棒击球时在棒球球棒中诱发的可感觉到的振动的大小减小了80％。在沿着球棒长度的不同位置的多种冲击中，都确认了上述情形。因此，比起用标准握柄，在使用本发明的“无刺”握柄时，使用“无刺”握柄时的人会清楚地体验到刺痛效应(疼痛)大幅降低。

鉴于上述测试，本发明的特别优选的实践涉及多层层压材料，多层层压材料具有以三明治式的方式夹在各个纯硅酮的层之间的芳族聚酰胺如KEVLAR。上述指定的测试根据本发明的实施方案示出了引人注意的结果。然而，也如以上所说明的那样，层压材料可以包括其他层的组合，例如多个硅酮底层或多个硅酮顶层。其他变体包括下述重复的层压材料组件。其中，振动阻尼层在最内层，而力耗散层与下部振动阻尼层相对，接着第二振动阻尼层配置在力耗散层之上，随后再配置第二力耗散层，以此类推，层压材料的最后一层是也可以由振动阻尼材料制成的抓握层。在决定应该使用何种层压材料时，应考虑厚度限制和所需的振动阻尼性质。

多种层可以具有不同的相对的厚度。优选地，如层222的振动阻尼层会是最厚的层。然而，最外部的抓握层可以具有与如图4中所示的层224的振动阻尼层相同的厚度；由于外层的主要功能是提供足够的摩擦以保证稳固的抓握动作，所以抓握层也可以是较薄的层。在本发明中，使用力耗散刚性层的特别有益的特征是力耗散层可以非常薄并且仍实现其预定结果。因此，虽然力耗散层可以具有大体上与外部抓握层相同的厚度，但力耗散层优选地是最薄的层。如果需要，层压材料也可以包括多个振动耗散层(如凝胶材料的薄层)和／或多个加强力耗散层。在使用这样的多个层时，各个层可以在厚度上彼此不同。

图3至图4示出了本发明的用途，其中套筒210安装在具有球形柄217的棒球球棒212之上。器具不具有与棒球球棒的球形柄类似的球形柄时也可以使用相同的一般类型的结构。例如，图6示出了其中套筒210A被安装在不以任何球形柄终止的器具的手柄218A上的本发明变体。这种器具可以是多种类型的运动器材、工具等。然而，套筒210A仍会具有球形柄220A，球形柄220A包括外部抓握层224A、中间力耗散层226A以及内部振动耗散层222A。在图6所示的实施方案中，手柄218A延伸到球形柄220A中。因此，内层222A会具有容纳凹部34用于容纳手柄218A。如所示出的那样，内层222A也会在球形柄区域具有较大的厚度。

图7示出了其中套筒210B固定在手柄218B之上而手柄218B没有穿透球形柄220B的变体。如所示出的那样，外部抓握层224B会在抓握区域和球形柄二者中具有均一的厚度。类似地，中间力耗散层226B也会具有均一的厚度。然而，由于手柄218B的终端没有球形柄2220B，内振动吸收层222B会完全占据力耗散层226B向内的球形柄的部分。

图8示出了其中抓握覆盖物236不包括球形柄的本发明变体。如图8中所示的那样，可以以任何适合的方式将抓握覆盖物安装在手柄238的抓握区域之上并且可以由预先施用的粘合剂或由于最内振动阻尼层240的胶粘性质或由于覆盖物236的弹性特性而使抓握覆盖物保持在其位置。另外，覆盖物可以直接形成在手柄238上。例如，图10示出了以带的形式应用的覆盖物236B。

如图8所示，覆盖物236包括其中力耗散层242设置在内部振动阻尼层240之上，而第二振动阻尼层244应用在力耗散层242之上并且最后薄抓握层246作为最外部层的层压材料变体例之一。如所示出的那样，两个振动阻尼层240和振动阻尼层244是最厚的层并且可以具有彼此相同或不同的厚度。力耗散层242和外抓握层244显著较薄。

图9示出了将覆盖物236A安装在空心手柄238A上，空心手柄238A具有非圆形的剖面。例如，手柄238A可以具有网球球拍的八边形形状。

图10进一步示出了将覆盖物236B安装在如锤248的工具的手柄部分之上的情况。如所示出的那样，覆盖物236B以带形式应用并且会顺应锤248的手柄部分的形状。除了使用带之外，也可以应用其他形式的覆盖物。类似地，带可以用作用于将覆盖物应用于其他类型的器具的方法。

图11示出了将覆盖物236C安装在如多种类型的自行车的把手或具有包含车辆等的操纵轮的把手的任何其他装置的把手端之上的情况。图11也示出了其中覆盖物236C具有有着手指容纳凹部252的外部轮廓的变化。这种凹部也可以用于其他类型的器具的覆盖物。

图12示出了其中将覆盖物236D安装到器具254的手柄部分、器具的最末端256裸露的本发明变体。本插图示出了以下情况：本发明意图提供用于器具的手柄的振动阻尼抓握覆盖物并且该覆盖物不需要延伸超过抓握区域。因此，在手柄的两末端上，部分器具可以不覆盖有覆盖物。

在本发明的优选的实践中，如以前所讨论的那样，提供力耗散刚性层作为多层层压材料的中间层，其中至少有一个振动阻尼材料的内层和一个含抓握材料的外层，也可能具有不同厚度的含振动阻尼材料的附加层以及力耗散层。如前所述，力耗散层可以是最内的层。本发明还可以以层压材料除了抓握层和刚性层以及振动阻尼层之外，还包括一个或更多个层的方式实施。这种一层或更多层附加层可以根据其预定功能结合在层压材料中的任何位置处(例如，粘合层、缓冲层等)。

力耗散层可以以多种方式结合在层压材料中。例如，图13示出了以大体上无孔薄板的形式的力耗散刚性层258。图13A示出了刚性层258涂覆到说明性的弹性体层12的情况。大体上无孔薄板可以由多种高抗拉强度材料例如优选地具有0.025mm至2.5mm的厚度的聚丙烯薄片制成。刚性层258具有外主表面257和固定到弹性体层12的内主表面259。层12和层258可以整体形成或可以彼此附着。

图14示出了开口网格薄板形式的力耗散层260。这是形成由KEVLAR纤维制成的力耗散层的特别有利的方式。图15示出了其中力耗散层262由含材料264的条带形成，这些带彼此平行并且长度、厚度以及间隔大体上相同。图16示出了其中力耗散层266由不同尺寸的单独的多根带268制成并且可以针对方向性以更随机方式设置变化。虽然图16中将所有带268示出为互相平行，但是也可以使用非平行的布置。

本发明的振动阻尼抓握覆盖物可以用于很多器具。这种器具的实例包括运动器材、手动工具以及把手。例如，这种运动器材包括球棒、球拍、棍、标枪等。工具的实例包括锤、螺丝刀、铲、耙、扫帚、扳手、钳子、刀、手枪、空气锤等。把手的实例包括摩托车、自行车以及多种类型的操纵轮。

本发明的优选的实践是将力耗散层尤其芳族聚酰胺如KEVLAR纤维引入具有至少两个弹性体的复合材料中。一个弹性体层将会作用为振动阻尼材料而另一个外弹性体层将会作用为抓握层。外弹性体层也可以是振动阻尼材料。优选地，外层完全覆盖复合材料。

对于本发明的层压的复合材料的使用几乎有无限可能。根据多种用途，弹性体层可以具有不同的硬度、摩擦系数以及振动阻尼。类似地，各个层的厚度也可以根据预定用途而变化。内振动阻尼层和外抓握层(也可以是振动吸收层)的硬度范围是5至70肖氏A硬度值。各个层之一具有5至20的肖氏A硬度值，而另一层可具有30至70的肖氏A硬度值。振动阻尼层可以具有小于5的硬度，并且可以甚至是000硬度值读数。振动阻尼材料可以是凝胶如硅酮凝胶或任何其他适合的材料的凝胶。对于胶粘的且非多孔的抓握层由惯常的测量技术确定的摩擦系数优选地是至少0.5并且可以在0.6至1.5的范围内。更优选的范围是0.7至1.2，还更优选的范围是约0.8至1。在外部抓握层也用作振动阻尼层的情况下，外部抓握层可以具有与内层相同的厚度。在只用作抓握层的情况下，外部抓握层的厚度大体上可以与中间层的厚度相同，中间层可以具有约1／20至1／4的振动阻尼层的厚度。

如以上所讨论的那样，本发明的抓握覆盖物可以用于多种器具。因此，器具的手柄部分可以为具有均一的直径和光滑的外表面的圆柱形状，如图6所示的高尔夫球杆手柄238。或者，手柄可以是锥形，如图3至图4所示的球棒手柄。其他说明性几何形状包括图9所示的八边形网球球拍手柄238A或大体上椭圆型手柄如图10所示的锤248。本发明不限于任何具体的几何形状。另外，器具可以具有不规则的形状如如图11所示的具有手指容纳凹陷的把手。器具手柄的外表面是不光滑构型时，覆盖物的内层可以施压于手柄的外表面并且大体上顺应手柄的外表面，覆盖物的最外部的抓握层可以包括手指容纳凹陷。或者，覆盖物可以具有均匀厚度并且其形状顺应手柄的外表面中的不规则形。

参考图31和图32，本发明材料10可以用于形成头带410的部分。头带优选地具有形成材料10位于其中的空心管形形状的外围的外纤维层412。间隙420表示用于材料10的一个或更多个层的示意性空间。头带410的特别的优点是自身比较容易被不喜欢穿戴大的且笨重的头部防护装备的使用者如孩子所接受。虽然图31示出了为连续而没有端点的柔性的环的头带410，但是应当理解的是，本发明可以结合在头带或帽舌中，其中头带或帽舌未完全延伸围绕头部三百六十度。相反，头带或帽舌可以由具有一对由间隙426隔开的自由端428的硬弹性材料制成。

图33示出了引入头盔430中的材料10的板料305。该板料包括鬓部和耳部覆盖板料305A、前额覆盖板料305B、颈部板料305C以及顶部板料305D。图34示出了具有通风口434的自行车运动员头盔432。骑车人头盔的顶部的剖开部分示出了至少一个板料305与头盔432的整合。虽然具体讨论了两种具体类型的头盔，但本领域普通技术人员根据本公开内容将理解的是，在不背离本发明的范围的情况下，材料10可以引入任何类型的帽子(如硬帽或棒球帽(baseball cap))、头盔(如漆弹头盔、打球头盔、摩托车头盔或军用头盔)等中。板料305可以是硬壳头部装置、护罩或软帽的衬里。

例如，图33A、图33B以及图33C示出了多种软帽或柔性头部装置430’、430”、430’”，并入含材料10的板料305。材料10可以是本文所描述的任何适于调节振动的材料。图33A的柔性头部装置430'是通常由轻质的、可拉伸的材料(例如，棉、尼龙、聚酯、氨纶(spandex)、其组合以及其他天然的或合成的材料)形成的“头巾”或“颅帽”。柔性头部装置430'可以独立于任何其他的头部装置而穿戴，例如由足球运动员穿戴，或者可以在现有的头盔例如足球头盔或棒球头盔之下穿戴。由此，柔性头部装置430'允许使用者在不需要购买新头盔的情况下，为了促进振动调节对现有头盔“改型”。类似地，柔性头部装置430”是具有多个板料305的滑雪帽而柔性头部装置430'”是具有多个板料305的滑雪面罩。滑雪帽和滑雪面罩由包括例如棉、羊毛、聚酯、其组合以及其他天然的或合成的材料的多种柔性织物材料材料制成。此外，柔性头部装置430”、430'”可以独立于任何其他的头部装置而穿戴或者可以在现有的头盔例如滑雪头盔之下穿戴。此外，柔性头部装置430”、430'”使得使用者能够在不需要购买新头盔的情况下，为了促进振动调节对现有的头盔“改型”。本发明不限于本文所描述的软帽(柔性头部装置)，而是可以具有其他构型，只要该构型具有可以穿戴在使用者的头上的柔性材料即可。

在这些实施方案中的每个中，板料包括鬓部和耳部覆盖板料305A、前额覆盖板料305B、颈部板料305C以及顶部板料305D，然而，板料305可以定位在其他位置。板料305可以定位于形成在柔性头部装置430’、430”、430’”中的袋内或者可以以其他方式例如经由粘合剂、缝合、钩环扣(hook and loop fastener)等附接到头部装备。钩环扣可以允许使用者根据需要定位板料305。类似地，可以设置多个袋以运行使用者根据需要定位板料305。袋可以包括多个开口，以允许移除板料305，例如，为了头部装置的清洁或板料305的重新定位。开口优选地可由例如钩环扣等闭合。

图99至图103示出了用于对现有的产品例如任何种类的头盔进行改型的材料1300的另一个实施方案。图99和图100示出了包含适于调节振动的材料1310的单一板料1305的材料1300。虽然将材料1310示出作为包含第一弹性体层和第二弹性体层1312及中间增强层1314，但是材料1310可以是本文所描述的任何材料。将板料1305附接到具有与材料1310相对侧的粘合表面1352的柔性基底纤维1320。这类似于本文针对图70所描述的粘合材料。板料1305可以以任何所需的方法附接到基底纤维1320，例如使材料整体形成或可以将粘合剂等涂覆在板料1305与基底织物1320之间。在一个示例性实施方案中，基底纤维1320由双面的粘合剂形成。

外部粘合表面1352允许材料1300固定在所需的位置，例如，在打球头盔或足球头盔内侧。此外，这又允许使用者在不需要购买新头盔的情况下，为了促进振动调节对现有的头盔或其他产品“改型”。材料1300可以切割成所需的构型。如图101至图103所示，板料1305可以具有多种尺寸和构型以满足不同的应用。例如，在图101的材料1300中，板料1305具有容许材料1300应用在内侧曲面的水平间距1307。图102的材料1300包括水平间距1307和垂直间距1308以允许更大的柔性。图103的材料1300具有可以利用例如可用于耳洞附近的半圆形构型。也可以使用尺寸和形状的其他组合。

作为改型衬垫的额外益处，相对于本发明材料应用于头盔的外壳并且然后将标准衬垫应用于本发明材料的情形，将板料305、板料1305位于原始附接到头盔的内侧的衬垫之上，以帮助阻尼振动。在衬垫应用的各个应用中，不管在改型应用或新产品中，优选的是，本发明材料被定位作为最邻近使用者身体的层。

图37和图38示出了包含由本发明材料10形成的板料305的衬衫440和裤子444。图23示出了板料305的优选剖面。可以根据需要变化衬衫板料305的数量和位置。裤子444优选地包括多个板料305，其中包括大腿防护板料305F、髋部防护板料305E以及臀部防护板料305G。

如以上所述，本发明材料10可以用于形成手套或形成引入手套中的板料305。图23示出了手套板料305的优选剖面。图35示出了使用板料305以提供手掌区域437的防护的适合于棒球和垒球二者的手套436。图36示出了其上具有材料10的板料305的举重手套438。图39示出了其上具有至少一个板料305的高尔夫手套446。图40示出了用于绳索工作或者由救援服务人员使用的具有本发明材料10的板料305的一种类型的手套448。图41示出了其上具有板料305的棒球手套450。如图42和图43所示，材料10也可以用于形成女士的礼服手套452或滑雪连指手套454的板料305。长曲棒球手套456和拳击手套458也可以完全由本发明材料10形成或者可以包含材料10的板料305。虽然以上提及了特定类型的手套，但本领域普通技术人员将理解的是，在不背离本发明的范围的情况下，本发明材料10可以结合在任何类型的手套中，如运动手套、礼服手套或连指手套等。

参考图46至图51，具体地，将描述具有单一连续的弹性体812的材料810的另一个实施方案。参考图46，支撑结构具有第一主表面823和第二主表面825。在一个实施方案中，弹性体812延伸通过支撑结构817，以使得与支撑结构的第一主表面823(即支撑结构817的顶部)接触的弹性体的部分812A和与支撑结构的第二主表面825(即支撑结构的底部)接触的弹性体的部分812B形成单一连续的弹性体812。弹性体材料通过耗散振动能来提供振动阻尼。适合的弹性体材料包括但不限于聚氨酯橡胶、硅酮橡胶、腈橡胶、丁基橡胶、丙烯酸酯橡胶、天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶等。一般来说，任何适合的弹性体或聚合材料可以用于形成振动耗散层812并且非限制性实例可以包括热固性、热塑性、开孔泡沫或闭孔泡沫。

参考图47至图51，支撑结构817可以是聚合物、弹性体、多根纤维、多根编织纤维以及织物材料中的任何一种(或其组合)。如果支撑结构817和层812二者都是聚合物或都是弹性体，那么在不背离本发明的范围的情况下，它们可以彼此相同或不同。如果振动耗散材料812由与支撑结构817相同的材料形成，那么支撑结构817可以通过将纤维814嵌入其中而使支撑结构817比主层812更刚性。优选的是，支撑结构817大体上比振动耗散材料812更刚性。

特别参考图48，支撑结构817可以由弹性体形成，并且可以但不必需有纤维814嵌入弹性体中(图48的各个部分示出了示例性的编织纤维)。参考图49，支撑结构817可以由多根编织纤维818形成。参考图50，支撑结构817可以由多根纤维814形成。不管形成支撑结构817的材料为何，优选的是，通道819延伸到支撑结构817中以允许弹性体812穿透并且嵌入支撑结构817。权利要求书和说明书的对应部分中所使用的用语“嵌入”，意指“足以固定于其上和／或其中的接触”。

因此，图47A所示的支撑结构817嵌入弹性体812，即使弹性体812并未完全包围支撑结构817。另外，如图47B所示，在不背离本发明的范围的情况下，支撑结构817可以位于弹性体812内的任何水平或高度。虽然通道819被示出为完全延伸通过支撑结构817，但是本发明包含延伸部分通过支撑结构817的通道819。

再次参考图47A，在一个实施方案中，优选的是，支撑结构817嵌入在弹性体812上，弹性体穿透支撑结构817。支撑结构817大体上沿着主材料表面838(即支撑结构817大体上沿着材料的顶部)。

纤维814优选但不必需地由芳族聚酰胺纤维形成。参考图49，纤维814可以被编织以形成被设置在弹性体812上和／或弹性体812内的织物材料816。织物材料层816可以由经编织的芳族聚酰胺纤维或其他类型的纤维形成。芳族聚酰胺纤维814阻挡通过弹性体812的振动能并且使振动能重新定向，以促进振动的耗散。芳族聚酰胺纤维818使振动能沿着纤维818的长度重新定向。因此，当多根芳族聚酰胺纤维818被编织以形成织物材料816时，从器具820发出的未被弹性体层812吸收或耗散的振动能由织物材料816均匀地沿着材料810重新分散，并且优选地由织物材料层816进一步耗散。

优选的是，芳族聚酰胺纤维818由具有高抗拉伸性的高抗拉强度的适合的聚酰胺纤维形成。然而，本领域普通技术人员根据本公开内容将理解的是，在不背离本发明的范围的情况下，可以使用适于引导振动的任何高抗拉强度材料来形成支撑结构817。另外，本领域普通技术人员根据本公开内容将理解的是，在不背离本发明的范围的情况下，可以使用松散的高抗拉强度纤维和短切高抗拉强度纤维来形成支撑结构817。高抗拉强度纤维可以由芳族聚酰胺纤维、玻璃纤维等形成。

在芳族聚酰胺纤维818被编织以形成织物材料816时，优选的是，织物材料816至少包括一些浮动的芳族聚酰胺纤维818。也就是说，优选的是，多根芳族聚酰胺纤维818中的至少一些芳族聚酰胺纤维818能够相对于织物材料816的剩余的芳族聚酰胺纤维818而移动。芳族聚酰胺纤维818中的一些芳族聚酰胺纤维相对于织物材料816的剩余的芳族聚酰胺纤维818的移动将振动能转换成热能。

参考图52至图53，弹性体层912通过将机械振动能转换成热能而作为减震器。嵌入的支撑结构917使振动能重新定向并且使材料910的刚度增加，以促进使用者控制由材料910包裹或部分包裹的器具920的能力。弹性体层912、912A或912B可以包括多根纤维914(以下将进一步描述)或多个颗粒915(以下将进一步描述)。支撑结构917引入材料910上和／或材料910内使得材料910能够由单一弹性体层形成材料910，使得材料910不会不适于上述应用。支撑结构917也可以包括多根纤维914或多个颗粒915。然而，本领域普通技术人员根据本公开内容将理解的是，在不背离本发明的范围的情况下，材料的附加层可以附加到以下所公开的本发明的任一实施方案。

在支撑结构917由第二弹性体层形成的情况下，两个弹性体层可以经由粘合层、分离的粘合位置固定在一起或者通过使用任何其他适合的方法固定在一起。无论用于形成支撑结构917的材料为何，支撑结构优选地被定位并且配置以支撑第一弹性体层(参见图53至图53B)。

优选的是，材料910具有单一连续的弹性体912。参考图52，支撑结构具有第一主表面923和第二主表面925。在一个实施方案中，弹性体912延伸通过支撑结构917，以使得与第一主支撑结构表面923(即支撑结构817的顶部)接触的弹性体的部分912A和与第二主支撑结构表面925(即支撑结构的底部)接触的弹性体的部分912B形成单一连续的弹性体912。弹性体材料通过耗散振动能来提供振动阻尼。适合的弹性体材料包括但不限于：聚氨酯橡胶、硅酮橡胶、腈橡胶、丁基橡胶、丙烯酸酯橡胶、天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶等。一般来说，任何适合的弹性体或聚合材料可以用于形成振动耗散层912并且非限制性实例可以包括热固性、热塑性、开孔泡沫或闭孔泡沫。

参考图53A，在一个实施方案中，优选的是，支撑结构917嵌入在弹性体912上，弹性体穿透支撑结构917。支撑结构917大体上沿着主材料表面938(即支撑结构917大体上沿着材料的顶部)。

纤维914优选但不必需地由芳族聚酰胺纤维形成。然而，纤维可以由下述中的任一种或其组合形成：竹子、玻璃、金属、弹性体、聚合物、陶瓷、玉米皮和／或任何其他可再生资源。通过使用由可再生资源形成的纤维，可以减少生产成本并且可以提高本发明的环保性。

颗粒915可以位于弹性体层912、弹性体层912A和/或弹性体层912B和/或支撑结构917中。颗粒915增加本发明材料的振动吸收。颗粒915可以由玻璃、聚合物、弹性体、短切芳族聚酰胺、陶瓷、短切纤维、沙、凝胶、泡沫、金属、矿物、玻璃珠等形成。凝胶颗粒915由于其较低的硬度评级而提供优良的振动阻尼。适合用于本发明的一个示例性凝胶是硅酮凝胶。然而，在不背离本发明的范围的情况下，可以使用任何适合的凝胶。

本发明材料除了用于以上所描述的器具、套筒、覆盖物等外，在不背离本发明的范围的情况下，可以用作运动绷带、衬垫、支具材料等(如图54至图78所示)。参考图69-图78，所示为：用于包裹人体的部分的运动绷带；具有伸展轴并且通过分散并部分耗散其上施加的能量而适于调节能量的材料；用于覆盖人体的部分或物体的部分的衬垫；及／或用于包裹人体的部分的支具。

当本发明材料用于形成运动绷带时，运动绷带为人体的部分提供控制性支撑。运动绷带包括绷带体764，绷带体764可以优选地沿着纵轴748(或伸展轴750)从第一位置伸展到第二位置，其中绷带体764相对于第一位置延长了预定量。

图54和图56分别示出了在第一位置和第二位置处的本发明材料的另一个实施方案。图57和图58分别示出了在第一位置和第二位置处的本发明材料的替换实施方案。

如下所述，振动吸收层712内的支撑结构717的构型使得预定延长量大体上固定，以使得运动绷带提供控制性支撑，这在抑制人体的包裹部分进一步移动之前允许限制性的移动。这促进了包裹关节的移动，同时耗散并吸收振动，以使得产生与用传统的运动绷带的体验相比更优秀的舒适感和表现。虽然预定延长量可以设定成任何值，但其优选小于百分之二十(20％)。预定延长量更优选小于百分之二(2％)。然而，视应用而定，任何延长量可以用于本发明材料10。

绷带体764优选地包含限定绷带体764的沿着纵轴748所测量的带长度766的第一弹性体层712。当绷带体在第一位置处时，支撑结构717优选地以至少部分非线性且大体上沿着纵轴748的方式设置在弹性体层712内，以使得沿着其表面所测量的支撑结构717的长度大于第一弹性体层712的带长度766。优选但非必需的是，当绷带体764在第一位置处时，支撑结构717(或带状材料)以大体上呈正弦波的方式定位于弹性体层712内。然而，在不背离本发明的范围的情况下，支撑结构717可以以不规则的方式定位。如上所述，支撑结构717和／或弹性体层712可以包括颗粒、纤维等(如图52和图53所示)。

参考图56和图58，相对于绷带体764在第一位置时，当绷带体764伸展到第二位置时，支撑结构717优选地至少部分被拉直，以使得支撑结构717更线性(或者在其他材料的情况下，支撑结构717可能会更薄)。支撑结构的拉直造成能量耗散，并且优选地大体上防止弹性体层712沿着纵轴748进一步延长通过第二位置。能量耗散由于支撑结构717的材料的伸展而发生，并且能量耗散可以由于支撑结构717与附着的弹性体层712分离或部分拉开而发生。

参考图55，“整体支撑结构”717可以包括多个堆叠支撑结构、纤维718、和／或织物材料层716。优选的是，多根纤维包括芳族聚酰胺纤维或其他高抗拉强度材料。例如，多根纤维可以由玻璃纤维材料制成或者可以被编织成丝带或织物材料。在不背离本发明的范围的情况下，支撑结构可以包括下述任一种或其组合：聚合物、弹性体、颗粒、纤维、编织纤维、织物材料、多种织物材料、松散的纤维、短切纤维、凝胶颗粒、颗粒、沙等。

如上所述，支撑结构717和／或弹性体层712可以包括多个颗粒。这些颗粒可以包括下述任一种或其组合：凝胶颗粒、沙颗粒、玻璃珠、短切纤维、金属颗粒、泡沫颗粒、沙或赋予材料10振动耗散特性的任何其他颗粒中。

参考图54和图55，优选的是，绷带体764分别具有顶表面768A和底表面768B。当运动绷带710包裹在部分人体上时，底表面768B面向人体的部分。当支撑结构717由多根纤维718形成时，优选的是，多根纤维718在顶表面768A与底表面768B之间限定多个堆叠的纤维层。优选的是，多根纤维718在顶表面768A与底表面768B之间堆叠四(4)次和十六(16)次。更优选的是，多根纤维堆叠十(10)次。如上所述，在不背离本发明的范围的情况下，多根纤维718可以包括金属纤维、高抗拉强度纤维材料、陶瓷纤维、聚合物纤维、弹性体纤维等。如图64所示，在不背离本发明的范围的情况下，支撑结构717可以大体上沿着纵轴仅部分设置在弹性体层内或弹性体层中。

再次参考图54至图58，本发明材料可以是人们根据需要通过分散并且部分耗散施加于材料之上能量以调节能量而使用的多用途材料。当本发明材料710用作多用途材料时，多用途材料710包括可沿着伸展轴750从第一位置(图54和图57所示)延长到第二位置(图55和图58所示)的材料体770，其中材料体770相对于第一位置延长了预定量。在制造期间伸展轴750优选地由支撑结构717的方向性和几何形状决定，支撑结构717优选地限制材料体770可以延长的方向。如果将多个分离的材料体770堆叠在一起，那么可能理想的是使各个材料体770的伸展轴750的定向彼此歪斜。

第一弹性体层712限定沿着材料体770的伸展轴750测量的材料长度772。当材料体770在第一位置处时，支撑结构717优选地以至少部分非线性且大体上沿着伸展轴750的方式设置在弹性体层712内，以使得沿着其表面所测量的支撑结构的长度大于第一弹性体层的材料长度772。相对于材料体770在第一位置时，当材料体770伸展到第二位置时，支撑结构717至少部分被拉直，以使得支撑结构更线性。

支撑结构717优选地以呈正弦波的方式定位在任何本发明材料710内。在不背离本发明的范围的情况下，支撑结构717或带也可以以三角波、方波或不规则方式的形式定位。

任何本发明材料可以与弹性体层712一起形成，弹性体层712可以由硅酮或任何其他适合的材料形成。取决于其用途，振动吸收材料712可以是热固性和/或其中没有空孔。

可以使用材料710的任何实施方案作为器具覆盖物、握柄、运动绷带、多用途材料、支具和/或衬垫。当使用本发明材料710作为衬垫的部分时，衬垫包括衬垫体774，衬垫体774可沿着伸展轴从第一位置延长到第二位置，其中衬垫体774相对于第一位置延长了预定量。衬垫包括第一弹性体712，第一弹性体712限定衬垫体774的沿着伸展轴750所测量的衬垫长度776。

当衬垫体774在第一位置时，支撑结构717以至少部分非线性且大体上沿着伸展轴750的方式设置在弹性体层712内，以使得支撑结构717的沿着其表面所测量的长度大于第一弹性体层712的衬垫长度776。相对于衬垫体774在第一位置时，当衬垫体774伸展到第二位置时，支撑结构717至少部分被拉直，以使得支撑结构更线性。支撑结构717的拉直造成能量耗散，并且大体上防止弹性体层沿着伸展轴750进一步延长通过第二位置。

当本发明材料710结合作为支具的部分时，支具对人体的包裹部分提供控制性支撑。支具包括支具体778，支具体778可沿着伸展轴750从第一位置伸展到第二位置，其中支具体778相对于第一位置延长了预定量。支具体包括第一弹性体层712，第一弹性体层712限定支具体778的沿着伸展轴750所测量的支具长度780。

当支具体778在第一位置时，支撑结构717以至少部分非线性且大体上沿着伸展轴750的方式设置在弹性体层内，以使得支撑结构717的沿着其表面所测量的长度大于第一弹性体层712的支具长度780。相对于支具体778在第一位置时，当支具体778伸展到第二位置时，支撑结构717至少部分被拉直，以使得支撑结构717更线性。支撑结构717的拉直造成能量耗散，并且大体上防止弹性体层712沿着伸展轴进一步延长通过第二位置。本领域普通技术人员根据本公开内容将理解的是在不背离本发明的范围的情况下，任何本发明材料710可以形成一件支具，所述支具提供如以上所述的控制性支撑。

参考图54和图57，材料710的伸展量可以取决于材料710在第一位置时支撑结构717的几何形状而选择。优选的是，当绷带体764、材料体770、衬垫体774、支具体778由第一位置移动到第二位置时，基于所需的移动范围而选择材料长度多增加的百分比。当材料710作为运动绷带时，运动绷带可以多次包裹人体部分，且如果需要，可以形成支具。或者，材料710的单一层可以包裹在人身上，并且使用传统的运动绷带等固定在一定位置。优选的是，运动绷带的各个连续包裹物彼此粘帖以形成大体上一件支具。这可以由下述方式实现：使用自结合绷带以允许多个邻近的运动绷带包裹结合在一起，以形成整体组件。一种结合运动绷带的包裹的方法是，将多个邻近包裹物的每一个的弹性体层接触邻近包裹物的弹性体层，从而结合在一起以形成单一弹性体层。自结合技术可以用在任何本发明材料710中，并且可以用在该种材料的任何适合的应用中。借助于非限制性实例，自结合材料710可以用于棒球球棒、长曲棒球球杆、网球球拍、枪套及包裹、器具、运动器材、绷带、衬垫、支具等。

参考图59、图60以及图62，可以使用粘合剂752以将支撑结构717连接到振动吸收材料712。参考图60和图62，在不背离本发明的范围的情况下，空气隙760可以存在于支撑结构717附近。参考图60，材料的顶端762可以固定到振动吸收材料712；或者可以仅固定材料末端，振动吸收材料712形成支撑结构717的保护套，在这个例子中，支撑结构717将作用为弹性构件。

图65至图68示出了与收缩层758结合的本发明材料710，可收缩层758可以用于将材料710固定在一定位置。另外，当达到一定压力阈值时，可收缩层758被配置成可能断裂，以进一步耗散能量。参考图67，可收缩层758处于其收缩前的构型。参考图68，一旦可收缩层758被活化，可收缩层758就优选地在支撑结构717的一侧附近变形以使材料710保持在一定位置。可收缩层758可以由热或水活化。替代的已知的活化方法也适于在本发明中使用。

图62示出了本发明的另一个实施方案，其中振动吸收层712被配置成在支撑结构717延长期间裂开，以使得耗散更多能量。

在不背离本发明的范围的情况下，任何本发明材料710可以结合附加的刚性层或柔性材料而使用。例如，本发明材料710可以与硬壳外层一起使用，在材料710变形以耗散能量前，硬壳外层被设计成将冲击能耗散到整个材料710。一种可以与本发明材料710组合使用的刚性材料为模制泡沫。模制泡沫层优选地包括多个弹性接缝，以使得虽然整个模制泡沫为单一材料体，但泡沫层的各部分相对彼此可以至少部分移动。这对将冲击力转换为更一般性的钝力来说是理想的，其中钝力遍布在材料710上。或者，各个泡沫构件、纽扣、刚性方块等可以直接附加到任何本发明材料710的外表面。或者，这种泡沫构件、纽扣、刚性方块等可以附加到柔性层或织物，柔性层或织物在材料710耗散能量之前沿着织物纤维的长度耗散所接收的冲击能。

图79、图79A以及图82至图86示出了本发明的具创造性材料的又一个实施方案，其中材料包括两个芳族聚酰胺层1010和芳族聚酰胺层1012，图79a所示的最简单的构型所示，弹性体层1020置于芳族聚酰胺层1010和芳族聚酰胺层1012之间。因为芳族聚酰胺材料层1010和芳族聚酰胺材料层1012抵抗冲击并且阻止弹性体层1020位移，申请人发现此构型是用于高重量或冲击抗性构型的有效衬垫。此构型允许使用硬度非常低(硬度数百到数千)的弹性体、橡胶以及凝胶而同时具有优秀的稳定性。

或者，除了使用芳族聚酰胺层外，可以使用包括高抗拉强度纤维的其他纤维。

虽然可以使用其他高抗拉强度材料，但是抗拉模数介于70Gpa与140Gpa之间的芳族聚酰胺是优选的，并且抗拉强度介于6000psi与24000psi之间的尼龙也是优选的。其他材料层和纤维可以取代芳族聚酰胺层1010和芳族聚酰胺层1012；特别地，可以组合低抗拉伸强度纤维与高抗拉强度纤维以产生适于容纳弹性体层1020并使其稳定的构层1010和构层1012。例如，棉、红麻、大麻、亚麻、黄麻以及剑麻可以与一定高抗拉强度纤维的组合物结合以形成支撑性的构层1010和构层1012。

使用时，第一芳族聚酰胺层1010和第二芳族聚酰胺层1012优选地涂覆有结合层1010a、结合层1010b、结合层1012a、结合层1012b。这些结合层优选地与弹性体层的材料相同，以促进芳族聚酰胺层1010和芳族聚酰胺层1012以及弹性体层1020之间的结合，尽管这些结合不是必要的。进一步地，虽然图示中芳族聚酰胺层1010和芳族聚酰胺层1012两侧上结合层1010a、结合层1010b、结合层1012a、结合层1012b的量是相等的，但是结合层1010a、结合层1010b、结合层1012a、结合层1012b不需要均匀地分散在芳族聚酰胺层1010和芳族聚酰胺层1012上。

申请人观察到，芳族聚酰胺层1010和芳族聚酰胺层1012将弹性体层1020受到的冲击及振动分散到较大的区域之上。由于在较重的冲击应用中，芳族聚酰胺层1010和芳族聚酰胺层1012将阻止弹性体层1020位移，同时仍吸收大部分的振动，前述发现意味着可以将该材料用于这种应用中，例如马达基座1030或地板1035、地板1037。该性质对于多种以上所述的应用都是有用的，特别是可以用于冲击吸收衬垫、包裹、电器衬垫、噪音减少板料、绷带、地毯衬垫以及地板衬垫。

图94和图95中示出了例如用于运动和军事应用的体衬垫的示例性衬垫材料1400和材料1500，但不限于此。在图94中所示的实施方案中，衬垫材料1400包括第一振动调节材料1410以及固定在第一振动调节材料1410上的第二振动调节材料1410'。材料1410和材料1410'可以形成整体的材料或可分离的材料，并且例如使用适合的粘合剂相互固定。振动调节材料1410示出为包括弹性体层1412和中间增强层1414，而材料1410’也示出为包括弹性体层1412'和中间增强层1414’。然而，材料1410和材料1410'之一或两者可以具有如本文所说明的不同构型。如果中间增强层1414和中间增强层1414'各自包括编织织物，那么材料可彼此相对旋转，以使得织物偏移例如四十五度。

在顶尖大学里进行实验室测试，评估具有材料1400的体衬垫。用于测试的材料1400包含两个增强材料层，各自由经编织的Kevlan K-49制成，并且分别嵌入到由固化的聚胺基甲酸酯制成的弹性体层。经编织的Kevlan的各个层越3密耳(mil)厚，并且涂覆聚胺基甲酸酯至其整体厚度为6mm。一般而言，如图94所示，靠着穿戴者的身体的最内的弹性体层1412是最厚的层。将该材料与厚度为6mm的高密度衬垫的漆球控制背心相比较。

测试时，使用相同的平面铝板，并且在平面铝板上贴合不同的衬垫材料。在顶部标记了九个冲击位置。平板的一端固定到工作桌，平板约有75％悬空。加速度计座由铝制成，并且安装在平板的底部，接近中间的位置。在此实验中使用Bruel&Kjaer的单轴加速度计。Bruel&Kjaer的单轴加速度计是可以测量高水平加速度的高精确感应器。将Bruel&Kjaer的单轴加速度计连接到2635型电荷放大器，又连接到数据采集前端(模组型号3109)，数据采集前端具有25KHZ的LAN界面模组(型号7533)，LAN界面模组连接到PC的LAN口。数据采集的软件是Pulse Labshop版本10.2。对每个案例测试三次。使用九点冲击进行每一次测试。

在原始数据收集完后，使用计算机程序来执行衬垫效益的分析。使用频率光谱中的顶部峰值作为性能的标准。分析该结果，相对于控制组材料，本发明材料减少由测量加速度而得到振动的振幅。尤其在共振峰值上，也发现由使用本发明的衬垫减少了峰值频率幅度。在共振频率处，峰值幅度的减少多达75％。

从结果来看，即使在不具有厚弹性体层1412'的情况下，包含增强层1414'的第二材料1410'的存在，提供初始振动耗散层，初始振动耗散层吸收并耗散大部分的冲击力，从而使得冲击力不会到达第一材料1410。

图95示出了具有另一种初始振动耗散层的衬垫材料1500。衬垫材料1500包括第一振动调节材料1510和含有高抗拉强度材料的柔性薄板层1558，柔性薄板层1558固定到第一振动调节材料1510。材料1510和材料1558可以形成为整体材料，或可以分开形成并且例如使用适合的粘合剂彼此结合。振动调节材料1510示出为包括弹性体层1512和中间增强层1514。薄板层1558可以由多种高拉伸应力材料制成，例如聚丙烯薄板优选地具有0.025mm至2.5mm的厚度。材料1510和材料1558之一或两者可以具有如本文所述的不同构型。

图80、图81、图81a及图87示出了图79所示的材料不具有第二芳族聚酰胺层1012的材料的变体。芳族聚酰胺层1010可以涂覆有粘合层1010a、粘合层1010b或者不具有粘合层。

使用时，该材料可以用作如图87所示的地板1037，作为如图81a中的弹簧，或也可以作为马达基座1050。如图81和图81a所示，作为弹簧，当大体上为圆柱形的圆柱1040经拉伸或压缩时，芳族聚酰胺层1010含有弹性体层1020并且稳定弹性体层1020。这种弹簧可以用在任何弹簧应用中。

作为马达基座使用时，材料形成为圆柱1040，其中芳族聚酰胺层1010形成外圆柱而弹性体层1020位于圆柱中。圆柱1040由粘合或焊接自我闭合以形成环形吸振器1050，这可以作为马达基座。

图89至图93示出了用于本发明的另一种材料。图90的剖面示出了材料的层，其中包含泡沫层1110、芳族聚酰胺层1112以及弹性体层1114。本实施方案的泡沫层1110是刚性泡沫层，申请人发现，刚性泡沫层特别善于分散点冲击，并且因此特别适于以下的冲击抵抗，如美式足球、棒球、足球或漆球运动中的护甲和防护。应理解的是，弹性体层1114大体上邻近于或基本上邻近于要防护冲击的身体。

虽然可以使用较软的泡沫层，但本实施方案的泡沫层1110优选地是刚性的且非柔性的。另外，如本文所述，可以形成具有泡沫结构的弹性体层。刚性泡沫层1110的问题在于，许多冲击抵抗的应用需要柔性材料，例如需要挠曲在人体周围的漆球衬垫和护甲。申请人通过在泡沫层中形成狭窄的弱区域1111以解决这个问题。这些区域可以有切割、冲压或形成具有预定弱性的区域来形成，但无论是何种情况，这些方法使泡沫层1110可以在这些区域处弯曲。视所需的柔性而定，可以使用多种形状的具有预定柔性的区域。如图所示，目前优选的是平行、六角形、人字形(砖石形)区域。图93示出了漆球护甲1140具有人字形图案的实施方案。

类似的形式可以用于多个实施方案中，其中弹性体层之一为泡沫层或其他结构，以对产品提供更大的柔性和／或提供空气流。图96至图98说出来材料1610，其中至少弹性体层之一包括多个通道1630。在各个实施方案中，材料1610包括弹性体层1612，弹性体层1612被示出为独立的弹性体层1612a和弹性体层1612b，以及中间增强层1614。材料1610可以具有本文所述的其他构型。通道1630形成在使用期间面对使用者的弹性体层1612b。在图96至图97的实施方案中，通道1630彼此平行延伸。材料1610具有边缘1640，并且各通道1630具有延伸到边缘1640的末端部分1632，从而提供通道1630的入口／出口，由此推动空气流。在图98的实施方案中，如图所示，通道1630被设置成平行的和垂直的，并且彼此交叉。虽然各通道1630被示出为具有在边缘1640上的末端部分1632，但一些通道1630可以在边缘前终止，空气流仍可能穿透相互连接的通道1630。申请人还发现，可以在泡沫／芳族聚酰胺／弹性体之上添加包含塑料材料、泡沫或金属的第四刚性层，以进一步耗散冲击能。

可以将任何以上提及的层侵入、嵌入、封装入或以其他方式分散在具抗性流体中。优选的是，抗性流体层由至少弹性体层之一与穿戴者／持有者分离，从而最小化对穿戴者/持有者的直接冲击。

身体护甲经常使用抗性流体，如本文所述的所有减振材料对这种应用来说都是有效的，因为减振材料可以进一步保护穿戴者，使其免受来自冲击和穿刺的有害振动。

说明性抗性流体包括剪切增稠流体(shear thickening fluid，STF)、或胀流物(dilatant)、以及磁流变流体(magnetorheological fluid，MRF)。

用作隔音装置

许多应用中，本文所述的材料可以用于隔音装置，例如但不限于工业和商业装置、重型机械、压缩机、发电机、泵、风扇、商业用具和装置、HVAC装置、精密装置／电子产品、商务机器、计算机、外围设备、医学和实验室装置／装备、通信产品、消费性电子产品及装置、专业应用、座位、定位调整器、枕头、床垫、鞋类、运动装置、运载工具、汽车和卡车、船舶和飞机、巴士、客车以及RV、个人休闲运载工具、农业和建筑用具、非公路用车。

以下描述大体上适用于许多以上所述材料，但特别参照图1。如同大多传统阻尼材料，第一弹性体层12A滞后阻尼将声波和振动能量波转换成热能。当能量波行进通过弹性体层12A时，能量波到达介质的末端高抗拉强度纤维材料层14的界面。界面区域大体上成为边界。除了使复合材料刚性增加以外，高抗拉强度材料14具有独特的能力，可以传播或承载振动能量波，使之远离进入点。因此，当多根高抗拉强度纤维18经过编织而形成织物材料层16时，未由第一弹性体层12A吸收或耗散的振动能量将由织物材料层16均匀地沿着材料10重新分散，接着再进一步由第二弹性体层12B耗散。这种大体上称为机械性传播阻尼的由高抗拉强度纤维层14将能量波传播到大面积上的方式，可以使复合材料有效地耗散能量。

除了由高抗拉强度纤维层14提供机械性传播阻尼外，在弹性体层12A和弹性体层12B与高抗拉强度纤维层14之间的边界处产生若干用于能量耗散之外的操作机制。这些有益的边界效应包括但不限于反射、转换、分散、折射、散射。转换、摩擦、波干涉以及滞后阻尼，这些耗散机制的组合同时作用，使得材料相对于相同厚度或更厚的传统材料具有卓越的阻尼效率特性。

材料10可以包括不同数量的层，相对于所示的基本的复合材料而言，层也可以变化其顺序。可以将材料添加到复合材料中，如添加薄板金属以帮助吸收具有特定频率和波长的振动能，或增加强度。本领域普通技术人员根据本公开内容将理解的是在不背离本发明的范围的情况下，材料10可以由两个独立层形成。因此，材料10可以由第一弹性体层12A和配置在第一弹性体层12A上的可经编织而成织物材料层16的高抗拉强度纤维材料层14形成。

图104示出了材料10的一个实施方案(应当理解，可以使用任何本文所述的实施方案)的剖面，材料10用在墙20(例如房间的强)与安装在墙上的柱螺栓20A之间(应当理解图104不一定按照比例绘出)。在图104中，材料10作用于吸收、耗散和／或隔绝穿过墙20的振动，并且因此使从墙20的一侧传递到另一侧的声音最小化。

图105为棒球球棒手柄1120的部分侧视图。可以将上述材料的实施方案的任一适当组合插入到棒球球棒手柄1120中。一旦材料插入手柄1120(如所示)或其他球棒的部分，材料作用于减少振动和减少通过球棒的声音二者。在图106的手柄1120的剖面视图中，材料具有与图1所讨论的材料相同的剖面，手柄的剖面1122限定了包含材料10的空腔，所述材料位于手柄的剖面1122中。

图107和图108示出了网球球拍1120及其切面1222的类似的视图和剖面图。

应当理解的是，图105至图108所示为使用在运动装备的手柄中的材料的两种可能的构型。类似的应用可以是高尔夫球杆的手柄及杆头、长曲棒球杆、长曲棒球守门员球杆等。在运动场之外，可以将材料用在手动工具或电动工具及类似手握物件中。

本领域普通技术人员根据本公开内容将理解的是在不背离本发明的范围的情况下，本发明上述实施方案可以有所变化。例如，在不背离本发明的范围的情况下，材料10可以包括附加层(例如五个或更多的层)。因此，应当理解，本发明不限于所公开的具体实施方案，而是意图涵盖如所附的权利要求所限定的和／或附图中所示的本发明的精神和范围内的所有修改。

Claims (21)

1.一种减振组件，包括：

柔性头部装置；和

固定到所述柔性头部装置的至少一个减振材料板料，所述至少一个减振材料板料包括至少第一弹性体层和包含高抗拉强度纤维材料的增强层。

2.根据权利要求1所述的减振组件，其中所述柔性头部装置由织物材料形成。

3.根据权利要求2所述的减振组件，其中所述织物材料由棉、羊毛、尼龙、聚酯、氨纶或其组合制成。

4.根据权利要求1所述的减振组件，其中所述至少一个板料包括一个或更多个鬓部和耳部覆盖板料、前额覆盖板料、颈部板料以及顶部板料。

5.根据权利要求1所述的减振组件，其中所述柔性头部装置包括配置成容纳并保持相应的所述至少一个板料的至少一个袋。

6.根据权利要求5所述的减振组件，其中所述至少一个袋包括开口以便移除位于其中的板料。

7.根据权利要求6所述的减振组件，其中所述开口是能够闭合的。

8.根据权利要求5所述的减振组件，其中所述柔性头部装置包括多个袋以便对所述至少一个板料进行重新布置。

9.根据权利要求1所述的减振组件，其中所述至少一个板料经由粘合剂、缝合、钩环扣或其组合而固定到所述柔性头部装置。

10.根据权利要求1所述的减振组件，其中所述柔性头部装置限定棒球帽。

11.根据权利要求1所述的减振组件，其中所述柔性头部装置限定颅帽。

12.根据权利要求1所述的减振组件，其中所述柔性头部装置限定滑雪帽或滑雪面罩。

13.根据权利要求1所述的减振组件，其中所述减震材料包含第二弹性体层，并且所述增强层位于所述第一弹性体层与所述第二弹性体层之间。

14.一种减振组件，包括：

具有第一主表面和第二主表面的柔性基底材料，其中所述第一主表面施加有粘合材料；和

固定到所述第二主表面的至少一个减振材料板料，所述至少一个减振材料板料包括至少第一弹性体层和包含高抗拉强度纤维材料的增强层。

15.根据权利要求14所述的减振组件，其中多个板料被固定到所述第二主表面。

16.根据权利要求14所述的减振组件，其中所述柔性基底材料由双面的带限定。

17.一种减振材料，包括：

至少第一弹性体层，所述至少第一弹性体层具有给定的周界并且限定第一主表面；和

增强层，所述增强层包含固定到所述弹性体层的高抗拉强度纤维材料，

其中所述第一弹性体层在所述第一主表面中限定多个通道，所述通道限定与所述给定的周界相邻的至少一个入口和一个出口。

18.一种衬垫材料，包括：

减振材料，所述减振材料包括至少第一弹性体层和包含高抗拉强度纤维材料的增强层，所述减振材料限定面向身体的表面和相对表面；和

固定到所述相对表面的初始振动耗散层，所述初始振动耗散层包含柔性高抗拉材料。

19.根据权利要求18所述的衬垫材料，其中所述初始振动耗散层是第二减振材料，所述第二减振材料包括至少第一弹性体层和包含高抗拉强度纤维材料的增强层。

20.根据权利要求18所述的衬垫材料，其中所述初始振动耗散层是高抗拉强度材料的柔性片。

21.根据权利要求20所述的衬垫材料，其中所述柔性片由聚丙烯制成。

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