CN110022710A - 可重新模制的冲击板 - Google Patents

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Abstract

本文提供了一种冲击板系统，其包括纺织品层，该纺织品层包括至少第一表面和弹性回弹材料。系统还包括联接到纺织品层的第一表面的可模制板。可模制板包括具有根据ASTM D638标准在40MPa至50MPa范围内的拉伸强度的聚合物材料。

Description

可重新模制的冲击板
发明领域
本公开涉及一种用于服装物品的冲击垫，例如大腿板。
发明背景
已经提出了各种类型的冲击板来保护穿着者免受冲击力。运动员服装经常结合这些冲击板以便保护穿着者免于与其他运动员、设备或地面接触。例如，美式足球制服和曲棍球制服可以结合冲击板，以向穿着者的各个部位提供冲击保护。然而，这些冲击板中的许多不具有优化的尺寸以便将冲击衰减最大化。因此，许多冲击板未能通过行业特定的冲击测试，并且因此不足以保护穿着者。此外，这些冲击板仅在加热到升高的温度时是可模制的，或者仅在固化之后被永久地模制。例如，一些冲击板可以仅在应用固化剂以将冲击板固化成永久模制形式之前被模制。
附图简述
下面参考附图详细描述本发明，其中：
图1A描绘了根据本文的各方面的示例性冲击板的平面视图；
图1B描绘了根据本文的各方面的具有预先确定的曲率半径的冲击板的示例性弯曲拐角(exemplary curved corner)的放大视图；
图1C描绘了根据本文的各方面的在图1A的切割线1C处截取的冲击板的横截面视图；
图1D描绘了根据本文的各方面的从图1C中截取的冲击板的放大视图；
图2描绘了根据本文的各方面的穿过示例性非弯曲拐角绘制的示例性假想圆；
图3A描绘了根据本文的各方面的包括具有预先确定的曲率半径的多个弯曲拐角的示例性冲击板的平面视图；
图3B描绘了根据本文的各方面的具有预先确定的曲率半径的多个弯曲拐角中的一个的放大视图；
图3C描绘了根据本文的各方面的在图3A的切割线3C处截取的冲击板的放大横截面视图；
图4A描绘了根据本文的各方面的包括可模制特性的示例性冲击板的侧透视图；
图4B描绘了根据本文的各方面的模制成可选择的构造的图4A的冲击板；
图5描绘了根据本文的各方面的经受冲击力的示例性冲击板；
图6描绘了根据本文的各方面的结合到示例性服装物品中的示例性冲击板；
图7描绘了根据本文的各方面的示例性冲击板和示例性缓冲元件的横截面视图；
图8描绘了根据本文的各方面的构造成容纳示例性冲击板的服装物品的示例性口袋(exemplary pocket)；以及
图9描绘了根据本文的各方面的具有柔性带的示例性冲击板。
发明详述
在本文中具体地描述本发明的主题以满足法定要求。然而，描述本身并不旨在限制此公开的范围。而是，发明人已设想所公开或要求保护的主题还可以以其他方式被实现成包括与其他现有的或将来的技术结合的不同的步骤或步骤的组合，这些不同的步骤或步骤的组合类似于在本文件中描述的步骤或步骤的组合。此外，虽然术语“步骤”和/或“框”可以在本文中用于表示所采用的方法的不同要素，但这些术语不应被解释为暗示在本文公开的各个步骤之中或之间的任何特定的顺序，除非并且除了当单个步骤的顺序被明确地陈述时。
本文的方面通常涉及一种示例性冲击板，以通过结合优化的尺寸来衰减或降低冲击力的影响。在示例性方面中，冲击板可以包括中央、第一表面和与第一表面相对的第二表面。第一表面和第二表面可以界定其间的厚度。该厚度可以在4mm至7mm之间。冲击板可以由周界边缘界定，该周界边缘包括具有在18mm至28mm之间的预先确定的曲率半径的一个或更多个弯曲拐角。
在一个示例性方面中，冲击板可以被集成到服装物品中。在一些方面中，服装物品可以包括形成服装物品的一部分的弹性回弹材料层，其中弹性回弹材料层包括第一表面。泡沫材料可以被联接到弹性回弹材料层的第一表面。另外的方面包括可模制板，该可模制板包括具有在4mm至7mm之间的厚度的聚合物材料。可模制板可以被联接到弹性回弹材料层的第一表面，使得泡沫材料被定位在弹性回弹材料层的第一表面和可模制板之间。可模制板可以由包括一个或更多个弯曲拐角的周界边缘界定。一个或更多个弯曲拐角可以具有在18mm至28mm之间的预先确定的曲率半径。
在另一方面中，服装物品包括形成服装物品的一部分的弹性回弹材料层。此外，弹性回弹材料层可以包括口袋。服装物品可以包括包含聚合物材料的可模制板。可模制板可以由周界边缘界定，并且可以具有在4mm至7mm之间的厚度。可模制板的周界边缘可以包括具有在18mm和28mm之间的预先确定的曲率半径的一个或更多个弯曲拐角。此外，可模制板可以被构造成被容纳到口袋中。
由此描述的构造可以具有许多功能优势。通过具有优化的尺寸的冲击板获得的一个优势是，当经受冲击力时，板的尺寸使横跨板的表面的冲击压力峰值点最小化。结果，冲击板保持优良的冲击衰减。这又提供其他优势，例如通过由某些组织规定的冲击标准。通过结合某些尺寸(例如，冲击板的厚度、曲率半径)，冲击板可以通过标准化的冲击测试，表明在组织(NCAA、NFL等)内使用是安全的。虽然这些代表了数个功能优势，但本领域技术人员将认识到其他优势。
在另一个示例性方面中，冲击板可以具有可重新模制的特性，使得穿着者可以将冲击板模制并且重新模制成一种构造。各方面提供了一种冲击板系统，其包括纺织品层(textile layer)，该纺织品层包括第一表面。另外，纺织品层可以包括弹性回弹材料。可模制板可以被联接到纺织品层的第一表面。在一些方面中，可模制板可以包括具有根据ASTMD638标准在40MPa至50MPa范围内的拉伸强度的聚合物材料。
在一个示例性方面中，冲击系统包括服装物品，服装物品包括弹性回弹材料和可模制板。服装物品可以包括口袋，该口袋被构造成可移除地保持可模制板。可模制板可以包括具有根据ASTM D638标准在40MPa至50MPa范围内的拉伸强度的聚合物材料。
在另一个示例性方面中，冲击板系统可以包括包含至少第一表面的纺织品层。纺织品层可以包括形成为服装物品的弹性回弹材料。可模制板被联接到纺织品层的第一表面。可模制板可以包括具有根据ASTM D638标准在40MPa至50MPa范围内的拉伸强度的聚合物材料。因此，可模制板是可模制为第一构造的。
所描述的方面具有另外的功能优势。特别地，用于构建板的聚合物材料的材料性质允许板被模制或构造到穿着者的身体表面，而不使用热并且关键地不使用外部固化剂。例如，板中使用的聚合物材料的材料性质可以包括拉伸强度，该拉伸强度允许冲击板被构造到穿着者的身体表面，为穿着者提供更好的贴合性和舒适性。关于此方面，拉伸强度为使得冲击板在固定到由弹性回弹材料形成的服装物品时可以保持处于期望的构造。例如，弹性回弹材料可以提供足够的力以抵消冲击板返回到非构造状态的任何趋势。
此外，聚合物材料的拉伸强度可以有助于板的抗冲击性。例如，拉伸强度为使得冲击板将通过弹性变形部分地吸收冲击力，但还部分地偏转横跨板的表面区域的冲击力。虽然这些优势仅代表少数功能优势，但本领域技术人员将认识到其他优势。
为了获得对新颖性的优势和特征的增进的理解，可以参考描述和图示与本发明相关的各种构造和概念的以下的描述内容和附图。除了其他方面之外，冲击板(或简称为“板”或“可模制板”)可以是分立的或者与一个或更多个其他层联接，例如服装物品的缓冲层或衣服层。为了说明的目的，在图1-5中描绘了示例性冲击板。此外，图6-9描绘了与保护物品中的一个或更多个其他层可组合的冲击板。现在将更详细地描述这些各个附图。
参考图1A、图1C和图1D，描绘了示例性冲击板110。冲击板110通常包括第一表面136和通常与第一表面136相对的第二表面138。冲击板110还可以包括在第一表面136和第二表面138之间延伸的板厚度124。此外，冲击板110由周界边缘116包围，该周界边缘116通常界定冲击板110的形状。在一些方面中，冲击板110的形状被设计成用于穿着者的身体的特定部位(大腿、胸部、脚踝等)。因此，周界边缘116可以包括一系列拐角(例如118)和各个周界边缘侧面(例如104)，一系列拐角和各个周界边缘侧面勾勒出冲击板110的形状，并且一起组成周界边缘116。
在示例性方面中，冲击板110可以包括在冲击板110的第一表面136和第二表面138之间的板厚度124(简称为“厚度”)。如图1C中描绘的，板厚度124在整个冲击板110轮廓中可以是大体上恒定的。板厚度124据说是大体上恒定的，因为在一些方面中，板厚度124可以由网状结构122改变，网状结构122包括多个开口(例如130)、缝合通道114或周界边缘116上或附近的锥形物(tapering)126。
继续，板厚度124可以被选择以便积极地影响冲击板110的冲击衰减品质和可模制性品质。例如，具有大于板厚度124的厚度的板可能不利地影响抗冲击性和可模制特性。因此，虽然冲击板110可以具有宽范围的板厚度124，但在一些方面中，板厚度124可以在从4mm至7mm的范围内，排除由板的表面中的凹槽、通道、锥形物或孔导致的厚度的任何减小。在另外的方面中，板厚度124可以在从4.35mm至6.65mm和/或4.85mm至6.0mm的范围内，排除由板的表面中的凹槽、通道、锥形物或孔导致的厚度的任何减小。
此外，减小板厚度124，特别是冲击板110的特定部分(例如，缝合通道114)中的板厚度，可以产生高冲击压力点，这是由于当冲击板110经受冲击力时缺乏刚性。为了抵消这些高冲击压力点，冲击板可以包括用于结构稳定性的抗冲击压力峰值点区域(impactpressure peak point resistant region)，例如具有内部部分宽度140的内部部分148，从而保持抗冲击性能。这些抗冲击压力峰值点区域围绕和/或定位成邻近具有减小的厚度的区域(例如缝合通道114)。这些区域通过在冲击板110中具有带有很少以至没有孔或开口的一致的实心板主体来抵消冲击压力峰值点的任何增加。此外，内部部分148可以具有板厚度124的增加，以便加强具有减小的厚度的区域。
如图1B中描绘的，周界边缘116可以包括一个或更多个弯曲拐角118和一个或更多个周界边缘侧面(例如104)。一个或更多个弯曲拐角118可以提供从第一周界边缘侧面104到第二周界边缘侧面106的逐渐过渡。通常，一个或更多个弯曲拐角包括用于保持周界边缘116周围的冲击衰减的最佳尺寸。例如，一个或更多个弯曲拐角可以提供从第一周界边缘侧面104到第二周界边缘侧面106的逐渐过渡。
根据冲击板110的期望形状，一个或更多个弯曲拐角118可以具有凸曲率或凹曲率。此外，尽管拐角据说是弯曲的，但在一些方面中，一个或更多个弯曲拐角可以不是均匀地圆形的或平滑的。例如，在从第一周界边缘侧面104到第二周界边缘侧面106的整个逐渐过渡中，一个或更多个弯曲拐角可以包括不同的曲率度。可选择地，如以下参考图2更详细地讨论的，一个或更多个弯曲拐角可以通过包括一系列线或线段而是大体上弯曲的，这些线或线段基于弯曲拐角的从周界边缘的一个侧面到下一个侧面的增量过渡而具有成为弯曲拐角的整体效果。
一个或更多个弯曲拐角118可以具有预先确定的曲率半径120。曲率半径120据说是预先确定的，因为曲率半径基于其冲击衰减功能来选择。因此，预先确定的曲率半径也可以被描述为冲击衰减拐角。如本文使用的，曲率半径120可以被定义为穿过冲击板110的拐角(例如118)的部分绘制的假想圆112的半径，使得该圆的至少一部分与弯曲拐角118重合和/或相切。具有预先确定的曲率半径120的冲击板110的拐角的至少一个功能优势是，当拐角从第一周界边缘侧面104过渡到第二周界边缘侧面106时，该拐角将沿着周界边缘116的冲击压力峰值点最小化。因此，冲击板110的各方面包括具有预先确定的曲率半径120的一个或更多个弯曲拐角118，该曲率半径120在整个周界边缘116的一个或更多个弯曲拐角118分布冲击力。
仍然，在另一方面中，冲击板可以包括多个大体上弯曲的拐角，其中所有大体上弯曲的拐角可以具有预先确定的曲率半径120的最小半径。例如，在一个示例性方面中，一个或更多个弯曲拐角(例如118)可以具有大于预先确定的曲率半径120的曲率。也就是说，冲击板110可以具有第一弯曲拐角118和第二弯曲拐角128，第一弯曲拐角118包括等于预先确定的曲率半径120的第一曲率半径120，第二弯曲拐角128包括大于预先确定的曲率半径120的第二曲率半径。因此，冲击板110可以具有最佳尺寸，使得冲击板110的所有拐角可以具有最小曲率半径，该最小曲率半径使冲击力能够沿着其周界边缘116偏转，从而最小化沿着周界边缘的压力峰值点。
如图1B中示出的，在一个方面中，沿着周界边缘116的一个或更多个弯曲拐角118可以包括预先确定的曲率半径120，该曲率半径120在18mm至28mm之间、在19mm和26mm之间、在20mm和24mm之间和/或在22mm和24mm之间。在一个示例性方面中，设想预先确定的曲率半径可以是23mm。然而，这些量和范围仅仅是本公开的方面的示例，并且其他方面可以包括大于或小于指定范围的曲率半径。
参考图1A、图1C和图1D，冲击板110可以包括网状结构122，网状结构122具有多个开口(例如130)，这些开口从第一表面136到第二表面138完全地延伸穿过板厚度124。在一些方面中，网状结构122通过第一表面136中的一个或更多个凹槽(例如132)与第二表面138中的一个或更多个凹槽(例如134)相交来产生。一个或更多个凹槽(例如132、134)可以具有各种尺寸，包括高度(例如144)和宽度(例如142)。
凹槽高度(例如144)可以横跨冲击板110的表面而变化。尽管图1C中的凹槽高度144被示出是相对地均匀的，但本文设想凹槽高度144可以变化。例如，凹槽高度可以随着其延伸横跨板110的表面而增加或减少。具体地，凹槽高度144可以在冲击板110的第一位置处构成板厚度124的一半，而凹槽高度144可以在第二位置处大于或小于板厚度124的一半。
关于凹槽宽度(例如142)，在一些方面中，当与一个或更多个第二表面凹槽(例如134)相比时，一个或更多个第一表面凹槽(例如132)可以具有相对的凹槽体(groovelanguage)。例如，如图1A和图1D中描绘的，从冲击板110的第一表面136向内地突出(即，朝向第二表面138突出)的第一表面凹槽132可以具有凹槽宽度142，该凹槽宽度142随着其从邻近板110的周界边缘116朝向板110的中央146延伸而在尺寸上逐渐减小。随着第一表面凹槽132从板110的中央146朝向周界边缘116延伸，凹槽宽度142可以在尺寸上逐渐地增大。这仅仅是一个示例，并且本文设想，凹槽宽度142可以横跨板110保持恒定。
继续，从板110的第二表面138向内地突出(即，朝向第一表面136突出)的第二表面凹槽134可以包括相对的凹槽体，以便在整个第一表面136和第二表面138中保持一致的冲击性能和弹性。例如，第二凹槽宽度142可以随着第二表面138上的表面积的增大来抵消由于第一表面凹槽132导致的第一表面136上的表面积的减小。特别地，冲击板110的各方面可以通过包括第二表面凹槽宽度142而具有沿着第二表面凹槽134的相对的凹槽宽度142，该第二表面凹槽宽度142随着其邻近板110的周界边缘116朝向中央146延伸而逐渐地增大，并且然后随着其经过板110的中央并朝向周界边缘116延伸而减小凹槽宽度142。
还设想，在一些方面中，表面凹槽(例如，132、134)还可以包括相对的弯曲体。例如，在其中随着第一表面凹槽132延伸横跨冲击板110的第一表面136，曲率被应用到第一表面凹槽132的一些方面中，随着第二表面凹槽134延伸横跨第二表面138，第二表面凹槽134可以具有应用到其的相对的曲率，以保持沿着两个表面的一致的表面积，用于冲击衰减。
继续此方面，在第一表面凹槽132与第二表面凹槽134相交的情况下，多个开口中的至少一个130被产生，以在板110中提供网状结构122。多个开口中的至少一个开口130可以从第一表面136到第二表面138完全地延伸穿过板厚度124。随着更大数目的第一表面凹槽132和第二表面凹槽134被应用到板110的第一表面136和第二表面138两者，产生更大量的开口(例如130)。尽管开口(例如130)的量越大允许通过冲击板的通风量和可模制性越大，但在这些开口130处的凹槽132、134的相交部可能容易撕裂，因为冲击板110可以被连续地重新模制。设想与第二凹槽(例如134)相交的表面凹槽(例如132)的交点可以具有曲率，以便防止撕裂。这样，在各方面中，多个凹槽的交点可以具有从约0.1mm到0.4mm的相交曲率半径。
虽然未示出，但在其他方面中，多个开口(例如130)可以由形成蜂窝状结构的壁的网络形成。壁的网络可以形成类似于六边形棱柱的一系列管状单元，其中每个单元的相对基部是开放式的(open-ended)。这样，板可以包括从第一表面到第二表面完全地延伸穿过板厚度的各种开口。每个壁可以具有不同的尺寸。例如，每个壁可以包括从第一表面延伸到第二表面的壁高度，并且壁高度可以构成板主体的该特定位置处的板厚度。
如图1A中描绘的，冲击板110的某些方面具有缝合通道114，缝合通道114定位在冲击板110的周界边缘116附近。缝合通道114提供通过穿过缝合通道114应用线迹(stitch)将冲击板110附接到服装物品或缓冲元件的示例性手段。通常，缝合通道114由冲击板110的第一表面136和第二表面138之间的板厚度124的减小形成，允许板110在缝合或以其他方式联接到服装物品或缓冲元件时被刺穿。例如，缝合通道114在第一表面136和第二表面138之间可以具有在1mm和3mm范围内的板厚度124。此外，缝合通道114可以被定位在周界边缘116附近，在距周界边缘116在4mm至9mm之间的距离处。然而，这些量和范围仅仅是本公开的方面的示例，并且其他方面可以包括大于或小于指定范围的距周界边缘116的距离。
在包括缝合通道114的示例性方面中，当板110经受冲击力时，可以围绕缝合通道114产生峰值冲击压力点，这可以限制板110的冲击衰减。因此，本发明的各方面包括最小化冲击压力峰值点的区域(例如，内部部分148)。如图1A和图1C中描绘的，内部部分148包括板厚度124的增加，并且包括很少以至没有开口130，以便保留冲击板110的整体冲击衰减特征。因此，内部部分148可以加强由厚度的减小导致的冲击板的峰值压力点。例如，内部部分148可以具有从朝向冲击板110的中央146延伸的缝合通道114测量的5mm至20mm的内部部分宽度140。
如提到的，冲击板110可以具有弹性性质，使得其可以被重复地模制并且重新模制以贴合穿着者的身体表面。基于冲击板110的可模制性质和弹性性质，它可能更容易撕裂。因此，冲击板110的各方面包括防止冲击板110通过重新模制过程断裂或撕裂的特征和尺寸。特别地，并且如以上讨论的，第一表面凹槽132和第二表面凹槽134的交点可以具有平滑拐角，该平滑拐角具有在.15mm至.5mm之间的范围内的曲率半径。此外，在各方面中，缝合通道的拐角(例如，图1C中的108a、108b)可以具有曲率半径。例如，缝合通道拐角108a和108b可以具有从.3mm到.7mm的曲率半径。
现在转到图2，图2描绘了冲击板的各方面，该冲击板包括不具有平滑曲率但仍保持预先确定的曲率半径212的周界边缘拐角218。周界边缘拐角218可以基于一系列周界边缘侧面200、201、202和一系列拐角208、214、216是大体上弯曲的，这些周界边缘侧面和拐角提供从冲击板的第一侧204到冲击板的第二侧206的整体逐渐过渡。设想，具有一系列拐角208、214、216的一系列周界边缘侧面200、201、202可以具有与包括平滑弯曲的过渡部的周界边缘拐角相同的冲击衰减品质(例如，如图1A中描绘的)。虽然该系列拐角208、214、216被描绘成有角度的或尖的，但设想该系列拐角可以是圆形的或大体上圆形的。
继续，虽然周界边缘拐角218通过使用多个周界边缘侧面而是大体上弯曲的，但它仍然可以包括预先确定的曲率半径212。大体上弯曲的拐角可以通过从第一周界边缘侧面204到第二周界边缘侧面206的逐渐过渡来最小化压力峰值点。特别地，该系列拐角208、214和216可以由一系列周界边缘侧面200、201、202来界定。假想圆220可以基于从第一侧204到第二侧206的增量过渡被绘制成穿过周界边缘拐角218的部分，尽管周界边缘拐角218包括具有一系列拐角208、214、216的一系列周界边缘侧面200、201、202。例如，假想圆220可以大体上通过该系列拐角208、214、216来追踪，以产生假想圆220。然后，非弯曲或大体上弯曲的拐角的曲率半径212可以由假想圆220的半径来界定。因此，预先确定的曲率半径212的冲击衰减优势可以通过不具有完全平滑的、圆形的拐角的周界边缘拐角218来实现。
现在转向图3A，图3A描绘了冲击板310的可选择的形状，该冲击板310包括多个周界边缘拐角，根据本文的各方面，所有这些拐角具有预先确定的曲率半径。在示例性方面中，冲击板310由周界边缘316界定，周界边缘316包括多个周界边缘拐角，例如周界边缘拐角318a和318b。在各方面中，多个周界边缘拐角318a和318b可以具有预先确定的曲率半径312。多个周界边缘拐角318a和318b可以具有如图3B中示出的预先确定的曲率半径312，该曲率半径312被特定地选择以用于其冲击衰减性质。
继续参考图3B，可以确定预先确定的曲率半径312。特别地，曲率半径312可以通过绘制假想圆320来确定，该假想圆320大体上适合多个周界边缘拐角318b中的一个的正常选择。假想圆320的半径312因此表示多个周界边缘拐角318b中的一个的曲率半径312。在各方面中，预先确定的曲率半径312从18mm至28mm之间的范围选择。在示例性方面中，预先确定的曲率半径312是23mm。然而，这些量和范围仅仅是本公开的方面的示例，并且其他方面可以包括大于或小于指定范围的曲率半径。
另外，如图3C中描绘的，冲击板310可以包括相对均匀的并且在第一表面336和第二表面338之间延伸的板厚度324。在各方面中，板厚度324可以是相对地均匀的，并且可以在4mm至7mm之间。板厚度324据说是相对地均匀的，因为一些示例性方面由于冲击板310包括缝合通道314和/或网状结构322以及其他特征而具有变化的板厚度。如先前提到的，冲击板310的板厚度324可以被选择成优化冲击板310的可模制性和冲击衰减功能两者。例如，板厚度的增加可以降低冲击板的弹性，并且可以不利地影响穿着者将冲击板构造到穿着者的身体表面的能力。相反地，板厚度的减小可以增大冲击板的弹性，并且可能无法提供足够的保护免受冲击力，并且从而不符合由组织提出的行业标准法规。
继续参考图3A，示例性方面还可以包括冲击板310的第一表面326上的缝合通道314。缝合通道314可以被定位在周界边缘316附近，并且可以具有板厚度324的减小，以便允许通过线迹的方式将冲击板310联接到泡沫层(未示出)或服装物品(未示出)的手段。例如，冲击板310可以通过以下联接到服装物品：穿过缝合通道314和服装物品两者应用线迹，从而将冲击板310联接到服装物品。
在其中冲击板310可以包括缝合通道314的各方面中，冲击板310的各部分可以是脆弱的冲击压力峰值点。因此，在示例性方面中，冲击板310可以包括内部部分348，该内部部分348具有大致均匀的板厚度324并且具有很少以至没有开口，以便保留冲击板310的冲击衰减特征。例如，内部部分348可以具有从朝向冲击板310的中央346延伸的缝合通道314测量的5mm至20mm的内部部分宽度340。
仍然参考图3A，网状结构322可以包括一个或更多个第一表面凹槽332和一个或更多个第二表面凹槽334。如以上参考图1A-1D描述的，第一表面凹槽332中的一个或更多个可以与第二表面凹槽334中的一个或更多个相交，以产生网状结构322的开口330。设想在一个或更多个第一表面凹槽332与一个或更多个第二表面凹槽334相交的情况下，在交点处的拐角是弯曲的，以便增强冲击板310的结构完整性，并且减少由冲击板310的重复的重新模制造成的撕裂的机会。在一些方面中，这些网状交叉部具有从约.1mm到.4mm的曲率半径。
现在参考图4A和图4B，描绘了具有可模制特性的冲击板410，冲击板410可以包括冲击板110或冲击板310。用于构建冲击板410的材料的材料性质有助于其可重新模制特性和其冲击衰减品质。在各方面中，冲击板410中使用的材料的材料性质具有弹性体品质，使得冲击板410可以在宽范围的温度弹性地变形，仍保持足够的刚性以便在冲击板410的表面上重新分布冲击力。此外，冲击板410可以包括特定的冲击强度，以充分地吸收来自冲击力的能量而不断裂。
在示例性方面中，冲击板410可以包括具有弹性体品质的聚合物材料。例如，聚合物材料可以是基于聚氨酯的聚合物。聚合物可以包括各种组分，包括多元醇或多元醇和异氰酸酯的混合物，包括扩链剂。聚合物还可以包括辅助组分，例如催化剂、消泡剂、固化剂、发泡剂或着色剂。
除了其他方面之外，多元醇或多元醇的混合物为反应提供官能羟基基团(即，充当亲核体(nucleophile))。此外，多元醇一种或更多种多元醇的混合物可以以各种比率(例如，基于分子量)被选择，以获得具有一定拉伸强度的材料。例如，较高的比率(即，较大分子量的多元醇)可以产生更有弹性的聚氨酯，而较低的比率(即，较低分子量的多元醇)可以产生更刚性的聚合物。示例性多元醇包括酯、醚、己内酯和硅氧烷。
异氰酸酯为反应提供异氰酸酯基团(即，充当亲电体)，并且可以使用二异氰酸酯，例如甲基二异氰酸酯(MDI)、六亚甲基二异氰酸酯和脂肪族二异氰酸酯。异氰酸酯的比率还可以影响聚合物的硬度。扩链剂可以包括二醇，以延长聚合物链，提供氢氧化物基团(hydroxide groups)，并且影响各种性质，例如柔性或刚性。
通常，催化剂可以帮助加速聚氨酯的反应，并且可以用于促进聚氨酯制剂中的期望的反应。这可以进一步影响所得组合物的性质。如本领域已知的，聚合物中可以使用许多合适的催化剂，包括金属催化剂(例如辛酸亚锡、铋、锌以及类似物)。
聚合物的示例性方面可以包括消泡剂(“抗起泡剂(anti-foaming agent)”、“除泡剂(antifoamer)”)，其有助于在加工期间从聚合物材料中移除捕集的气体(例如空气)。消泡剂(defoamer)可以用作表面张力抑制剂、润滑剂和/或湿润剂，以促进气体释放。消泡剂的示例包括有机硅、碳氢化合物、碳氟化合物、聚醚或其组合。
在示例性方面中，冲击板410还可以包括其他辅助组分，例如发泡剂、固化剂或着色剂。例如，可以选择任何合适的发泡剂来帮助在加工期间调节聚合物的微孔结构(cellular structure)。特别地，任何合适的发泡剂可以用于影响整个聚合物中的泡孔(cell)的尺寸和分布，以产生本文描述的材料性质。关于固化剂或着色剂，可以使用任何合适的固化剂或着色剂。
在示例性方面中，冲击板410可以包括聚合物材料，该聚合物材料包括在材料的总重量的从47％至50％的范围内的多元醇。此外，聚氨酯可以构成材料的总重量的约43％至47％。材料的剩余百分比可以包括固化剂(2.9％至6.9％)、催化剂(0.05％至0.09％)、发泡剂(0.15％至0.35％)、消泡剂(.15％至0.35％)和着色剂(0.29％至0.69％)。示例性的聚合物材料可以包括由中国深圳市的Yaywork Palstical Products Shenzhen Co.,Ltd.制造的聚合物材料。
冲击板410可以包括除以上列出的要素之外的或代替以上列出的要素的其他组分。此外，冲击板410可以包括除聚氨酯之外(或代替聚氨酯)的具有以下描述的材料性质的其他聚合物。在示例性方面中，冲击板410可以包括具有拉伸强度的聚合物材料，该拉伸强度能够实现冲击板410在宽范围的温度并且在不使用外部要素例如水或热的情况下的可模制性和可重新模制性。冲击板410中使用的材料的拉伸强度允许弹性体品质，使得冲击板410在给定的应力下从第一构造弹性地变形到第二构造(例如，不同的曲率)，并且当应力被移除时返回到其预应力构造(pre-stressed configuration)。
此外，冲击板410可以利用例如由弹性回弹材料提供的应力或力而大体上保持其新产生的构造。虽然冲击板410的拉伸强度可以决定冲击板410在移除一个或更多个外力420后返回其初始构造的趋势，但冲击板410可以包括具有拉伸强度的聚合物材料，该拉伸强度允许冲击板410在联接到服装物品的弹性回弹层时大体上保持其构造。因此，当服装物品被使用者穿着时，冲击板410的构造被保持。换句话说，当服装物品被穿着者穿着时，服装物品的弹性回弹材料可以施加足以保持冲击板410的构造的第二外力。
拉伸强度是聚合物材料能够承受的最大应力水平，并且由国家标准拉伸强度测试来确定，例如由ASTM D638规定的测试和标准。例如，聚合物材料的拉伸强度可以使用ASTMD638-14测试方法，使用3.1mm的样品厚度、50mm/min的测试速度、25mm的标距长度，并且在23摄氏度和50％相对湿度的条件持续48小时来确定。关于图4A，冲击板410可以包括具有本文描述的拉伸强度的聚合物材料，该拉伸强度允许通过施加一个或更多个外力420将板从第一构造402模制到第二构造406(如图4B中示出的)。因此，由具有本文描述的拉伸强度的聚合物材料形成冲击板410允许冲击板410根据使用者的舒适性被模制(和重新模制)，而不引入热或固化剂(例如水)。
此外，冲击板410中使用的聚合物材料的拉伸强度使得冲击板410能够在宽范围的温度被模制，包括从0摄氏度至40摄氏度。例如，冲击板410可以利用在0摄氏度和40摄氏度之间的第一温度施加第一外力可模制到第一位置。然后，冲击板可以利用在0摄氏度和40摄氏度之间的第二温度施加第二外力可重新模制到第二位置。
在示例性方面中，根据在ASTM D638下提出的测试程序，冲击板410中使用的聚合物材料的拉伸强度被选择在约40MPa至50MPa的范围内。在又一方面中，冲击板410中使用的聚合物材料的拉伸强度是44.6MPa。
应当理解，冲击板中使用的聚合物材料还可以通过延展性的量度(例如测试样品的断裂伸长率)来定义。这种拉伸性质可以例如使用用于确定拉伸强度的相同标准和程序来确定，例如由以上描述的ASTM D638规定的标准和程序。聚合物材料的断裂伸长率可以通过轴向长度的变化除以断裂之后测试样品的原始长度来定义。虽然拉伸强度主要在本申请中被提及，但聚合物材料的断裂伸长率可以进一步界定冲击板410中使用的聚合物。在示例性方面中，冲击板410可以由具有在200％至250％范围内的断裂伸长率的聚合物材料形成。在另一方面中，断裂伸长率可以是222％。
现在转向图5，图5描绘了根据本文的各方面的经受冲击力502的示例性冲击510。虽然冲击板510可以具有弹性品质，但它也可以是足够地硬或刚性，以便横跨板510的第二表面538重新分布出现在第一表面536处的冲击力502，导致沿着第二表面538的一个或更多个较小的冲击力504。特别地，具有本文描述的拉伸强度的聚合物材料可以允许本发明的各方面通过弹性变形550部分地吸收冲击力的一部分，但保持足够的刚性，以便同时将冲击力502扩散到整个冲击板主体中并且扩散到第二表面538上。因此，冲击板510中使用的聚合物材料的材料性质允许冲击板通过冲击测试标准并且保护穿着者免受冲击力。
此外，聚合物材料的特定冲击强度可以有助于冲击板510的抗冲击特性。在各方面中，冲击板510可以包括具有冲击强度的聚合物材料，以便吸收一定量的能量而不断裂。例如，当冲击板510的第一表面536经受冲击力502时，聚合物材料的特定冲击强度有助于冲击板吸收冲击力并且将该力转移到整个板主体中以及转移到第二表面528上而不断裂的能力。也就是说，冲击板510可以承受突然的冲击力而不开裂或断裂。
存在用于确定冲击强度的各种方法，例如如在ASTM D256中提出的IZOD冲击测试。例如，使用具有22J的摆锤容量(capacity)的ASTM D256-2010方法A，可以确定测试样品的部分破裂的悬臂梁式抗冲击性(Izod impact resistance)(“冲击强度”)。在示例性方面中，冲击板510可以包括具有在如在由ASTM D256提出的标准下测试的约1100J/m至1400J/m范围内的冲击强度的聚合物材料。在还其他方面中，冲击板510可以包括具有根据ASTMD256标准1287J/m的冲击强度。
包含具有本文描述的性质或以上描述的优化尺寸的聚合物材料的冲击板的一个功能优势是，冲击板可以通过冲击测试机制，例如美国专利第8,997,579号中陈述的那些机制，该专利以其整体据此并入。因此，描述的冲击板的各方面能够承受冲击力并且保护穿着者，同时仍然能够在宽范围的温度被模制和重新模制，并且不使用热或外部固化剂。
图6描绘了本发明的各方面，其中冲击板610可以直接地或间接地被联接到服装物品600的纺织品层或衣服层。本发明的各方面可以包括使用冲击板610作为尾骨板、肘板、胸板、大腿板以及类似物。因此，冲击板610可以在联接到合适的服装物品(例如衬衫、夹克、短裤和裤子)时保护穿着者。
如描绘的，服装物品可以由纺织品层640形成。纺织品层640可以部分地包括通过例如针织工艺或编织工艺产生的弹性回弹材料。弹性可以通过使用一种或更多种合成或天然的弹性纱线、纤维或丝材诸如氨纶(Spandex)、弹性纤维、橡胶、莱卡(Lycra)以及类似物来实现。如在整个本公开中使用的，术语弹性回弹可以被定义为材料响应于力拉伸并且当力被移除时返回到非拉伸状态的能力。纺织品层640可以呈现出双向拉伸或四向拉伸。任何以及所有的方面以及其任何变型被设想为在本文的各方面内。
在示例性方面中，使用者可以将冲击板610构造成特定的构造，以便贴合穿着者的身体表面。例如，如以上参考图4A-B描述的，在将冲击板610可移除地附接到纺织品层640之前，穿着者可以施加力以使板弯曲以贴合穿着者的大腿表面。纺织品层640的弹性回弹材料可以提供足够的外力，以在服装物品600被使用者穿着时保持冲击板610的模制构造。在另一个示例中，冲击板610可以被永久地附连到服装物品610。当穿着者穿上服装物品600时，冲击板610将模制以符合例如穿着者的大腿的表面形貌。再次，纺织品层640的弹性回弹材料将提供足够的外力以保持冲击板610的模制构造。
通常，冲击板610可以使用各种技术被联接到纺织品层640。例如，冲击板可以被直接地结合或粘合到纺织品层640，或者通过装饰件(trim)或其他纺织品联接技术来结合。可选择地，冲击板610可以使用各种机械联接机构被联接到纺织品层640。例如，冲击板610可以通过穿过冲击板610和穿过纺织品层640的表面应用线迹614被联接到纺织品层(使用例如缝合通道)。可选择地，冲击板610可以使用钩环紧固件、铆钉或其他机械紧固件被联接到纺织品层640。如以上陈述的，冲击板610可以被可移除地附连或永久地附连到纺织品层640。
图7描绘了示例性冲击垫700的冲击板710和缓冲元件例如泡沫层720的横截面视图。如参考图6描述的，冲击垫700可以被集成或联接到服装物品的纺织品层。通常，缓冲元件可以被定位在冲击板710和穿着者的身体之间。因此，缓冲元件例如泡沫层720提供另外的保护用于冲击衰减。
如图7中描绘的，冲击垫700的示例性方面可以包括泡沫层720，该泡沫层720是纺织品层的第一表面760的基底层。因此，泡沫层720可以被集成到纺织品层中，使得泡沫层720被纺织品层包封。也就是说，泡沫层720可以被由纺织品层的第一表面760和纺织品层的第二表面740形成的口袋包围或围合(enclose)。然而，这仅仅是本发明的一个方面。其他方面可以重新安排如何将泡沫层720集成或以其他方式联接到服装物品。例如，泡沫层720可以被联接到纺织品层的顶部表面(例如，面向外的表面)，使得泡沫层720可以被定位在冲击板710和纺织品层之间。任何以及所有的方面以及其任何变型被设想为在本文的各方面内。
关于冲击板710，冲击板710也可以被集成或联接到服装物品的纺织品层。可选择地或另外，冲击板710可以被联接到泡沫层720。例如，冲击板710可以经由纺织品层的第一表面760被间接地附连到泡沫层720。在其他方面中，冲击板710可以被直接地附连到泡沫层720，该泡沫层720又被联接到纺织品层的面向外的表面。尽管冲击板710被描述为被附连或联接，但设想这可以包括可移除的或永久的附接。
在缓冲元件内使用的尺寸、形状和材料可以随着所选择的材料的整体性质而变化。即，通过改变缓冲元件内使用的尺寸、形状和材料，缓冲元件的可压缩性、冲击力衰减、屈曲、拉伸、透气性和总质量可以被定制成用于特定目的或产品。
例如，缓冲元件可以包括泡沫层720，泡沫层720可以包括材料例如橡胶和低密度聚乙烯(例如，60％橡胶和40％LDPE)的复合材料。并且在其他方面中，泡沫层720可以包括聚酰胺6(例如尼龙6(Nylon 6))组合物。构建泡沫层720的材料可以呈现出不同的特性，例如特定的冲击衰减性能、疏水性、抗收缩性和总重量。在这方面，与橡胶和低密度聚乙烯的复合材料相比，聚酰胺-6泡沫可以提供更好的疏水性、抗收缩性和更低的重量。在另外的方面中，泡沫层720包括在约5mm至约9mm范围内的缓冲元件厚度730。
现在参考图8，冲击板810的各方面可以被容纳在服装物品806的口袋内。更具体地，冲击板810可以被构造或成形，以便被容纳在服装物品806的口袋802内。如以上描述的，服装物品810可以部分地由通过针织工艺或编织工艺产生的弹性回弹材料形成。
此外，服装物品806可以包括口袋802，口袋802可移除地保持冲击板810，以便将冲击板810固定到穿着者的身体表面，从而保护穿着者的一部分例如大腿、脚踝、臂、背部以及类似部分免受冲击力(未示出)。在另外的方面中，缓冲元件，例如参考图7描述的缓冲元件，可以被联接到冲击板810，从而包括冲击垫，该冲击垫可以可移除地保持在服装物品806的口袋802内。在可选择的方面中，缓冲元件可以是服装物品806的基底层，使得只有冲击板810(并且不是缓冲元件)被可移除地保持在口袋内。
冲击板810的可模制特性允许冲击板810从第一构造被模制到第二构造(如图4中描绘的)。然后，如图8中描绘的，冲击板810可以被容纳到口袋802中。因此，当服装物品806被个体穿着时，弹性回弹材料可以保持冲击板的第二构造。可选择地，冲击板810可以包括在被容纳在口袋802内之前的第一构造和在被容纳在口袋802内之后的第二构造。换句话说，冲击板810可以在被插入到口袋802中之后模制成穿着者的大腿区域的表面形貌。任何以及所有的方面以及其任何变型被设想为在本文的各方面内。
图9图示了联接到柔性带920的冲击板910的方面。冲击板910可以通过各种方法被联接到柔性带920，包括使用钩环紧固件、缝合、粘合剂、铆钉或其他机械紧固件以及类似物。柔性带920是可调节的，使得其收紧或放松以相应地将冲击板910固定到穿着者的身体。柔性带920可以在第一端处具有环形带扣930，以容纳柔性带920的第二端960，然而其它固定装置被设想为在本文的各方面内(搭扣、钮扣、其它类型的带扣及类似物)。柔性带920可以通过将第二端960滑动穿过环形带扣930并且通过钩环紧固件940紧固柔性带920而被固定到穿着者的身体。
在各方面中，冲击板910可以在诸如0摄氏度至40摄氏度的宽范围温度使用外力从第一构造被模制到第二构造，并且不使用诸如温度或水的任何外部要素来固化冲击板910。因此，穿着者可以将冲击板模制成第二构造以贴合穿着者的身体表面。由于冲击板910的可模制特性，冲击板910从柔性带920的收紧大体上保持第二构造，从而将冲击板910固定到穿着者的身体表面。换句话说，柔性带920帮助将冲击板910保持在第二构造中。在另外的方面中，冲击板910还可以被联接到缓冲元件(未示出)以形成冲击垫。然后，冲击垫可以被联接到柔性带920，并且可模制以贴合穿着者的身体表面。
本发明已经关于特定的示例进行了描述，这些特定的示例在所有的方面中旨在是说明性的而非限制性的。可选择的实施方案对本发明所属领域的普通技术人员而言将变得明显，而不脱离本发明的范围。某些特征和子组合具有实用性并且可以不参考其他特征和子组合而被使用，并且被设想在本公开和权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种冲击板系统，包括：纺织品层，其包括至少第一表面，所述纺织品层包括弹性回弹材料；以及可模制板，其联接到所述纺织品层的所述第一表面，所述可模制板包括具有根据ASTM D638标准在40MPa至50MPa的范围内的拉伸强度的聚合物材料。
2.如权利要求1所述的冲击板系统，其中，所述聚合物材料是具有弹性体品质的基于聚氨酯的聚合物。
3.如权利要求1所述的冲击板系统，其中，利用在0摄氏度和40摄氏度之间的第一温度施加第一外力，所述可模制板可模制到第一位置。
4.如权利要求3所述的冲击板系统，其中，利用在0摄氏度和40摄氏度之间的第二温度施加第二外力，所述可模制板可重新模制到第二位置。
5.如权利要求1所述的冲击板系统，还包括泡沫层，所述泡沫层是所述纺织品层的所述第一表面的基底，并且被定位在所述可模制板和使用者的身体表面之间。
6.如权利要求5所述的冲击板系统，其中，所述泡沫层包括聚乙烯泡沫。
7.如权利要求1所述的冲击板系统，其中，联接机构被构造成将所述可模制板联接到所述纺织品层的所述第一表面。
8.如权利要求7所述的冲击板系统，其中，所述聚合物材料还包括根据ASTM D256标准在1100J/m至1400J/m之间的冲击强度。
9.一种冲击板系统，包括：服装物品，其包括弹性回弹材料；以及可模制板，其中，所述服装物品包括口袋，所述口袋被构造成可移除地保持所述可模制板，并且所述可模制板包括具有根据ASTM D638标准在40MPa至50MPa的范围内的拉伸强度的聚合物材料。
10.如权利要求9所述的冲击板系统，其中，利用在0摄氏度和40摄氏度之间的第一温度施加外力，所述可模制板是可模制为第一构造的。
11.如权利要求10所述的冲击板系统，其中，所述服装物品的所述口袋向所述可模制板施加第二外力，使得当所述服装物品被穿着者穿着时，所述第二外力足以保持所述可模制板的所述第一构造。
12.如权利要求10所述的冲击板系统，其中，所述冲击板系统还包括泡沫层，所述泡沫层被联接到所述可模制板以形成冲击垫。
13.如权利要求12所述的冲击板系统，其中，利用在0摄氏度和40摄氏度之间的第二温度施加第二外力，所述冲击垫是可模制为第二构造的。
14.一种冲击板系统，包括：纺织品层，其包括至少第一表面，所述纺织品层包括形成为服装物品的弹性回弹材料；以及可模制板，其被联接到所述纺织品层的所述第一表面，其中，所述可模制板包括具有根据ASTM D638标准在40MPa至50MPa的范围内的拉伸强度的聚合物材料，并且所述可模制板是可模制为第一构造的。
15.如权利要求14所述的冲击板系统，其中，所述可模制板在0摄氏度和40摄氏度之间的第一温度是可模制为所述第一构造的。
16.如权利要求15所述的冲击板系统，其中，当所述服装物品被穿着者穿着时，所述纺织品层的所述弹性回弹材料保持所述可模制板的所述第一构造。
17.如权利要求16所述的冲击板系统，其中，所述可模制板在0摄氏度和40摄氏度之间的第二温度是可模制为第二构造的，并且进一步其中，当所述服装物品被穿着者穿着时，所述纺织品层的所述弹性回弹材料保持所述可模制板的所述第二构造。
18.如权利要求14所述的冲击板系统，还包括聚乙烯泡沫层，所述聚乙烯泡沫层是所述纺织品层的所述第一表面的基底，所述聚乙烯泡沫层定位在所述可模制板和穿着者的身体表面之间。
19.如权利要求18所述的冲击板系统，其中，所述聚乙烯泡沫层包括在5mm至9mm之间的厚度。
20.如权利要求14所述的冲击板系统，其中，所述聚合物材料还包括根据ASTM D256标准在1100J/m至1400J/m之间的冲击强度。
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