DE112016005091T5 - Mehrschichtartikel mit verbessserter Schlagfestigkeit - Google Patents

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Murali Sethumadhavan
David Sherman
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Abstract

In einer Ausführungsform umfasst ein Mehrschichtartikel eine erste Polymerschaumschicht; eine zweite Polymerschaumschicht; und eine zwischen der ersten Polymerschaumschicht und der zweiten Polymerschaumschicht angeordnete Kohlenstoffschicht. In einer anderen Ausführungsform kann ein Artikel, wie ein Helm, den Mehrschichtartikel umfassen.

Description

  • HINTERGRUND
  • Eine Schutzausrüstung wird von Personen zum Schutz vor Verletzung getragen. Beispielsweise ist die Verwendung von schützender Kopfbedeckung oder Helmen bei Fahrradfahren, und beim Fahren bestimmter anderer Motorfahrzeuge, bei körperbetonten Sportarten, und auf Baustellen oft zwingend erforderlich.
  • Eine üblicherweise verwendete schützende Kopfbedeckung umfasst ein hartes Außengehäuse mit einer zwischen Außengehäuse und Benutzer-Kopf angeordneten Schlagenergie-absorbierenden Polsterung. Im Allgemeinen erzeugt ein Schlag gegen das harte Gehäuse des Helms eine wuchtige Schockwelle, die das schockabsorbierende Material ableitet, um ihre Auswirkungen zu minimieren. Bei Sportarten, wie Baseball oder Cricket, besteht der Hauptzweck des Helms darin, den Kopf vor dem Aufprall eines Balls mit hoher Geschwindigkeit zu schützen. Bei Sportarten, wie Football, wird der Helm zunehmend als initialer Kontaktpunkt während des Tacklings und Blockings eingesetzt. Die Erzeugung einer wuchtigen Stoßwelle bei einer oder mehreren dieser Erscheinungen kann zu einer Gehirnerschütterung (Aufprall der Hirnmasse gegen den Schädelknochen mit moderater Kraft) oder sogar einer Hirnprellung (Aufprall der Hirnmasse gegen den Schädelknochen mit hoher Kraft) und auch zu Schädelbruch führen.
  • Daher ist ein verbessertes schockabsorbierendes Material, beispielsweise zur Verwendung in Schutzausrüstung äußerst erwünscht, um zur Verringerung der Kraft des Schlags beizutragen, den der Träger der Schutzausrüstung erfährt.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Offenbart wird hier ein Mehrschichtartikel mit verbesserter Schlagfestigkeit und ein Verfahren zur Herstellung und Verwendung desselben.
  • In einer Ausführungsform umfasst ein Mehrschichtartikel eine erste Polymerschaumschicht; eine zweite Polymerschaumschicht; und eine zwischen der ersten Polymerschaumschicht und der zweiten Polymerschaumschicht angeordnete Kohlenstoffschicht.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann ein Artikel, wie ein Helm, den Mehrschichtartikel umfassen.
  • Die vorstehend beschriebenen und weitere Merkmale werden durch die folgenden Figuren beispielhaft erläutert und in der Beschreibung näher betrachtet.
  • Figurenliste
  • Die folgenden Figuren sind beispielhafte Ausführungsformen, wobei die gleichen Elemente die gleichen Nummern tragen.
    • 1 ist eine Veranschaulichung einer Ausführungsform eines Mehrschichtartikels; und
    • 2 ist eine Veranschaulichung einer Ausführungsform eines Mehrschichtartikels, der eine Haftschicht umfasst.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die Erfinder hiervon haben überraschend festgestellt, dass ein Mehrschichtartikel, umfassend eine erste Polymerschaumschicht, eine zweite Polymerschaumschicht, und eine zwischen der ersten Polymerschaumschicht und der zweiten Polymerschaumschicht angeordnete Kohlenstoffschicht, verbesserte Schlagfestigkeit verglichen mit einer alleinstehenden Schaumschicht oder Kohlenstoffschicht aufweist. Beispielsweise besitzt der Mehrschichtartikel eine verbesserte Schlagabsorption von mehr als oder gleich 15%, oder größer als oder gleich 25% relativ zu der gleichen Mehrschicht, jedoch ohne die Kohlenstoffschicht. Der Mehrschichtartikel kann auch eine vergleichbare Kompressionskraft-Durchbiegung (CFD) aufweisen, beispielsweise innerhalb von 20% oder innerhalb von 10% einer CFD der gleichen Mehrschicht, jedoch ohne die Kohlenstoffschicht. Der Mehrschichtartikel kann beispielsweise in Schutzausrüstung wie Helmen verwendet werden. Verglichen mit gängigen Helmmaterialien, würde der Mehrschichtartikel dünneren und leichteren Schutz erlauben und kann bequemer sein, da eine der Schaumschichten mit dem Kopf des Trägers in Kontakt sein könnte.
  • Der Mehrschichtartikel umfasst eine erste Polymerschaumschicht, eine Kohlenstoffschicht, und eine zweite Polymerschaumschicht, beispielsweise wie in 1 und 2 veranschaulicht. 1 veranschaulicht, dass die erste Polymerschaumschicht-Innenfläche 14 der ersten Polymerschaumschicht 10 mit der ersten Kohlenstoffschichtseite 22 von Kohlenstoffschicht 20 in Kontakt ist, und dass die zweite Polymerschaumschicht-Innenfläche 32 der zweiten Polymerschaumschicht 30 mit der zweiten Kohlenstoffschichtseite 24 der Kohlenstoffschicht 20 in Kontakt ist. 2 veranschaulicht, dass die erste Haftschicht 40 zwischen der ersten Polymerschaumschicht 10 und der Kohlenstoffschicht 20 angeordnet ist, und dass die zweite Haftschicht 50 zwischen der zweiten Polymerschaumschicht 30 und der Kohlenstoffschicht 20 angeordnet ist.
  • Die ersten Polymerschaumschicht und die zweite Polymerschaumschicht können jeweils unabhängig einen Schaum umfassen. Die ersten Polymerschaumschicht und die zweite Polymerschaumschicht können den gleichen Schaum umfassen. Die erste Polymerschaumschicht und die zweite Polymerschaumschicht können unterschiedlichen Schaum umfassen. Wie hierin verwendet, bezieht sich „Schaum (Schäume)“ auf ein polymeres Material mit einer Zellstruktur, wobei die Zellen offen (vernetzt) oder geschlossen sein können. Die Eigenschaften des Schaums (z.B. Dichte, Modul, Stauch- und Shorehärte, Zugfestigkeit, Reißfestigkeit, usw.) können durch Variation der Komponenten der reaktiven Zusammensetzungen, wie aus der Technik bekannt, eingestellt werden. Die Schäume sind komprimierbar, d.h. weich, und können Dichten von weniger als 65 pounds pro Kubikfuß (pcf) (1,041 kg pro Kubikmeter (kg/m3)), bevorzugt weniger als oder gleich 55 pcf (881 kg/m3), besonders bevorzugt nicht mehr als 25 pcf (400 kg/m3), einen Totvolumengehalt von 20 bis 99%, bevorzugt 30 bis 80%, bezogen auf das Gesamtvolumen des Polymerschaums, aufweisen. Der Schaum kann eine Dichte von 5 bis 30 pcf (80 bis 481 kg/m3) aufweisen. Der Schaum kann eine 25%-CFD von 0,5 bis 20 pounds pro in2 (psi) (3,4 bis 138 Kilopascal (kPa)) wie bestimmt durch ASTM-D 3574 aufweisen: PTP-0033 bei 25% Verformung. Der Schaum kann eine bleibende Verformung bei 70 Grad Fahrenheit (°F) (21 Grad Celsius (°C)) von weniger als 10%, speziell weniger als 5% aufweisen, wie bestimmt gemäß ASTM-D 3574, Test D. Der Schaum wird aus einer Vorläufer-Zusammensetzung hergestellt, die vor oder gleichzeitig mit dem Schäumen gemischt wird.
  • Die erste Polymerschaumschicht und/oder die zweite Polymerschaumschicht können eine große Auswahl an Polymerschäumen umfassen, darunter verschiedene thermoplastische oder warmhärtbare Harze. Beispiele von Polymeren, die zur Verwendung in einer Schaumschicht geschäumt werden können, schließen ein: Polyacetale, Polyacryle, Styrol-Acrylnitril (SAN), Polyolefin, AcrylnitrilButadien-Styrol (ABS), Polykohlenstoffe, Polystyrole, Polyester wie Polyethylenterephthalate und Polybutylenterephthalate, Polyamide wie Nylon 6; Nylon 6,6; Nylon 6,10; Nylon 6,12; Nylon 11 oder Nylon 12, Polyamidimide, Polyarylate, Polyurethane, Ethylen-Propylen-Kautschuke (EPR), Polyurethane, Epoxy-Verbindungen, Phenole, Silikone und dergleichen oder eine Kombination umfassend mindestens eines der Vorgenannten.
  • Der Schaum kann einen Polyurethan- oder einen Silikonschaum umfassen. Offenzellige, niedermolulare Polyurethanschäume sind wegen ihrer günstigen Kompressionskraftablenkung, bleibenden Verformung, sowie ihrer guten Trageeigenschaften bevorzugt. Der Polyurethanschaum kann eine durchschnittliche Zellengröße von 50 bis 250 Mikrometer (µm) (wie es gemäß ASTM D 3574-95 gemessen werden kann); eine Dichte zwischen etwa 5 bis 30 pcf, bevorzugt 6 bis 25 pcf; eine Verformung bei 70°F (21 Grad Celsius (°C)) von weniger als etwa 10%, wie bestimmt gemäß ASTM-D 3574 Test D; und eine 25-%-Kompressionskraftablenkung von 1 bis 9 psi (7 bis 63 kPa) wie bestimmt durch ASTM-D 3574: PTP-0033 bei 25% Verformung aufweisen. Solche Materialien sind beispielsweise unter dem Markennamen PORON von der Firma Rogers Corporation, Woodstock, Conn. auf dem Markt. PORON-Schäume wurden formuliert, um einen ausgezeichneten Bereich an Eigenschaften, darunter ausgezeichnete Druckverformungsfestigkeit, bereitzustellen. Schäume mit einer solchen Druckverformungsfestigkeit können Dämpfung bereitstellen und ihre ursprüngliche Gestalt oder Dicke unter Lasten für längere Zeiten beibehalten. Der Schaum kann einen hochschlagfesten PORON XRD™-Schaum umfassen. Der Schaum kann einen hochschlagfesten PORON CFD™-Schaum umfassen.
  • Die erste Polymerschaumschicht und die zweite Polymerschaumschicht können jeweils unabhängig eine Dicke von 0,1 bis 10 Millimeter (mm), speziell 0,3 bis 5 mm aufweisen.
  • Die Kohlenstoffschicht kann eine Graphen-Folie, eine Kohlefaserbahn, eine Kohlenstoff-Nanoröhrchenbahn, oder eine Kombination, umfassend mindestens eines der Vorgenannten, umfassen. Die Kohlenstoffschicht kann eine Dicke von 0,3 nm bis 2 mm aufweisen.
  • Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Graphen-Folie“ auf eine oder mehrere Schichten von aromatischen polycyclischen Kohlenstoffatomen, die über sp2-Bindungen kovalent miteinander gebunden sind. Die Kohlenstoffatome können miteinander unter Bildung einer hexagonalen Anordnung gebunden sein. Die Graphen-Folie kann eine oder mehrere Schichten von Graphen-Folien, beispielsweise 1 bis 100, oder 1 bis 50, oder 5 bis 10 Graphen-Folien umfassen. Die Graphen-Folie kann eine hohe Zugfestigkeit (beispielsweise 100 bis 200 Gigapascal (GPa)) und/oder ein hohes mechanisches Modul (beispielsweise ein Y-oung-Modul von mehr als oder gleich 0,5 Terapascal (TPa), oder 0,5 bis 1,5 TPa aufweisen. Die Graphen-Folie kann eine Dicke von 0,3 bis 100 Nanometer (nm), oder 1 bis 50 nm, oder 2 bis 10 nm aufweisen.
  • Die Graphen-Folie kann durch Lösungsmittelgießen (beispielsweise aus einer Lösung umfassend Graphit und/oder Graphen, Wasser und wahlweise Ammoniak), chemische Dampfabscheidung (CVD) auf ein Metall (d.h. ein Folien)-Substrat, chemische Exfoliation, mechanische Exfoliation von Graphit, epitaxiales Wachstum oder Kohlenstoff-Nanoröhrchenschneiden und direkte Ultrabeschallung geformt werden.
  • Das Lösungsmittelgießen kann zuerst die Herstellung eines Graphitoxids durch Zugabe von Graphit und/oder Graphen zu Wasser; Oxidieren des Graphits und/oder Graphen; Zugabe eines Mittels wie Kaliumpermanganat; Neutralisieren des Mittel mit einen Neutralisationsmittel wie Wasserstoffperoxid; und Gewinnen des Graphitoxids umfassen. Das Graphitoxid kann eine durchschnittliche Teilchengröße von 1 bis 60, oder 10 bis 60 Mikrometer aufweisen. Eine Graphitoxidlösung, umfassend 0,1 bis 100 Milligramm pro Milliliter (mg/ml) des Graphitoxids und 0,1 bis 0,5 Gramm pro Liter (g/L) Ammoniak, kann dann hergestellt und auf ein Stahlsubstrat (wie eine Stahllegierung, umfassend Nickel und Chrom und mit einem Kohlenstoff-Kugelgefüge) aufgebracht (beispielsweise durch Fallgießen, Sprühtrocknen oder Spinbeschichten) und getrocknet werden. Das Trocknen kann bei 20 bis 35°C für 5 bis 32 Stunden erfolgen. Das Trocknen kann beispielsweise das Aufbringen einer Mehrfrequenz-IR-Strahlung in einem Vakuum (beispielsweise 3 kPa bis 100 MPa), oder in Stickstoffgas durch Aufbringen von lang-, mittel und kurzwelligen Infrarotfrequenzen mit Energie im Bereich von 500 bis 1.000 Watt für 50 bis 500 Nanosekonden (ns) umfassen. Eine Vorspannung kann an die Graphen-Folien zur Kontrolle des Wachstums der Graphen-Folie angelegt werden. Die Richtung der Vorspannung kann variiert werden. Es kann eine positive oder negative Vorspannung an die Folie unter Verwendung von Kammelektroden angelegt werden. Die Vorspannung kann 100.000 bis 2.000.000 Kilovolt (kV) bei 0,001 Amper (A) betragen.
  • Die Kohlenstoffschicht kann eine Vielzahl von Kohlenstofffasern umfassen. Die Kohlenstofffasern können durch viele unterschiedliche Verfahren geformt werden. Beispielsweise können die Kohlenstofffasern durch Carbonisieren einer Polymerbahn geformt werden, oder sie können durch dampfphasengezüchtete Fasern geformt werden.
  • Die Kohlenstofffasern können durch Carbonisieren einer Polymerbahn, mit einer Vielzahl von Polymerfasern, beispielsweise Pechfasern, sulfonierte Polyolefinfasern, Rayonfasern, Phenolfasern, Polyacrylnitril (PAN)-Fasern, oder einer Kombination, umfassend mindestens eines der Vorgenannten, geformt werden. Die Polyolefinfasern können Polyethylen (wie lineares Polyethylen mit niedriger Dichte, Polyethylen mit niedriger Dichte, Polyethylen mit hoher Dichte, ultrahochmolekulares Polyethylen), Polypropylen und Polybutylen, bevorzugt lineares Polyethylen mit niedriger Dichte umfassen. Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „sulfoniert“ Sulfonierung und jeden anderen Typ von Sulfurierung, die auf der Oberfläche von Polyolefinfasern während eines Sulfonierungsprozesses auftreten kann, beispielsweise Sulfatierung, Chlorsulfonierung, Sulfoxidation, sowie Produktion von Sulfonsäuregruppen und Estern davon. Die Polymerfasern können durch Schmelzspinnen, Elektrospinnen oder Schmelzblasen hergestellt werden. Die Polymerbahn kann durch ein Aufschlämmverfahren hergestellt werden, und die Polymerfasern können vor der Carbonisierung chemisch oder physikalisch gebunden werden. Die Carbonisierung kann Erwärmen der Vielzahl von Polymerfaser-Vorläufern auf eine Temperatur von 300 bis 3.200°C für 0,02 bis 12 Stunden in einer Inertatmosphäre umfassen. Die Kohlenstofffasern können einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,05 bis 100 Mikrometer aufweisen. Die Kohlenstofffasern können amorphen Kohlenstoff, Graphit-Kohlenstoff, kristallinen Kohlenstoff, semikristallinen Kohlenstoff oder eine Kombination, umfassend mindestens eines der Vorgenannten, umfassen. Die Kohlenstofffasern können hohl oder massiv sein und können porös oder nicht porös sein.
  • Die Kohlenstofffasern können dampfphasengezüchtete Kohlenstofffasern umfassen. Die dampfphasengezüchteten Kohlenstofffasern können hergestellt werden, indem zuerst ein Substrat mit einem Katalysator auf seiner Oberfläche bereitgestellt und das Substrat auf eine erste Temperatur von 400 bis 900°C für 15 bis 90 Minuten in Gegenwart von Wasserstoff, Ammoniak oder einer Kombination, umfassend mindestens eines der Vorgenannten, unter Schaffung von Nukleierungspunkten erwärmt wird. Die Nukleierungspunkte können eine Nukleierungspunktdichte von 1 bis 50 Stellen pro Quadratmeter (Stellen/m2) und einen durchschnittlichen Nukleierungspunktdurchmesser von 10 bis 2.000 Nanometer (nm) aufweisen. Eine Kohlenstoff-enthaltende Verbindung kann dann eingebracht und die Temperatur auf 600 bis 1.200°C für 1 bis 3 Stunden eingestellt werden, um die Kohlenstoff-enthaltende Verbindung zu kracken und die Kohlenstofffasern zu bilden. Die Kohlenstoff-enthaltende Verbindung kann Methan, Ethan, Propan, Butan, Pentan, Hexan, Ethen, Ethin, Benzol, Methanol, Ethanol, Propanol, Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Erdgas, Erdöl oder eine Kombination, umfassend mindestens eines der Vorgenannten, umfassen.
  • Die Kohlenstoffschicht kann aus einer Vielzahl von Kohlenstofffasern durch ein Aufschlämmverfahren geformt werden. Das Aufschlämmverfahren kann Mischen einer wässrigen Aufschlämmung, umfassend die Kohlenstofffasern und 1 bis 10 Gewichtsprozent (Gew.-%) Bindefaser. auf Basis des Gewichts der Aufschlämmung, umfassen. Die Bindefasern können eine Vielzahl von nicht klebenden thermoplastischen Mehrkomponentenfasern (beispielsweise umfassend Polyester-, Polypropylen-, Polysulfid-, Polyolefin-, Polyethylenfasern oder eine Kombination, umfassend mindestens eines der Vorgenannten) umfassen. Die Aufschlämmung kann dann auf einer porösen formenden Oberfläche abgeschieden und das wässrige Lösungsmittel durch die Poren entfernt werden. Nach dem Entfernen des wässrigen Lösungsmittels können die Bindefasern unter Bildung einer Schmelzverknüpfung mit den Kohlenstofffasern und unter Bildung der Kohlefaserbahn aktiviert werden. Die Kohlefaserbahn kann dann getrocknet werden.
  • Die Kohlefaserbahn kann durch Extrudieren einer extrudierbaren Mischung umfassend eine Vielzahl von Kohlenstofffasern geformt werden. Die extrudierbare Mischung kann eine Extrusionshilfe (wie ein organisches Bindemittel, wie Hydroxypropylmethylcellulose) sein. Die extrudierbare Mischung kann ein Glasteilchen, ein Oxid-basiertes Keramikteilchen, einen Ton (wie Kaolin und Bentonit), ein Metallteilchen (wie Titan, Silicium und Nickel) oder eine Kombination, umfassend mindestens eines der Vorgenannten, umfassen.
  • Die Dicke der Kohlefaserbahn kann 0,05 Mikrometer bis 2 mm betragen.
  • Der Mehrschichtartikel kann eine oder mehrere Haftschichten umfassen, beispielsweise kann der Mehrschichtartikel eine erste zwischen der ersten Polymerschaumschicht und der Kohlenstoffschicht angeordnete Haftschicht, und/oder eine zweite zwischen der zweiten Polymerschaumschicht und der Kohlenstoffschicht angeordnete Haftschicht umfassen. Die erste Haftschicht und die zweite Haftschicht können jeweils unabhängig einen Klebstoff wie einen Haftklebstoff umfassen. Der Klebstoff kann einen Naturkautschuk, ein Polyolefin, ein Silikon, ein Acrylatpolymer (wie Polymethacrylat und Polymethylmethacrylat), oder eine Kombination, umfassend mindestens eines der Vorgenannten, umfassen. Der Klebstoff kann einen synthetischer Kautschuk Klebstoff, wie eine Kombination, umfassend mindestens Polyisopren, Polybutadien, und/oder ein Copolymer umfassend mindestens eines der Vorgenannten (wie ein Styrol-Isopren-Styrol-Copolymer, ein Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Copolymer, und ein Styrol-Butadien-Styrol-Copolymer) umfassen. Der Klebstoff kann ein Copolymer von Isooctylacrylat und Acrylsäure umfassen. Der Klebstoff kann ein Methacrylat-Copolymer umfassen. Der Klebstoff kann eine Kombination, umfassend mindestens einen der vorgenannten Klebstoffe, umfassen.
  • Die erste Haftschicht und die zweite Haftschicht können jeweils unabhängig 0,015 bis 1 mm, speziell 0,025 bis 0,5 mm dick sein.
  • Die erste Haftschicht und die zweite Haftschicht können jeweils unabhängig einen Klebrigmacher umfassen. Beispiele von Klebrigmachern schließen teil- oder vollhydrierte Harze wie C9- und C5-Kohlenwasserstoffe ein, wie diejenigen, die unter dem Markenzeichen REGALITE™ REGALREZ™, PICCOTAC™, EASTOTAC™ von der Firma Eastman Chemical Co. im Handel erhältlich sind, ARKON™, das von der Firma Arakawa Chemical Inc., Chicago, III. im Handel erhältlich ist; und ESCOREZ™, das von der Firma Exxon Mobil Corp., Irving, Tex. im Handel erhältlich ist.
  • Der Mehrschichtartikel kann über ein Laminierverfahren, in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren oder über eine Kombination, umfassend mindestens eines der Vorgenannten, hergestellt werden. Beispielsweise kann das mehrstufige Herstellungsverfahren folgendes umfassen: einen ersten Schichtbildungsschritt, umfassend das Anordnen der Kohlenstoffschicht auf der ersten Polymerschaumschicht-Innenfläche, derart, dass die erste Kohlenstoffschichtoberfläche in direktem Kontakt mit der ersten Polymerschaumschicht-Innenfläche ist, oder derart, dass eine erste Haftschicht dazwischen angeordnet ist; und einen zweiten Schichtbildungsschritt, umfassend das Anordnen der zweiten Polymerschaumschicht auf der zweiten Kohlenstoffschichtoberfläche, derart, dass die zweite Kohlenstoffschichtoberfläche in direktem Kontakt mit der zweiten Polymerschaumschicht-Innenfläche ist, oder derart, dass eine zweite Haftschicht dazwischen angeordnet ist. Der erste Schichtbildungsschritt und der zweite Schichtbildungsschritt können über ein Rolle-zu-Rolle-Verfahren durchgeführt werden. Wenn die Kohlenstoffschicht auf einer Trägerschicht angeordnet ist, kann die Trägerschicht während des Rolle-zu-Rolle-Verfahrens entfernt werden, beispielsweise über einen Ätzschritt.
  • Der Mehrschichtartikel kann durch vielerlei Verfahren gebildet werden. Beispielsweise kann die erste Polymerschaumschicht auf eine erste Seite der Kohlenstoffschicht gegossen werden, gefolgt vom Gießen der zweiten Polymerschaumschicht auf eine zweite Seite der Kohlenstoffschicht. Der Mehrschichtartikel kann durch gleichzeitiges Gießen der ersten und zweiten Polymerschaumschichten auf die erste und zweite Seite der Kohlenstoffschicht gebildet werden. Der Mehrschichtartikel kann durch Laminieren der ersten und zweiten Polymerschaumschichten auf die Kohlenstoffschicht in einem oder zwei Laminierschritten gebildet werden.
  • Der Mehrschichtartikel kann als Schutzartikel verwendet werden, d.h. in Schutzausrüstung, wie Helme (wie Football-Helme, Motorrad-Helme, Fahrrad-Helme, Schutzhelme, Polizeihelme, Feuerwehr-Helme, Kampfsport-Helme, Hockey-Helme, Skater-Helme (z.B. Helme zum Skateboardfahren, für das Roller- oder Inlineskating), Snowboard/Ski-Helme, und Baseball-Helme), Kopfbedeckung (wie Wrestling-Kopfbedeckung und Boxer-Kopfbedeckung), Kinnriemen, Kniepolster, Ellbogenpolster, Handgelenkschützer, Schienbeinschützer, Brustpolster, Rückenprotektoren, und dergleichen. Der Mehrschichtartikel kann in Schutzausrüstung wie gepolsterte Hemden, gepolsterte Hosen (wie gepolsterte Shorts, und dergleichen) verwendet werden. Der Mehrschichtartikel kann in Fußbekleidung verwendet werden. Der Mehrschichtartikel kann in elektronischen Geräten (wie Smartphones, Tablets, und Laptop-Computer) verwendet werden.
  • Der vorstehende Mehrschichtartikel, Verfahren zur Herstellung und Verwendungen davon sind weiterhin in den folgenden Ausführungsformen beschrieben.
  • Ausführungsform 1: Ein Mehrschichtartikel folgendes umfassend: eine erste Polymerschaumschicht; eine zweite Polymerschaumschicht; und eine zwischen der ersten Polymerschaumschicht und der zweiten Polymerschaumschicht angeordnete Kohlenstoffschicht.
  • Ausführungsform 2: Der Mehrschichtartikel von Ausführungsform 1, wobei die erste Polymerschaumschicht und die zweite Polymerschaumschicht jeweils unabhängig Polyurethan oder einen Silikonschaum umfassen.
  • Ausführungsform 3: Der Mehrschichtartikel nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, wobei die Kohlenstoffschicht eine Graphen-Schicht, eine Vielzahl von Kohlenstofffasern, eine Vielzahl von Kohlenstoff-Nanoröhrchen oder eine Kombination, umfassend mindestens eines der Vorgenannten, umfasst.
  • Ausführungsform 4: Der Mehrschichtartikel nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, wobei die erste Polymerschaumschicht und die zweite Polymerschaumschicht jeweils unabhängig 0,1 bis 10 mm dick sind.
  • Ausführungsform 5: Der Mehrschichtartikel nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, wobei die erste Polymerschaumschicht und die zweite Polymerschaumschicht jeweils unabhängig
    eine Dichte von weniger als 1,041 kg/m3;
    ein Totvolumengehalt von 20 bis 99%, speziell 30 bis 80%, bezogen auf das Gesamtvolumen des Polymerschaums;
    eine CFD von 0,3 bis 1,41 kg/m2, bestimmt durch ASTM-D 3574: PTP-0033 bei 25% Verformung; und/oder
    einer bleibenden Verformung bei 21°C von weniger als 10%, bevorzugt weniger als 5%, wie bestimmt gemäß ASTM-D 3574 Test D, aufweisen.
  • Ausführungsform 6: Der Mehrschichtartikel nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, wobei die Kohlenstoffschicht eine Dicke von 0,3 nm bis 2 mm aufweist.
  • Ausführungsform 7: Der Mehrschichtartikel nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, weiterhin umfassend eine erste zwischen der ersten Polymerschaumschicht und der Kohlenstoffschicht angeordneten Haftschicht, und/oder eine zweite zwischen der zweiten Polymerschaumschicht und der Kohlenstoffschicht angeordnete Haftschicht.
  • Ausführungsform 8: Der Mehrschichtartikel von Ausführungsform 7, wobei die erste Haftschicht und die zweite Haftschicht jeweils unabhängig einen Naturkautschuk, ein Polyolefin, ein Silikon, ein Methacrylat-Polymer, ein Polyisopren, ein Polybutadien, eine Polyacrylsäure oder eine Kombination, umfassend mindestens eines der Vorgenannten, umfassen.
  • Ausführungsform 9: Der Mehrschichtartikel nach einem der Ausführungsformen 7-8, wobei die erste Haftschicht und die zweite Haftschicht jeweils unabhängig eine Dicke von 0,015 bis 1 mm aufweisen können.
  • Ausführungsform 10: Der Mehrschichtartikel nach einem der Ausführungsformen 7-9, wobei die erste Haftschicht und die zweite Haftschicht jeweils unabhängig einen Klebrigmacher umfassen können.
  • Ausführungsform 11: Der Mehrschichtartikel nach einer der vorangehenden Ausführungsformen, wobei der Mehrschichtartikel eine Kompressionskraft-Durchbiegung von mehr als oder gleich 1,5 kg/m2 aufweist, wie bestimmt durch ASTM-D 3574: PTP-0033 bei 25% Verformung.
  • Ausführungsform 12: Ein Artikel, umfassend den Mehrschichtartikel nach einer der vorangehenden Ausführungsformen.
  • Ausführungsform 13: Der Artikel von Ausführungsform 12, wobei der Artikel eine Schutzausrüstung, beispielsweise ein Helm ist.
  • Im Allgemeinen kann diese Offenbarung abwechselnd umfassen, bestehen aus oder im Wesentlichen bestehen aus jedweden hierin offenbarten Komponenten. Die Offenbarung kann zusätzlich oder alternativ formuliert sein, so dass ihr etwaige Komponenten, Materialien, Bestandteile, Hilfsstoffe oder Spezies, die in Stand-der-Technik-Zusammensetzungen verwendet werden, oder die ansonsten nicht zum Erreichen der Funktion und/oder Ziele der vorliegenden Offenbarung erforderlich sind, fehlen oder sie im Wesentlichen frei davon ist.
  • Alle hierin offenbarten Bereiche sind inklusive der Endpunkte, und die Endpunkte sind unabhängig miteinander kombinierbar (z. B. Bereiche von „bis zu 25 Gew.-%, oder genauer 5 bis 20 Gew.-%“ bedeutet inklusive der Endpunkte und sämtlicher Zwischenwerte der Bereiche von „5 bis 25 Gew.-%,“ etc.). „Kombination“ bedeutet inklusive von Mischungen, Gemischen, Legierungen, Reaktionsprodukten und dergleichen. Weiterhin bezeichnen die Begriffe „erster,“ „zweiter“ und dergleichen, hierin keinerlei Reihenfolge, Menge oder Wichtigkeit, sondern werden vielmehr zur Bezeichnung eines Elements gegenüber einem anderen verwendet. Die Begriffe „ein“ und „eine“ und „der“ bezeichnen hierin keine mengenmäßige Einschränkung und sollen sowohl den Singular als auch den Plural umfassen, es sei denn, es ist hierin anders angegeben oder im Zusammenhang eindeutig gegenteilig dargestellt. „Oder“ bedeutet „und/oder.“ Die Bezugnahme auf „eine Ausführungsform,“ „eine andere Ausführungsform,“ „eine Ausführungsform,“ usw. bedeutet in der Beschreibung durchwegs, dass ein bestimmtes Element (z.B. ein Merkmal, eine Struktur, und/oder eine Charakteristik), das im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer hierin beschriebenen Ausführungsform mitumfasst ist und in anderen Ausführungsformen vorhanden sein kann oder nicht. „Wahlweise“ oder „gegebenenfalls“ bedeutet, dass das im Wesentlichen beschriebene Ereignis oder Umstand eintreten kann oder nicht und dass die Beschreibung Fälle einschließt, wobei das Ereignis eintritt, und Fälle, wobei es nicht eintritt. Wenn nicht anderweitig angegeben, haben die hierin verwendeten technisch-wissenschaftlichen Fachbegriffe die gleiche Bedeutung, wie es allgemein von einem Fachmann des betreffenden Gebiets, zu dem diese Offenbarung gehört, verstanden wird. Wenn nicht anderweitig angegeben, sind die Prüfstandards die neusten ab Einreichungsdatum der Prioritätsanmeldung.
  • Alle zitierten Patente, Patentanmeldungen und andere Entgegenhaltungen sind hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit mitumfasst. Wenn allerdings ein Begriff in der vorliegenden Anmeldung einem Begriff in der mitumfassten Entgegenhaltung widerspricht oder in Widerspruch steht, überwiegt der Begriff aus der vorliegenden Anmeldung gegenüber dem widersprüchlichen Begriff aus der mitumfassten Entgegenhaltung.
  • Zudem versteht es sich, dass die beschriebenen Elemente in jeder beliebigen Weise in den verschiedenen Ausführungsformen kombiniert werden können.
  • Obgleich bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurden, können sich bei den Anmeldern oder anderen Fachleuten Alternativen, Modifikationen, Variationen, Verbesserungen und wesentliche Entsprechungen die unvorhergesehen sind oder die derzeit unvorhergesehen sein können, ergeben. Demnach sollen die angehängten Ansprüche, wie eingereicht und wie sie geändert werden können, alle derartigen Alternativen, Modifikationen, Variationen, Verbesserungen und wesentlichen Entsprechungen einschließen.

Claims (15)

  1. Gestellte Anträge:
  2. Mehrschichtartikel, umfassend eine erste Polymerschaumschicht; eine zweite Polymerschaumschicht; und eine zwischen der ersten Polymerschaumschicht und der zweiten Polymerschaumschicht angeordnete Kohlenstoffschicht.
  3. Mehrschichtartikel nach Anspruch 1, wobei die erste Polymerschaumschicht und die zweite Polymerschaumschicht jeweils unabhängig einen Polyurethan- oder einen Silikonschaum umfassen.
  4. Mehrschichtartikel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kohlenstoffschicht eine Graphen-Schicht, eine Vielzahl von Kohlenstofffasern, eine Vielzahl von Kohlenstoff-Nanoröhrchen oder eine Kombination, umfassend mindestens eines der Vorgenannten, umfasst.
  5. Mehrschichtartikel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Polymerschaumschicht und die zweite Polymerschaumschicht jeweils unabhängig 0,1 bis 10 mm dick sind.
  6. Mehrschichtartikel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Polymerschaumschicht und die zweite Polymerschaumschicht jeweils unabhängig: eine Dichte von weniger als 1,041 kg/m3, und/oder ein Totvolumengehalt von 20 bis 99%, speziell 30 bis 80%, bezogen auf das Gesamtvolumen des Polymerschaums, und/oder eine Kompressionskraftablenkung von 0,3 bis 1,41 kg/m2 wie bestimmt durch ASTM-D 3574: PTP-0033 bei 25% Verformung; und/oder einer bleibenden Verformung bei 21°C von weniger als 10%, bevorzugt weniger als 5%, wie bestimmt gemäß ASTM-D 3574 Test D, aufweisen.
  7. Mehrschichtartikel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kohlenstoffschicht eine Dicke von 0,3 nm bis 2 mm aufweist.
  8. Mehrschichtartikel nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiterhin umfassend eine erste zwischen der ersten Polymerschaumschicht und der Kohlenstoffschicht angeordnete Haftschicht, und/oder eine zweite zwischen der zweiten Polymerschaumschicht und der Kohlenstoffschicht angeordnete Haftschicht.
  9. Mehrschichtartikel nach Anspruch 7, wobei die erste Haftschicht und die zweite Haftschicht jeweils unabhängig einen Naturkautschuk, ein Polyolefin, ein Silikon, ein Methacrylatpolymer, ein Polyisopren, eine Polybutadien, eine Polyacrylsäure oder eine Kombination, umfassend mindestens eines der Vorgenannten, umfassen kann.
  10. Der Mehrschichtartikel nach einem der Ansprüche 7-8, wobei die erste Haftschicht und die zweite Haftschicht jeweils unabhängig eine Dicke von 0,015 bis 1 mm aufweisen können.
  11. Der Mehrschichtartikel nach einem der Ansprüche 7-9, wobei die erste Haftschicht und die zweite Haftschicht jeweils unabhängig einen Klebrigmacher umfassen können.
  12. Mehrschichtartikel nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Mehrschichtartikel eine Kompressionskraft-Durchbiegung von mehr als oder gleich 1,5 kg/m2, wie bestimmt durch ASTM-D 3574: PTP-0033 bei 25% Verformung, aufweist.
  13. Artikel umfassend den Mehrschichtartikel nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  14. Artikel nach Anspruch 12, wobei der Artikel ein Schutzartikel ist.
  15. Artikel nach Anspruch 13, wobei der Schutzartikel ein Helm ist.
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11325017B2 (en) * 2016-01-14 2022-05-10 Nike, Inc. Remoldable impact-attenuation article
US20190039350A1 (en) * 2016-01-29 2019-02-07 Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics, Chinese Acadmey of Sciences Application of Carbon Nanotube Assemblies to Preparation of Nanocarbon Impact-Resistant Material and Preparation Method of Nanocarbon Impact-Resistant Material
CA3019103A1 (en) 2016-03-27 2017-10-05 Catalin TUTUNARU Football helmet
WO2017173396A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 The Regents Of The University Of California Composite foam
US9861153B2 (en) * 2016-04-04 2018-01-09 Pro-Tekt Athletic Sciences, Inc. Protective headgear with non-rigid outer shell
US10716351B2 (en) * 2016-06-28 2020-07-21 Peter G. MEADE Zero impact head gear
US20180207453A1 (en) * 2017-01-18 2018-07-26 Innotex Inc. Firefighter protective hood and gloves with regenerated cellulose fiber
CA3052260A1 (en) 2017-01-31 2018-08-09 Impact Solutions Llc Football helmet
WO2019036765A1 (en) * 2017-08-25 2019-02-28 Aura Cricket Pty Ltd IMPROVED PROTECTIVE PADS AND ASSOCIATED GARMENTS FOR SPORT AND OTHER USES
US10272651B1 (en) 2017-10-18 2019-04-30 Industrial Technology Research Institute Fiber composite and manufacturing method thereof
CN109677037B (zh) * 2017-10-18 2020-10-20 财团法人工业技术研究院 纤维复合材料及其制法
CN109676951B (zh) 2017-10-18 2021-03-09 财团法人工业技术研究院 纤维复合材料及其制法
AU2019210708A1 (en) * 2018-01-25 2020-07-30 Albion Sports Technology Pty Ltd Personal protective equipment garments for cricket
AU2019210709A1 (en) * 2018-01-25 2020-07-30 Albion Sports Technology Pty Ltd Personal protective equipment garments for rugby
KR101973012B1 (ko) * 2018-05-02 2019-04-29 주식회사 홍진에이치제이씨 다양한 두형에 대응가능한 헬멧
CN109016721B (zh) * 2018-06-21 2021-03-23 济南大学 一种高铁动车墙板用夹层复合材料
WO2020072088A1 (en) * 2018-10-04 2020-04-09 Integra Lifesciences Corporation Head wearable devices and methods
IT201800010052A1 (it) * 2018-11-05 2020-05-05 Gualerzi Di Gualerzi Stefano & C S N C Dispositivo di protezione per attività sportiva, particolarmente per la protezione di stinchi, gomiti, avambracci, braccia, volto e ginocchia
CN110090429B (zh) * 2019-03-26 2020-06-12 北京石墨烯技术研究院有限公司 石墨烯冰刀支架的制备方法
JP2022536411A (ja) * 2019-06-10 2022-08-16 ロジャーズ・コーポレイション 膨張性電池パッド
KR102388892B1 (ko) 2020-06-05 2022-04-25 한국과학기술연구원 스티칭을 이용한 열가소성 탄소 섬유 강화 복합재 후성형 기술
TW202327880A (zh) 2021-10-27 2023-07-16 美商羅傑斯公司 阻燃多層材料、製備方法、包含其之電子裝置、及其用途

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4889763A (en) * 1986-10-22 1989-12-26 Schreiner Luchtvaartgroep B.V. Sandwich material and the use thereof
US4867826A (en) * 1987-08-28 1989-09-19 Actex, Inc. Method for making laminated foam articles
JP3382638B2 (ja) * 1992-07-17 2003-03-04 コニシ株式会社 粘着テープ
US6704943B2 (en) * 2001-12-31 2004-03-16 Kisiel Technologies, S.L. Inner cushions for helmets
US7328462B1 (en) * 2004-02-17 2008-02-12 Albert E Straus Protective helmet
US7698750B2 (en) * 2006-05-19 2010-04-20 Specialized Bicycle Components, Inc. Bicycle helmet with reinforcement structure
US20100199406A1 (en) * 2009-02-06 2010-08-12 Nike, Inc. Thermoplastic Non-Woven Textile Elements
KR20110124614A (ko) * 2010-05-11 2011-11-17 김영철 카본섬유 발열체 및 이를 이용한 발열시트 제조방법
US9820522B2 (en) * 2014-04-23 2017-11-21 Mississippi State University Shock wave mitigating helmets
US9314060B2 (en) * 2012-06-11 2016-04-19 Tate Technology, Llc Enhanced recoil attenuating safety helmet
US8640267B1 (en) * 2012-09-14 2014-02-04 Yochanan Cohen Protective helmet
US20150223546A1 (en) * 2012-09-14 2015-08-13 Yochanan Cohen Protective Helmets
CN103921515B (zh) * 2014-01-24 2016-02-24 中国科学院合肥物质科学研究院 无机纳米涂层与酚醛泡沫交替复合的保温阻燃材料及制备方法
WO2015116750A1 (en) * 2014-02-03 2015-08-06 Cohen Yochanan Protective helmets
US9408423B2 (en) * 2014-09-25 2016-08-09 David A. Guerra Impact reducing sport equipment

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