ES2354571T3 - Sistemas de relleno protector. - Google Patents

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ES2354571T3 ES06836042T ES06836042T ES2354571T3 ES 2354571 T3 ES2354571 T3 ES 2354571T3 ES 06836042 T ES06836042 T ES 06836042T ES 06836042 T ES06836042 T ES 06836042T ES 2354571 T3 ES2354571 T3 ES 2354571T3
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Mason T. Doria
Christopher A Huber
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Mine Safety Appliances Co
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Abstract

Un sistema de relleno para amortiguar el contacto con un cuerpo y constituido por: al menos una almohadilla (10) que comprende: al menos una sección de un estrato externo (20, 220) de un material flexible, elástico y ergoabsorbente, estando adaptado el estrato externo (20, 220) para el paso de fluidos a través de él; y al menos una sección de un estrato interno (30, 230) adyacente a la sección del estrato externo (20, 220) y situada dentro de la sección del estrato externo (20, 220) cuando se lleva en el cuerpo, siendo el estrato interno (30, 230) de un material flexible y elástico, y siendo menos rígido que el estrato externo (20, 220), estando adaptado el estrato interno (30, 230) al paso de fluidos a través de él, donde la almohadilla (10) permite el paso de fluidos a través de ella en una dirección generalmente perpendicular al cuerpo, caracterizándose por el hecho de que el estrato externo (20, 220) comprende diversos glóbulos discretos de material sustancialmente elástico, adyacentes y adheridos entre sí, teniendo los glóbulos intersticios que permiten el paso de fluidos.

Description

Antecedentes de la invención
[0001] El presente invento se relaciona en general con almohadillas o rellenos protectores y con 5 sistemas de relleno o almohadillado protector, y especialmente con rellenos protectores y sistemas de relleno para utilizar en cascos protectores.
[0002] Aunque se explican varias formas de realización del presente invento relacionadas con el uso del mismo como almohadillas protectoras y/o sistemas de relleno en cascos protectores, los expertos en este campo advierten que el relleno protector y los sistemas de relleno protector del presente invento 10 son ampliamente aplicables en utilizaciones ajenas a los cascos protectores.
[0003] En varios cascos protectores se ha utilizado un sistema de entretejido para calzar el armazón de casco en la cabeza del usuario. En el caso de los cascos militares, el espacio situado entre el entretejido y el armazón del casco (fabricado, por ejemplo, con materiales KEVLAR® de la casa DuPont) mejora su resistencia a los impactos. Además, dicho espacio también facilita el enfriamiento del aire 15 dentro del casco.
[0004] Sin embargo, los sistemas de suspensión por entretejido pueden ocasionar puntos de presión indeseables que provocan molestias. Últimamente, los sistemas de suspensión por entretejido en ciertos cascos (militares, entre otros) se han sustituido por sistemas de relleno. Por ejemplo, en los cascos de combate MICH o ACH de la casa Mine Safety Appliances Company de Pittsburgh, Pensilvania, 20 pueden colocarse dentro del casco diversas almohadillas de formas y tamaños diferentes, en una configuración determinada por el usuario de acuerdo con la recomendación del fabricante. Se utiliza un sistema de apertura y cierre rápido, por ejemplo, para sujetar y desprender las almohadillas dentro del armazón del casco. Las almohadillas desmontables ofrecen un ajuste personalizado que mejora la distribución de pesos y favorece la comodidad y el equilibrio. Además, al disipar la energía, las 25 almohadillas protegen al usuario contra el traumatismo craneal. Por otra parte, las almohadillas aportan un espacio de aire entre el armazón del casco y el usuario para favorecer el enfriamiento.
[0005] Dicho sistema de relleno o almohadillado se revela en la patente estadounidense Nº 6,467,099. Esa estructura de relleno o almohadillado comprende varias almohadillas, cada una de las cuales tiene un lateral de cara hacia el cuerpo, un lateral separado y de cara hacia la carga, y un conjunto 30 estratificado entre los dos laterales. El conjunto estratificado comprende (a) una estructura central amortiguadora y sensible a la velocidad de aceleración, y (b) un estrato de barrera totalmente envolvente, higrófugo y sin perforar, pero permeable a los gases, que rodea por entero la estructura central para bloquear completamente cualquier flujo de humedad del exterior de la almohadilla al interior de la estructura central. Bajo la influencia de una alta presión no atmosférica y localizada, aplicada a y sobre el 35 lateral de la almohadilla de cara hacia el cuerpo, el centro amortiguador y sensible a la velocidad de aceleración fluye de una manera que tiende a disipar o distribuir dicha presión. El conjunto estratificado también puede comprender (por ejemplo, al menos en el lateral de la almohadilla de cara hacia el cuerpo, y en el exterior de dicho estrato de barrera) un estrato higroscópico utilizable para absorber y disipar la humedad a la que se expone la almohadilla en su lateral de cara hacia el cuerpo. 40
[0006] En general, es preferible que las almohadillas para utilizar en cascos protectores sean livianas, a fin de reducir el peso total del casco. Las almohadillas también deben aportar comodidad y resistencia a los impactos en una amplia gama de condiciones ambientales (incluidas, por ejemplo, extensas variaciones de temperatura, presión atmosférica y humedad). Asimismo, dichas almohadillas han de ofrecer niveles adecuados de desplazamiento del aire y transferencia térmica. Los actuales 45 sistemas de relleno cumplen dichas condiciones con diversos grados de éxito.
[0007] La patente US-A-5,423,087 revela un relleno corporal protector constituido por diversos módulos de espuma interconectados mediante una membrana. Los módulos de espuma y/o la membrana tienen diversas perforaciones en toda su extensión y una matriz de canales de aire interconectados para aportar transpirabilidad y capacidad de enfriamiento, así como para permitir la aireación del calor y la 50 humedad de la piel.
[0008] La patente US-A-3,925,821 revela un casco especialmente adaptado para ciclistas, constituido por un laminado o armazón exterior adherido a un forro aislante o amortiguador que va separado de la cabeza del usuario.
[0009] De ahí la conveniencia de mejorar los rellenos protectores y sus sistemas. 55
Resumen de la invención
[0010] En general, el presente invento aporta un sistema de relleno o almohadillado protector para amortiguar el contacto con un cuerpo (por ejemplo, en un casco protector constituido por diversas 5 almohadillas del presente invento). Cada almohadilla comprende al menos una sección de un estrato exterior de un material flexible, elástico y ergoabsorbente que está adaptado para permitir el paso de fluidos a través de él, y al menos una sección de un estrato interno, adyacente a la sección del estrato externo, y situado dentro de la sección del estrato externo cuando se lleva puesto. El estrato interno es de un material flexible y elástico, menos rígido que el estrato externo. El estrato interno también está 10 adaptado para permitir el paso de fluidos a través de él. La almohadilla permite el paso de fluidos a través de ella en una dirección generalmente perpendicular al cuerpo y, tras su saturación por inmersión en agua, la subsiguiente eliminación de gran parte de su contenido de agua agitándola con la mano durante un minuto en diversas direcciones, y su secado durante una hora a 25 °C (77 °F) y una humedad relativa del 50%, el aumento de peso de la almohadilla es inferior al 30%. Es preferible que el aumento de peso 15 de la almohadilla sea inferior al 20%. Es aún más preferible que el aumento de peso de la almohadilla sea inferior al 10%.
[0011] En una de las formas de realización, el estrato externo comprende diversos glóbulos de material sustancialmente elástico, adyacentes ente sí y con intersticios que permiten el paso de aire y agua. Es preferible que los glóbulos sean impermeables. En una de las formas de realización, el estrato 20 interno comprende un primer estrato y un segundo estrato separado del primero, más diversos hilos conectados a los dos estratos. El estrato interno, por ejemplo, puede constar de uno o más materiales hidrófilos.
[0012] La almohadilla del presente invento también puede comprender una cubierta constituida por un material de cubierta interna junto a y sobre una superficie interna del estrato interno, y un material 25 de cubierta externa que se conecta al material de cubierta interna para abarcar el estrato interno y el estrato externo. La cubierta interna, por ejemplo, puede comprender un material hidrófilo, absorbente, que puede tratarse para aumentar su comodidad de uso. El material de cubierta externa puede conectarse permanentemente al material de cubierta interna a lo largo del perímetro de la almohadilla.
[0013] La almohadilla también puede comprender un mecanismo de sujeción para fijarla a un 30 artículo que se lleve puesto, por ejemplo un casco. En una de las formas de realización, el mecanismo de sujeción comprende presillas o ganchos para un sistema de apertura y cierre rápido.
[0014] El presente invento también aporta un casco protector constituido por un armazón y diversas almohadillas como se ha descrito en el interior del armazón, adaptadas para colocarlas en contacto amortiguador con la cabeza del usuario. 35
[0015] En otro de sus aspectos, el presente invento aporta un casco protector que comprende un armazón con una gorra de impacto en su interior para amortiguar el contacto con un cuerpo. La gorra de impacto comprende un estrato de un primer material flexible, elástico y ergoabsorbente que permite el paso de fluidos a través de él. El primer material puede comprender diversos glóbulos discretos de material sustancialmente elástico, adyacentes y con intersticios que permiten el paso de fluidos. La gorra 40 de impacto también puede comprender al menos una sección adyacente al primer material que comprende un segundo material flexible y elástico, adaptado para permitir el paso de fluidos a través de él, y menos rígido que el estrato del primer material.
[0016] Como se aprecia por el casco descrito que comprende una gorra de impacto, los sistemas o las almohadillas de amortiguación del presente invento pueden formarse con muchas configuraciones 45 alternativas. Las gorras de impacto (por ejemplo, para utilizar en un casco de bombero u otros cascos protectores) y demás sistemas amortiguadores pueden ser del material utilizado como estrato externo de las almohadillas del presente invento, según lo descrito. En las gorras de impacto y demás sistemas o almohadillas de amortiguación del presente invento (por ejemplo, sistemas o almohadillas de amortiguación que se configuren o formen para cubrir partes del cuerpo distintas de la cabeza), pueden 50 colocarse secciones amortiguadoras (producidas, por ejemplo, con el material utilizado como estrato interno de las almohadillas del presente invento que se han descrito anteriormente) en el interior de la gorra de impacto o de otro sistema o almohadilla de amortiguación. Estas secciones amortiguadoras pueden fijarse permanentemente a la gorra de impacto o a otro sistema amortiguador con adhesivo o, si son desmontables, con los cierres de apertura rápida. En el presente documento, el término “almohadilla” 55 se refiere generalmente tanto a los sistemas o dispositivos amortiguadores planos como a los formados o configurados.
[0017] En otro más de sus aspectos, el presente invento aporta una almohadilla para usar en contacto amortiguador con un cuerpo, que comprende al menos una sección de un estrato externo de un material flexible, elástico y ergoabsorbente. El estrato externo comprende diversos glóbulos discretos de material sustancialmente elástico, adyacentes y con intersticios que permiten el paso de fluidos. La almohadilla también comprende al menos una sección de un estrato interno adyacente a la sección del 5 estrato externo y situada en el interior de la sección del estrato externo cuando se lleva puesta. El estrato interno es de un material flexible y elástico, menos rígido que el estrato externo. El estrato interno también está adaptado para permitir el paso de fluidos a través de él. El estrato interno puede comprender, por ejemplo, un primer estrato, un segundo estrato separado del primero, y diversos hilos que conectan los dos estratos. 10
Breve descripción de los dibujos
[0018] Otros aspectos del presente invento y otras ventajas del mismo se desprenderán de la siguiente descripción detallada, si se lee junto con los planos que la acompañan, en los cuales:
[0019] La Figura 1A presenta una vista superior en planta de una de las formas de realización de una almohadilla del presente invento. 15
[0020] La Figura 1B presenta una vista transversal de la almohadilla de la Figura 1A.
[0021] La Figura 2A presenta una vista inferior de una forma de realización de un casco protector del presente invento (sin barboquejo) con varias almohadillas del presente invento.
[0022] La Figura 2B presenta una vista posible del casco de la Figura 2A utilizado por un usuario 20 (sin barboquejo).
[0023] La Figura 3A presenta una vista superior en planta de un sistema de varias almohadillas del presente invento.
[0024] La Figura 3B presenta una vista transversal de una porción del sistema de amortiguación de la Figura 3A. 25
[0025] La Figura 4A presenta una forma de realización referida a una vista inferior de una gorra de impacto del presente invento.
[0026] La Figura 4B presenta una vista lateral de la gorra de impacto de la Figura 4A, situada dentro de un casco protector (en líneas de trazos).
Descripción detallada de la invención 30
[0027] Las Figuras 1A y 1B presentan una forma de realización de una almohadilla 10 del presente invento para uso, por ejemplo, como almohadilla corporal. La almohadilla 10 es especialmente adecuada para sistemas de cascos resistentes a los proyectiles, aunque puede utilizarse en cualquier casco protector. En la forma de realización de las Figuras 1A y 1B, la almohadilla 10 comprende un primer estrato externo o adyacente al casco, de material 20 (véase la Figura 1B) que aporta una resistencia 35 sustancial a los impactos. Es preferible que el material del estrato externo 20 sea liviano y absorba constantemente energía de impactos (es decir, que aporte “resistencia a los impactos”) aunque se someta a múltiples impactos. También es preferible que la resistencia a los impactos del material utilizado para el estrato externo 20 se mantenga en un intervalo deseable, dentro de una amplia gama de condiciones ambientales. Por ejemplo, en una de las formas de realización, la resistencia a los impactos es aceptable 40 dentro de un intervalo térmico de aproximadamente 9 °C a 55 °C (15 °F a 130°F). De manera similar, ni los cambios rápidos de la presión atmosférica (es decir, el desplazamiento del aire) ni la presencia de agua (tanto en forma de humedad elevada como de presencia de agua en estado líquido) afectan sustancialmente la resistencia a los impactos y/o a la transpirabilidad del material del estrato externo 20.
[0028] En este documento, la designación “interno/interna” se refiere generalmente a un 45 componente, una superficie o una dirección hacia el cuerpo en el momento de utilizarse un artículo, y la designación “externo/externa” se refiere generalmente a un componente, una superficie o una dirección que se aleja del cuerpo en el momento de utilizarse un artículo.
[0029] En una de las formas de realización, el material del estrato externo 20 comprende vías de circulación de fluidos que oponen poca resistencia a la circulación de fluidos (gas y/o líquido), o tiene una 50 porosidad que le impide retener agua en su interior. Esta baja resistencia a la circulación de fluidos también facilita el desplazamiento del aire o transpirabilidad. Preferiblemente, el material del estrato externo 20 permite una circulación de fluidos tal que, cuando una muestra de 7,6 cm x 7,6 cm x 1,5 cm (3’’ x 3’’ x 5/8”) del material se satura de agua mediante su inmersión en 0,91 m (3 pies) de agua durante 12
horas, se agita con la mano en diversas direcciones durante un minuto para eliminar gran parte del agua que contiene, y se pone a secar durante una hora en un entorno ambiental normal de 25 °C (77 °F) y una humedad relativa del 50% en una rejilla u otro dispositivo, el agua retenida en la muestra produce un aumento de peso inferior al 30%, preferiblemente inferior al 20%, más preferiblemente inferior al 15% y aún más preferiblemente inferior al 10%. En los estudios del presente invento, los materiales se 5 dispusieron en una rejilla u otro dispositivo similar, de manera que el agua circulara por gravedad generalmente en una dirección perpendicular a la orientación del cuerpo durante el uso de la almohadilla 10 (véanse la flecha F en la Figura 1B y la flecha F’ en la porción expandida de la Figura 1B).
[0030] También es preferible que el material del estrato externo 20 sea liviano. En este sentido, es preferible que la densidad del material del estrato externo 20 sea inferior a 96 Kg/m3 (6 lb/pie3), más 10 preferible que sea inferior a 64 Kg/m3 (4 lb/pie3) y aún más preferible que sea inferior a 48 Kg/m3 (3 lb/pie3).
[0031] El material del estrato externo 20 puede, por ejemplo, formarse con diversos glóbulos elásticos reunidos en un estrato o una sección de la almohadilla (por ejemplo, con el uso de un material adhesivo). La patente estadounidense Nº 6,301,722 describe en general un material de estas 15 características, comercializado por la casa Brock USA de Boulder, Colorado. En general, los materiales de este tipo son compuestos porosos y de células cerradas, formados mediante la unión de glóbulos poliméricos de células cerradas, impermeables y elásticos (normalmente, sólo en sus puntos de tangencia). El material resultante es un compuesto duradero e hidrófobo. Este material permite la libre circulación de aire, agua y demás fluidos por los intersticios del material y en todas direcciones. Son 20 ejemplos de materiales poliméricos de células cerradas incorporados a estos materiales la espuma de polipropileno o polietileno, las mezclas de espumas de polipropileno y polietileno y las espumas de polipropileno y/o polietileno cauchotadas. Las patentes estadounidenses 6,301,722, 6,032,300, 6,098,209, 6,055,676 y 5,920,915 describen características generales de materiales resistentes a los impactos, formados con una diversidad de glóbulos poliméricos elásticos. 25
[0032] Se considera que dichos materiales son ergodisipadores y de dependencia temporal, y que absorben energía de varias maneras. Ante energía de bajo impacto, los glóbulos se propagan para llenar los huecos intersticiales del material, disipando así la energía a través de la fricción intersticial. Ante impactos de mayor energía, los glóbulos pueden deformarse más y dar lugar a una ergodisipación mecánica. Ante impactos de energía aún mayor, los enlaces adhesivos que unen los glóbulos pueden 30 fracturarse, disipando así todavía más energía. En la prueba de saturación/secado descrita anteriormente, dichos materiales presentaban un aumento de peso aproximado del 8%, o menos. La densidad de dichos materiales (una vez secos) era aproximadamente de 33,6 Kg/m3 (2,1 lb/pie3).
[0033] La almohadilla 10 también comprende un segundo estrato interior o contiguo al cuerpo 30, que aporta amortiguación y comodidad. Aunque el segundo estrato externo 20 descrito anteriormente 35 aporta excelente resistencia a los impactos en una amplia gama de condiciones, dichos materiales pueden ser algo incómodos cuando se colocan contra el cuerpo. Al igual que el estrato externo 20, el estrato interno 30 permite la circulación de agua, aire y otros fluidos a través de él. No obstante, como el estrato interno 30 puede ser menos rígido que el estrato externo 20, resulta más cómodo para el usuario.
[0034] Preferiblemente, el material del estrato interno 30 tiene una resistencia a la circulación de 40 fluidos a través de él suficientemente baja para que, cuando una muestra de 7,6 cm x 7,6 cm x 0,64 cm (3’’ x 3’’ x 1/4”) del material se satura de agua mediante su inmersión en 0,91 m (3 pies) de agua durante 12 horas, se agita con la mano en diversas direcciones durante un minuto para eliminar gran parte del agua que contiene, y se pone a secar durante una hora en un entorno ambiental normal de 25 °C (77 °F) y una humedad relativa del 50% en una rejilla u otro dispositivo, el agua retenida en la muestra produzca 45 un aumento de peso inferior al 30%. Es más, los materiales con las características físicas preferidas del material para estrato interno 30 pueden ofrecer aumentos inferiores al 10%, al 3% e incluso al 1%.
[0035] Como el material para el estrato externo 20, también es preferible que el material del estrato interno 30 sea liviano. En este sentido, es preferible que la densidad del material del estrato interno 30 sea inferior a 96 Kg/m3 (6 lb/pie3), más preferible que sea inferior a 64 Kg/m3 (4 lb/pie3) y aún 50 más preferible que sea inferior a 48 Kg/m3 (3 lb/pie3). Es más, dadas las características físicas deseadas del material para estrato interno 30, pueden utilizarse materiales con una densidad inferior a 16 Kg/m3 (1 lb/pie3).
[0036] El estrato interno 30 de diversas formas de realización del presente invento es un material elástico y plegable que define espacios a través de él para aportar una baja resistencia a la circulación de 55 fluidos. En varias formas de realización del presente invento, el material del estrato interno 30 fue un tejido separador con tramado tridimensional como el descrito, por ejemplo, en las patentes estadounidenses 6,627,562 y 6,103,641. Dichos materiales pueden adquirirse a la casa Gehring Textiles, Inc., de Nueva York, estado de Nueva York. En general, dichos materiales comprenden un primer estrato textil 32
fabricado con hilos de gran rendimiento y tenacidad, y un segundo estrato textil 34 con una estructura de malla abierta para facilitar la circulación del aire. Este material también comprende diversos hilos de gran rendimiento 36 (suelen ser monofilamentos) que conectan los dos estratos. Los hilos conectores de gran rendimiento 36 producen un efecto de columna de flexión lateral que aporta compresibilidad elástica. Los materiales del estrato interno 30 pueden ser hidrófilos para mejorar el alejamiento del cuerpo de los 5 fluidos corporales y mantener la piel seca (por ejemplo, mediante acción capilar). En general, el estrato interno 30 aporta cierta resistencia a los impactos o ergoabsorbencia o función disipadora, aunque habitualmente inferior a la aportada por el estrato externo 20. Uno o más materiales del estrato interno 30 pueden tratarse químicamente para mejorar sus características, entre ellas la hidroabsorbencia. Estos materiales pueden entretejerse en la urdimbre, la trama y la dimensión Z. 10
[0037] En la prueba de saturación/secado descrita anteriormente, dichos materiales presentaban un aumento de peso inferior al 1%. Preferiblemente, el estrato interno 30 es menos denso y por ello añade menos peso por grosor unitario a la almohadilla 10 que el estrato externo 20. Los tejidos separadores con tramado tridimensional ya descritos suelen ser muy livianos, tienen densidades inferiores a 16 Kg/m3 (1 lb/pie3) y no aumentan apreciablemente el peso de la almohadilla 10. Combinando los resultados de los 15 estudios de saturación/secado de los materiales del estrato externo 20 y el estrato interno 30, en dichos estudios las almohadillas 10 presentaron un aumento de peso inferior al 8%.
[0038] Las almohadillas del presente invento, que comprenden el estrato externo 20 y el estrato interno 30, sin ningún estrato de cubierta (que puede ser un material absorbente como el que se describirá a continuación), preferiblemente presentan un aumento de peso inferior al 30% después de 20 saturarlas por inmersión en agua, eliminar gran parte de su contenido de agua durante un minuto, y secarlas durante una hora a 25 °C (77 °F) y con una humedad relativa del 50%. Es preferible que el aumento de peso de la almohadilla sea inferior al 20%. Es aún más preferible que el aumento de peso de la almohadilla sea inferior al 10%. Cada estrato de almohadilla externo 20 y cada estrato de almohadilla interno 30 puede comprobarse individualmente como se ha dicho, combinándose los resultados a fin de 25 aportar una medida para la almohadilla conjuntada. Otra posibilidad consiste en comprobar conjuntamente el estrato interno 20 y el estrato externo 30. En varias formas de realización del presente invento, el estrato externo 20 y el estrato interno 30 estaban adyacentes, pero no conectados, en la almohadilla conjuntada 10. Así se realizó la comprobación individual del estrato interno 20 y el estrato externo 30. El estrato externo 20 y el estrato interno 30 pueden conectarse (por ejemplo, mediante un adhesivo) en la 30 almohadilla conjuntada 10, aunque cuidando de no obstaculizar significativamente la circulación de fluidos a través de la almohadilla. Por ejemplo, el estrato externo 20 puede adherirse al estrato interno 30 con puntos relativamente pequeños de adhesivo, separados entre sí para impedir una obstaculización significativa de la circulación de fluidos a través de la almohadilla 10.
[0039] La almohadilla 10 también puede comprender un estrato de cubierta interno 40, que entra 35 en contacto con el cuerpo del usuario. Es preferible que el material del estrato de cubierta 40 sea hidrófilo y capaz de absorber la humedad resultante de la sudoración (puede ser la sudoración de la cabeza, cuando dicho material se utiliza en un casco) para alejarla del cuerpo, por ejemplo mediante acción capilar. En una de las formas de realización, el estrato de cubierta 40 se fabricó con nylon, poliéster y/u otro material hidrófilo acondicionado mediante cepillado o perchado de un lado para facilitar un contacto 40 cómodo con el cuerpo del usuario. Otras formas de realización pueden comprender, por ejemplo, un acondicionamiento diferente del tejido para mejorar características de absorción o comodidad como la resistencia al calor, las llamas, las bacterias o los hongos. El estrato de cubierta hidrófilo 40 absorbe sudoración hacia la superficie e incluso el interior del estrato interno adyacente 30 o del estrato externo adyacente 20. La circulación del aire a través del estrato externo 20 y del estrato interno 30 favorece el 45 enfriamiento, al evaporar la humedad contenida en los capilares del estrato de cubierta 40 o incorporada al estrato interno 30 o al estrato externo 20.
[0040] Preferiblemente, la almohadilla 10 también comprende un estrato de cubierta externo 50 que puede, por ejemplo, conectarse o sellarse al estrato de cubierta interno 40 alrededor de un perímetro 60 de la almohadilla 10, abarcando o encerrando así el estrato externo 20 y el estrato interno 30 en una 50 cubierta formada por el estrato de cubierta interno 40 y el estrato de cubierta externo 50. En la forma de realización de las Figuras 1A y 1B, la almohadilla 10 comprende un estrato relativamente fino de película de poliuretano 70 (por ejemplo, 5 milésimas de pulgada) que se utiliza para unir el estrato de cubierta interno 40 al estrato de cubierta externo 50 mediante, por ejemplo, termosellado o soldadura ultrasónica. No obstante, hay otras muchas formas de conectar el estrato de cubierta interno 40 con el estrato de 55 cubierta externo 50, siempre que el procedimiento elegido permita resistir el uso corriente dado a la almohadilla 10. Por ejemplo, el estrato de cubierta interno 40 puede unirse al estrato de cubierta externo 50 mediante costura.
[0041] En la forma de realización de las Figuras 1A y 1B, la superficie externa del estrato de cubierta externo 50 comprende un material de conexión, que puede ser un material de enganche 52 como 60
el utilizado corrientemente en los cierres de apertura rápida. Como ya se ha dicho, es preferible que todos los materiales utilizados en los diversos estratos de almohadilla 10 opongan una resistencia relativamente baja a la circulación de fluidos. Al permitirse una circulación de fluidos (gas y/o líquido) relativamente libre a través de la almohadilla del presente invento, los estratos de barrera higrófugos envolventes utilizados en relación con algunos sistemas de relleno conocidos son innecesarios e indeseables para el presente 5 invento.
[0042] Las Figuras 2A y 2B presentan una forma de realización de un casco militar 100 que comprende un armazón 110 de material resistente a los proyectiles, como el KEVLAR. Las almohadillas 10a, 10b y 10c (estructuradas generalmente como en la descripción de la almohadilla 10) se reproducen en la Figura 2A conectadas al interior del armazón de casco 110. En este sentido, en diversas posiciones 10 del armazón de casco 110 hay áreas de cierre tipo enganche 120 a las que pueden conectarse, mediante un sistema desmontable, los materiales de gancho 52a, 52b y 52c (aunque no aparecen en la Figura 2A, son esencialmente iguales al material de enganche 52 de la almohadilla 10) de las superficies de cubierta externas de las almohadillas 10a, 10b y 10c, respectivamente. Para mejorar la comodidad y el ajuste del casco 100 pueden conectarse almohadillas de dimensiones y formas diversas a su armazón 110, de una 15 manera controlada por el usuario, aunque con arreglo a las pautas especificadas por el fabricante. Aunque las Figuras 2A y 2B presentan un casco militar 100, el presente invento también es apto para otros tipos de cascos protectores, como los de bombero o de la construcción.
[0043] En diversas formas de realización del presente invento, el grosor total de la almohadilla (aproximadamente, el grosor del estrato externo 20 sumado al del estrato interno 30) osciló 20 aproximadamente entre 1,9 cm y 2,5 cm (0,75 y 1,0 pulgadas). El grosor del estrato de cubierta interno 30 fue de aproximadamente 0,63 cm (0,25 pulgadas). Preferiblemente, el contacto del estrato interno 30 con el estrato externo 20 se realizó sin estrato intermedio de material ni conexión alguna de ligado o adhesiva entre ellos. En esta forma de realización, la almohadilla, ensamblada como sistema de componentes, se diseñó para comprimirse hasta un máximo de 0,63 cm (0,25 pulgadas) en cualquier área (es decir, el 25 grosor del estrato interno 30). Se comprobó que este grosor del estrato interno 30 bastaba para compensar las diferencias en la forma de la cabeza y aportar estabilidad. Si una almohadilla llega a ser incómoda para un usuario determinado debido a la completa compresión del estrato interno 30 y, en consecuencia, al contacto del estrato externo 20, el grosor total de la almohadilla (posiblemente incorrecto para ese usuario) puede ajustarse convenientemente. 30
[0044] En general, una prueba a la compresión del 25% en el sistema de la almohadilla permite determinar si un material es adecuado como estrato interno 30. Dicha prueba a la compresión requiere el uso de un indicador dinamométrico para comprimir un elemento redondo de diámetro 1,27 cm (0,50”) la distancia requerida (es decir, un 25% o 1/4 del grosor del material comprobado). Seguidamente, la fuerza requerida en libras se divide por la superficie del elemento redondo de diámetro 1,27 cm (0,5”) para 35 calcular una presión en unidades de libras por pulgada cuadrada (psi). En los estudios del presente invento se comprobaron muestras de estrato interno 30 de 0,63 cm (0,25 pulgadas) de grosor, en combinación con muestras de estrato externo 20 a temperatura ambiente (aproximadamente 25 °C). Es preferible que la presión determinada en la prueba a la compresión del 25% no sea superior a 1,2 psi. Es más preferible que la presión oscile entre 0,6 y 1,0 psi. En este intervalo de presiones, el material es 40 cómodo y mantiene la estabilidad. Es preferible que la presión de compresión del 25% permanezca dentro de un intervalo adecuado de condiciones ambientales muy diversas (por ejemplo, condiciones de temperatura, presión y humedad como las descritas anteriormente).
[0045] Como se aprecia en las Figuras 2A y 2B, dentro de estratos de cubierta comunes y generalmente con cualquier configuración, es posible formar diversas almohadillas del presente invento. 45 En la forma de realización de las Figuras 3A y 3B, se encierran cuatro secciones de almohadillas 210a, 210b, 210c y 210d en un estrato de cubierta interno común 240 y un estrato de cubierta externo común 250, para formar un sistema de relleno 200. En general, los estratos del sistema de relleno 200 son de igual composición que los estratos de la almohadilla 10, numerándose componentes iguales de manera similar a los componentes correspondientes de la almohadilla 10 con la adición del número 200. Por 50 ejemplo, la Figura 3A presenta una vista seccional de una porción central del sistema de relleno 200 que abarca las secciones de relleno generalmente trapezoidales 210b y 210c. La sección de relleno 210c comprende un estrato externo 220c y un estrato interno 230c correspondientes al estrato externo 20 y al estrato interno 30 de la almohadilla 10. El estrato de cubierta interno 240 se extiende sobre la totalidad del sistema de almohadillado 200 y se conecta al estrato de cubierta externo 250 mediante termosellado o 55 soldadura ultrasónica de un estrato intermedio de poliuretano 270 en regiones 260 situadas alrededor y entre las secciones de relleno 210a, 210b, 210c y 210d. Se aporta una superficie de enganche 252 en la superficie externa del estrato de cubierta externo 250 para conectar con un cierre de apertura rápida como el descrito anteriormente.
[0046] El material del estrato externo 20 descrito anteriormente puede adoptar fácilmente (moldeándolo o termomoldeándolo, por ejemplo) una amplia diversidad de formas. Los demás estratos de las almohadillas del presente invento pueden adaptarse fácilmente a cualquiera de dichas formas. En una de las formas de realización del presente invento, dichos estratos pueden transformarse en una gorra de impacto 310 (véanse las Figuras 4A y 4B) como la descrita, por ejemplo, en las patentes estadounidenses 5 4,286,339, 5,044,016 y 6,032,297.
[0047] Se forma una gorra de impacto con una sección externa o un estrato externo que tiene las características físicas del estrato externo 20 de la almohadilla 10 descrita anteriormente. En una de las formas de realización, se crea una sección externa de un material constituido por diversos glóbulos elásticos (como los descritos anteriormente para el estrato externo 20 de la almohadilla 10) a los que se 10 da la configuración de la gorra de impacto. Como ya se ha indicado, dichos materiales pueden adquirirse a la casa Brock USA de Boulder, Colorado, y se describen, por ejemplo, en la patente estadounidense 6,301,722. Puede disponerse o formarse un reborde de perímetro protector (por ejemplo, de un material polimérico) alrededor del perímetro inferior de la gorra de impacto, para impedir que se deteriore o deshilache. 15
[0048] Entre la cabeza del usuario y el estrato externo o la sección externa, es preferible disponer un estrato interno o secciones o almohadillas de adaptación producidas, por ejemplo, con un material adecuado para utilizarse como estrato interno 30 de la almohadilla 10. Pueden incorporarse secciones de dicho material a la sección externa mediante sistemas desmontables tales como los cierres de apertura rápida. Como advertirán los expertos en este campo, también hay otros sistemas de sujeción 20 para conectar secciones internas a la sección externa, ya sea permanentes o desmontables. Asimismo, en una forma de realización alternativa, puede formarse una sección interna generalmente coincidente con la pared interna del estrato externo.
[0049] En un casco cuyo armazón contenga una gorra de impacto, ésta admite una fijación desmontable mediante diversos tipos de sistemas de cierre de apertura rápida. Como advertirán los 25 expertos en este campo, pueden utilizarse muchos tipos de sistemas de sujeción para conectar la gorra de impacto al armazón del casco, ya sean de forma permanente o desmontable.
[0050] En general, las almohadillas y los sistemas de relleno del presente invento son de fabricación sencilla y relativamente económica. Asimismo, las almohadillas del presente invento aportan mayor disipación térmica y evaporación de la sudoración, menor retención hídrica y menos sensibilidad a 30 las condiciones ambientales que las almohadillas actualmente utilizadas en relación con cascos protectores y particularmente con cascos resistentes a los proyectiles. Los materiales de las almohadillas del presente invento ofrecen resistencia a numerosos impactos (determinada, por ejemplo, mediante compresión cíclica para establecer su durabilidad) con muy poco peso. Asimismo, las almohadillas del presente invento se fabrican fácilmente con materiales inertes que resisten muchos lavados y la 35 exposición a una amplia gama de condiciones in situ.
[0051] Aunque el presente invento se ha descrito con detalle respecto a las formas de realización y/o los ejemplos precedentes, deberá entenderse que dicho detalle es ilustrativo y no restrictivo, y que los expertos en este campo pueden introducir variaciones sin apartarse del invento. El alcance del invento se indica más por las reivindicaciones siguientes que por la descripción precedente. 40

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un sistema de relleno para amortiguar el contacto con un cuerpo y constituido por:
    al menos una almohadilla (10) que comprende:
    al menos una sección de un estrato externo (20, 220) de un material flexible, elástico y ergoabsorbente, 5 estando adaptado el estrato externo (20, 220) para el paso de fluidos a través de él; y
    al menos una sección de un estrato interno (30, 230) adyacente a la sección del estrato externo (20, 220) y situada dentro de la sección del estrato externo (20, 220) cuando se lleva en el cuerpo, siendo el estrato interno (30, 230) de un material flexible y elástico, y siendo menos rígido que el estrato externo (20, 220), estando adaptado el estrato interno (30, 230) al paso de fluidos a través de él, donde la almohadilla (10) 10 permite el paso de fluidos a través de ella en una dirección generalmente perpendicular al cuerpo,
    caracterizándose por el hecho de que el estrato externo (20, 220) comprende diversos glóbulos discretos de material sustancialmente elástico, adyacentes y adheridos entre sí, teniendo los glóbulos intersticios que permiten el paso de fluidos.
  2. 2. Un sistema de relleno según la reivindicación 1, donde los glóbulos del estrato externo (20, 220) 15 se unen mediante un adhesivo y son impermeables.
  3. 3. Un sistema de relleno según la reivindicación 1 ó 2, donde los glóbulos son glóbulos poliméricos de células cerradas.
  4. 4. Un sistema de relleno según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde aire y agua pueden pasar a través de los intersticios. 20
  5. 5. Un sistema de relleno según cualquier reivindicación precedente, donde el estrato interno (30, 230) comprende un primer estrato (32) y un segundo estrato (34) separado del primero (32), más diversos hilos (36) conectados a los dos estratos (34, 36).
  6. 6. Un sistema de relleno según cualquier reivindicación precedente, donde el estrato interno (30, 230) consta de uno o más materiales hidrófilos. 25
  7. 7. Un sistema de relleno según cualquier reivindicación precedente, donde el estrato interno (30, 230) y el estrato externo (20, 220) quedan abarcados por una cubierta (40, 50).
  8. 8. Un sistema de relleno según la reivindicación 7, donde la cubierta (40, 50) comprende un material de cubierta interno (40) adyacente a y situado sobre una superficie interna del estrato interno (30, 230), comprendiendo la cubierta interna (40) un material hidrófilo y absorbente. 30
  9. 9. Un sistema de relleno según la reivindicación 8, donde una superficie externa del material de cubierta externo (50) comprende un mecanismo de sujeción para fijar la almohadilla (10) a un artículo que se lleva sobre el cuerpo.
  10. 10. Un sistema de relleno según la reivindicación 9, donde el mecanismo de sujeción comprende presillas o ganchos (52) para una conexión de tipo apertura rápida. 35
  11. 11. Un sistema de relleno según cualquiera de las reivindicaciones 1-10, que comprende diversas almohadillas (10) situadas en un lado interno de un armazón (110) de un casco protector (100).
  12. 12. Un sistema de relleno, según la reivindicación 11, donde el sistema de relleno comprende diversas almohadillas (10) entre un estrato de cubierta interno común (240) y un estrato externo común (250). 40
  13. 13. Un sistema de relleno según cualquiera de las reivindicaciones 1-10, donde al menos una almohadilla (10) tiene la forma de una gorra de impacto.
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