SE512424C2 - Stötdämpande skyddsutrustning innehållande ett stötdämpande material, vilket utgörs av ett cellulärt material av expanderade mikrosfärer - Google Patents

Description

15 20 25 30 512 424 2 När mikrosfárema efier expansionen kyls kommer det polymera skalet att behålla sin expanderade dimension, medan den inneslutna kolvätetöreningen kondenserar vilket resulterar i ett reducerat tryck inuti mikrosfären.

Det vanligast användningsområdet for de expanderbara mikrosfärerna är som fyllmedel i färg och papper. I US-A-3,6l 5,972 beskrivs även ett cellulärt material bestående av expanderade mikrosfarer vilket används som värmeisolering.

Uppfinningens ändamål och viktigaste kännetecken Ändamålet med uppfinningen är att tillhandahålla ett stötdämpande material för stötdämpande skyddsutrustning för människokroppen såsom hjälm, benskydd, armskydd etc. liksom transportskydd for känsligt gods, vilket material uppvisar mycket låg densitet och mycket goda stötdämpande egenskaper, varvid den stötdämpande utrustningen i vilken materialet används kan göras mycket turm och lätt. Detta har enligt uppfinningen lösts genom att att de expanderade mikrosfäremas skal är termobundna direkt till intilliggande mikrosfarers skal för bildande av ett cellulärt material innefattande till varandra direkt angränsande expanderade mikrostärer.

Beskrivning av ritningar Uppfinningen kommer i det följande att närmare besluivas med hänvisning till ett på bifogade ritningar visat utföringsexempel.

Fig. 1 är ett foto i förstoring av det cellulära materialet bestående av expanderade mikrosfárer.

Fig. 2 visar ett schematiskt tvärsnitt genom en cykelhjälm vilken som stötdämpande material innehåller expanderade mikrosfárer. 10 15 20 25 30 512 424 Beskrivning av utföringsaxempel Det stötdämpande materialet enligt uppfinningen framställs genom att expanderbara mikrosfärer av ovan angivet slag placeras i ett lämplgt kärl och upphettas till en temperatur tillräcklig för att det polymera skalet skall mjukna och den dän' inneslutna kolväteföreningen törgasas. Upphettningen kan ske medelst varmlufi eller IR-strålning.

För mikrosfárer innefattande ett skal av polyvinyliden-klorid eller akrylonítril och en innesluten kolvätetörening i form av isopropan, isobutan eller isopentan torde ett lämpligt temperaturintervall vara mellan 80 och l20°C. Vid uppvärmningen kommer mikrosfärernas mjuknade skal att bindas till intilliggande mikrosfärers skal, så att de bildar ett sammanhängande cellulärt material med i huvudsak slutna celler. Detta framgår av Fig. 1.

Det cellulära materialets densitet är mycket låg, mellan 20-60 kg/mi, företrädesvis 30- 50 kg/mß.

Det uppvisar utomordentligt goda stötdärnpande egenskaper, vilket frangår av nedan redovisade testresultat.

Materialet är på grund av sin låga vikt och då det genom sin goda stötupptagnings- förmåga kan göras mycket tunt, synnerligen väl lämpat som stötdämpande material i skyddsutrustning för människokroppen, såsom skyddshj älmar av olika slag, exempelvis cykel-, motorcykel-, ishockey- , boxnings- och skidhjälrnar, samt benskydd, lcnäskydd, armbågsskydd, handskar m m. Dessutom är det väl lämpat som stötdämpande transportskydd för transport av känsligt gods.

En ytterligare viktig fördel med materialet är att det fungerar bra både i kyla (-20°C) och värme (50°C).

I Fig. 2 visas schematiskt ett snitt genom en cykelhjälm 10, vilken som stötdämpande material innehåller ett skikt ll av materialet enligt uppfinningen. Hj älrnen uppvisar I ill .J ..-al a 10 15 20 25 30 512 424 4 dessutom ett utvändigt skal 12, t ex ett plastskikt. Detta är dock inte nödvändigt utan plastskalet 12 kan ersätts med ett nät, en folie eller ett lackerat skikt, som är lätt att hålla rent och som ger hjälmen en ytfinish. Hjälmen kan även på insidan uppvisa ett folie- eller lackskikt 13.

Redovisning av slagtestresultat Materialets dynamiska stötdämpande egenskaper har testats och under likvärdiga förhållanden järnförts med expanderad polystyren (EPS) som är ett material som idag generellt används i skyddshjälrnar av olika slag. Hjälmar framställdes av respektive material, vilka hjälmar placerades på ett huvud av aluminium. I huvudet farms en accelerator. Det hj älmförsedda huvudet fick falla fritt ca. 1.5 m mot dels ett platt stålstäd (flat) dels ett vinklat stålstäd (kerbstone). Accelerometem registrerade accelerationen (uppbromsningskrafien) i GJ/mz (G-värde). G-värdet för hjälmar för personligt bruk bör vara <250 GJ/mz. Provningama har utförts vid Statens Provnings- och Forsknings-institut (SP) i Borås (officiellt provningsorgan i Sverige EU-Cert.body No. 0402). Resultaten redovisas i nedanstående tabell, varvid EPX avser materialet enligt uppfinningen med en densitet av 50g/l och EPS avser expanderad polystyren med en densitet av 70g/l.

Produkt Städ G-värde (GJ/mz) EPS 70g/l flat 243 EPX 50g/l flat 13 3 EPS 70g/l kerbstone 179 EPX SOg/l kerbstone 89 Som framgår av ovanstående resultat uppvisar materialet enligt uppfinningen, EPX, en reduktion av G-värdet på minst 40% järnfört med EPS, vilket är anmärkningsvärt.

Materialtjockleken med detta material skulle kunna reduceras med ca. 40%. Densiteten kan även minskas med över 50%. Hjälmar för personligt skydd (EU-direktiv 89/686 512 424 5 EEG) skulle teoretiskt kunna vikt/volym-reduceras med 50-70%, vilket avsevärt skulle öka komforten och minska belastning på huvud, nackmuskler mm. Detta är av största betydelse vid hjälmar som skall bäras under längre tid (yrkesbruk, i trafik etc.) eller då huvudet utsätts för större accelerationslcrafier som vid motortävlingar o.dy1.

Claims (4)

10 15 20 25 30 512 424 Patentkrav

1. Stötdämpande skyddsutrustning såsom transportskydd for känsligt gods, skydds- utrustning för människokroppen såsom hjälm, benskydd, armskydd etc., innehållande ett stötdämpande material, vilket utgörs av ett cellulärt material innefattande expande- rade milcrosfarer av ett polyrnert gastätt skal inneslutande en gasformig kolväte- förening, kännetecknat av att de expanderade mikrosfäremas skal är terrnobundna direkt till intilliggande mikrosfärers skal för bildande av ett cellulärt material innefattande till varandra direkt angränsande expanderade mikrosfárer.

2. Skyddsutrustning enligt patentkrav 1, kännetecknat av att materialets densitet ligger inom intervallet 20-60 kg/m3, företrädesvis 30-50 kg/m3.

3. Skyddsutrustning enligt patentkrav l eller 2, kännetecknat av att mikrosfárernas skal är av polyvinylidenklorid eller akrylonitril.

4. Skyddsutrustning enligt något eller några av föregående patentkrav, kännetecknat av att den i mikrosfärerna inneslutna kolväteíöreningen är isopropan, isobutan eller isopentan.