可定制的膝部衬垫及其形成过程制造技术

一种可定制的膝部衬垫包括泡沫主体，该泡沫主体具有模制成膝部形状的前表面A和后表面。该前表面形成有覆盖待保护的膝部的间隔开的凹部的阵列。每个凹部限定负的增量面积，并且累积地限定面积Ar。前表面的有效面积A

【技术实现步骤摘要】
可定制的膝部衬垫及其形成过程


[0001]本专利技术总体上涉及膝部保护装置，并且更具体地，涉及可定制的膝部衬垫以及其形成过程。

技术介绍

[0002]制造商提供许多膝部衬垫，这些膝部衬垫旨在用于不同活动，例如，用于运动和极限运动，用于舞蹈和杂技，用于工作和军事目的。此外，所有的这些膝部衬垫都出于更具体的目的而被调整，例如，现在每个膝部衬垫必须不仅是保护性的，而且是舒适的、柔性的、轻便的、透气的、易于使用和清洗、时尚、优质、实惠等等。总之，消费者和专业人员的需求和欲望只会增加，因此制造商必须不断地开发和创新他们的产品。
[0003]膝部衬垫的主要功能是保护膝部免受不同的膝部损伤，该膝部损伤通常在身体活动过程中由击打、磨损、压力以及其他外部冲击造成的。考虑到保护不是膝部衬垫唯一需要的特征的事实，制造商必须专利技术如何将保护与其他必要的特征结合的方法。这些尝试之一是使用不同的材料以提供最大的特征，包括保护性、舒适性、柔韧性、讨人喜欢的和现代设计、质量和可负担性。
[0004]膝部衬垫的主要元件是衬垫，或换言之，是放置于膝盖骨上的缓冲垫并且其主要作用是防止膝部损伤。衬垫可以由各种材料制成，例如聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫、乙基乙酸乙烯酯泡沫、尼龙泡沫、氯丁橡胶泡沫、聚氯乙烯泡沫、挤塑聚苯乙烯泡沫、橡胶、塑料、凝胶、碳纤维和其他材料。
[0005]另一个区别是膝部衬垫缓冲类型—它们中的一些具有壳体或帽型衬垫，壳体或帽型衬垫通常由塑料、橡胶、凝胶、碳纤维或可以确保持续保护的其他耐用且高密度的材料制成。这些壳体的内部通常被更软更有弹性的材料覆盖，以提供与膝盖骨形状的更好的贴合并且因此提供舒适性。一些膝部衬垫具有由柔软但耐用且保护性的材料制成的衬垫，诸如泡沫等—PU泡沫、PE泡沫、EVA泡沫、PVC泡沫、XPS泡沫、尼龙泡沫和氯丁橡胶泡沫。许多膝部衬垫具有由几十个分开的六边形衬垫制成的六边形衬垫，因此它们与膝盖的形状提供更好的贴合并且因此提供舒适性和柔性。这些六边形衬垫通常由一些能够吸收不同打击的振动的泡沫制成。六边形衬垫由于其相似性通常被称为蜂窝状衬垫。一些膝部衬垫具有气泡式缓冲垫，该气泡式缓冲垫由一些保护膝部免受不同冲击的泡沫制成。
[0006]膝部衬垫能够按照它们在不同领域的用途进行分类，例如，运动膝部衬垫、舞蹈膝部衬垫、工作膝部衬垫、军事膝部衬垫以及其他。这些膝部衬垫在功能和保护水平方面彼此不同。例如，用于运动和舞蹈的膝部衬垫是更舒适和灵活的，而用于工作和军事的膝部衬垫是更厚的、更致密的和更耐用的。
[0007]工作膝部衬垫，尤其是用于专业人士的工作膝部衬垫可能不是如此灵活的，但是它们必须是极其耐用和舒适的，因为在诸如铺地毯、浇筑混凝土、铺瓷砖、铺地板、园艺和建筑等工作中，工人
[0008]，因此，衬垫必须尽可能舒适，从而减少膝盖上的压力并因此减轻膝盖疼痛和疲
劳。用于专业人士的膝部衬垫主要用于防止职业性膝盖损伤。存在许多工作膝部衬垫，例如硬帽、弯曲软帽、平帽膝部衬垫、膝部衬垫、滚动膝部衬垫、膝部插入物，并且所有这些都是为了特定的和具体的目的而设计得。
[0009]军事膝部衬垫，或换言之，战术膝部衬垫通常是军队制服的一部分，并且它们由极其耐用和致密的防弹材料制成，使得它们防弹并且因此在几乎每种情况下都安全。此类膝部衬垫不仅用于防止子弹和其他危险冲击的安全，而且还用于保护膝部在战争或其他训练锻炼过程中由爬行或蹲起引起的淤伤或擦伤。
[0010]美国专利7,018,351公开了一种使用模制衬垫和刚性壳体的矫形支架。内部结构被模制成包括各种尺寸、形状和厚度的几何形状的单元以向用户提供不同水平的局部舒适度。衬垫是由热塑性弹性体(TPE)制成的，它类似于弹簧并且抵抗压缩形变。TPE材料被注塑模制成包括详细的设计，例如几何形状的单元。软泡沫可以嵌入衬垫中的刚性单元之间。作为另一种选择，使用凝胶代替软泡沫。然而，所期望的缓冲水平是通过利用多种尺寸的单元、杆和各种突起来提供的。作为使用各种形状的泡孔和突起的替代方案，可以在刚性泡孔壁之间嵌入软泡沫。通常，包覆模具将TPE衬垫密封至由与衬垫相同的材料制成的壳体，并且还部分覆盖该壳体。另一个选择是使用凝胶代替软泡沫或者模制的TPE衬垫。
[0011]虽然已经提出了许多膝部衬垫设计，它们还不是容易地定制的，并且通常要求复杂且昂贵的模具和工艺来制造产品以使它们适应特定的应用。

技术实现思路

[0012]因此，本专利技术的目的是提供一种不具有现有技术膝部衬垫固有的缺点的膝部衬垫。
[0013]本专利技术的另一个目的是提供一种能容易地定制的膝部衬垫。
[0014]本专利技术的又一个目的是提供一种如上所述的膝部衬垫，该膝部衬垫结构简单，并且制造经济。
[0015]本专利技术的又另一个目的是提供一种容易和方便使用的膝部衬垫。
[0016]本专利技术的另一个目的是提供一种膝部衬垫，该膝部衬垫可以被形成为根据用途或应用以提供所期望水平的柔软度或者硬度。
[0017]本专利技术的又另一个目的是提供一种模制的膝部衬垫，该模制的膝部衬垫可以在与泡沫壳体或泡沫形式集成为一体的凝胶插入物上被包覆模制，由此简化模制过程，并且防止凝胶插入物随时间移位。
[0018]本专利技术的又另一个目的是提供一种模制的膝部衬垫，该模制的膝部衬垫具有柔软的织物背衬片，该织物背衬片可以与模制的泡沫壳体或泡沫形式集成为一体以促进制造，并防止织物片在长期使用后与泡沫壳体或形式分离。
[0019]为了实现上述目的，以及对于本领域的技术人员将变得明显的其他目的，根据本专利技术可定制的膝部衬垫包括可压缩材料的主体，该主体具有限定表面A的前表面或外表面，以及模制成膝部形状的后表面。前表面在覆盖要保护的膝部的预定区域上形成为有间隔开的凹部的阵列。每个凹部限定增量面积，并且覆盖预定区域的所述凹部共同地或累积地限定面积A
r
。未凹陷的前表面的有效面积A
eff
大约等于A
eff
＝A
–
A
r
。织物片覆盖后面或后表面，这将更全面地描述。凝胶衬垫设置在靠近织物片前端的主体内。
[0020]在模制过程期间，膝部衬垫的主体与凝胶层和织物片注塑模制在适当位置，以将织物片和凝胶衬垫结合至模制的主体以与模制的主体一体成型。由于使固体变形所需的力与至少在材料的线性区域中的压缩变形的有效表面积成正比，并且遵循胡克定律，通过有选择性地在预定区域中修改有效表面积，能够改变材料在压缩时的柔性，从而使材料更硬或更软。
[0021]形成根据本专利技术的膝部衬垫的方法包括以下步骤：提供模具，该模具被配置成将预定区域上的任何凹部阵列赋予任何配对的内表面以保护膝部衬垫，由此产生的凹部的密度和尺寸决定用于压缩的受影响面积。凝胶插入物支撑在模具内，并且模具紧邻支撑的凝胶插入物而被织物片或织物层覆盖。然后将喷雾泡沫注射到模具中直到模具充满泡沫，以封装凝胶插入物并接触织物片，使得泡沫结合到凝胶插入物和织物片。在凹部的分离中所得的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于膝部衬垫的插入物，所述插入物包括由诸如泡沫等的可压缩材料形成的主体，所述主体具有可模制成用户膝部的形状的前表面或外表面以及后表面或内表面；织物层，所述织物层沿着所述内表面延伸并且符合所述内表面；以及凝胶衬垫，所述凝胶衬垫被定位在所述内表面与所述外表面之间并且被定位成当所述膝部衬垫被所述用户穿戴时与所述用户的膝盖骨并列，所述主体被注塑模制以结合至所述织物层并将所述凝胶衬垫完全封装在所述可压缩材料内，由此在所述凝胶衬垫和所述织物层之间形成可压缩材料层。2.根据权利要求1所述的用于膝部衬垫的插入物，其中所述可压缩材料是泡沫。3.根据权利要求1所述的用于膝部衬垫的插入物，其中所述可压缩材料在所述外表面上形成有凹部阵列，所述凹部阵列被配置成提供所期望的柔软度的膝部衬垫。4.根据权利要求1所述的用于膝部衬垫的插入物，其中，所述主体具有侧面，以及在所述侧面上用于附接膝部衬垫条带的耳部。5.一种制造用于膝部衬垫的插入物的方法，包括以下步骤：将凝胶衬垫定位和保持在模具内；将织物片布置成紧邻所述凝胶垫但与所述凝胶垫间隔开；通过注塑模制来形成所述膝部衬垫插入物以形成前表面或外表面以及后表面或内表面，所述前表面或所述外表面以及所述后表面或所述内表面可以被模制成用户的膝部的形状并且完全封装所述凝胶衬垫以在所述凝胶衬垫与所述织物层之间提供可压缩材料层。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述主体通过注射泡沫材料形成。7.一种用于膝部衬垫的插入物，所述插入物包括由诸如泡沫等的可压缩材料形成的主体，所述主体具有模制成所述膝部的形状的前表面或外表面以及后表面或内表面；织物层，所述织物层形成或限定所述后表面；以及凝胶衬垫，所述凝胶衬垫紧邻所述织物层设置并与所述织物层间隔开，所述主体被注塑模制以将所述凝胶衬垫和织物层完全封...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
申请(专利权)人：坚韧建筑工业有限公司，
类型：发明
国别省市：