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抗扎破、穿透和切割的织物制作方法

  • 专利名称
    抗扎破、穿透和切割的织物制作方法
  • 发明者
    杨格·华·凯姆
  • 公开日
    2000年6月21日
  • 申请日期
    1998年5月27日
  • 优先权日
    1997年5月27日
  • 申请人
    海尔·迪门森医学公司
  • 文档编号
    A41D13/00GK1257410SQ98805365
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种织物包括许多安排成棋盘格型式具有互联相邻固态物体装置的固态物体片2.权利要求1的织物,其中互联固态物体的装置适合于可滑动的互联3.权利要求1的织物,进一步包括许多安排成叠状的片4.权利要求3的织物,进一步包括互联片的装置5.权利要求4的织物,其中互联片的装置适合于可滑动的互联6.权利要求5的织物,还包括将片以内的固态物体从伸展状态回复到压缩状态的装置7.权利要求6的织物,其中可滑动互联片的装置适合于限制片相对于另一个片运动一预定的距离8.权利要求7的织物,其中可滑动互联固态物体的装置适合于限制固态物体相对另一个伸展一预定的距离9.权利要求8的织物,其中固态物体是平面平片10.权利要求9的织物,其中平面平片的棋盘格布置是安排在一平面中的平面平片的重复型式,因此平面平片每一薄片的远侧端与相邻平面平片的相邻薄片的远侧端形成一直角,以每一相邻薄片远侧端的一个角形成直角的角顶11.权利要求10的织物,其中每一片平行于相邻片移动12.权利要求11的织物,其在叠中的所有片是相同的,同时每一片平行于相邻片移动一距离,因而在一片中的每一平面平片的薄片对准并重叠于在相邻片中的每一平面平片的薄片13.权利要求12的织物,其中许多铆钉垂直于纤维织物的平面,通过每一个由相邻平面平片的薄片的相对边缘与相邻平面平片相对基体边缘形成的孔而插入14.权利要求13的织物,其中全部平面平片基本上是相同的且全部铆钉也是相同的15.权利要求14的织物,其中可滑动地互联平面平片的装置是一种互联材料16.权利要求15的织物,其中的互联材料是弹性体17.权利要求15的织物,其中的互联材料互联平面平片18.权利要求15的织物,其中的互联材料将铆钉互联到至少织物的一边上19.权利要求17的织物,其中的互联材料是一种膜20.权利要求18的织物,其中的互联材料是一种网21.权利要求15的织物,其中限制由可滑动互联装置允许的最大伸展量的装置是一种互联的固有可伸展到预定限量的材料22.权利要求15的织物,其中限制由可滑动互联装置允许的最大伸展量的装置是一不可伸展的柔顺材料,该材料当织物是压缩状态时具有一预定的松弛长度,因此织物的最大伸展量是等于预定松弛长度的距离23.权利要求21的织物,其中限制由可滑动互联装置允许的最大伸展量的装置互联平面平片24.权利要求21的织物,其中限制由可滑动互联装置允许的最大伸展量的装置互联铆钉25.权利要求15的织物,其中的互联材料互联相邻片之间的平面平片26.权利要求19的织物,其中的膜具有在轴向对准每一孔的孔眼27.权利要求15的织物,其中的互联材料是一种互联相邻片之间平面平片的薄片的网28.权利要求25的织物,进一步包括互联材料,该互联材料互联在叠中的平面平片的顶表面29.权利要求25的织物,进一步包括互联材料,该互联材料互联在叠中的平面平片的底表面30.权利要求13的织物,其中构成铆钉和平面平片的材料选自一组包括金属、金属合金、塑料、复合材料、陶瓷和玻璃的材料31.权利要求13的织物,其中的平面平片具有足够抵抗预定的穿透或切割力的厚度32.一种织物包括(a)二片,每一片具有许多安排成棋盘格型式的固态物体具有(I)可滑动地互联固态物体的装置,(ii)将片从伸展状态回复到压缩状态的装置,以及(iii)限制固态物体相对另一个运动一预定量的装置;以及(b)叠状安排中的每一片与其它片具有可滑动地互联片的装置以及为限制片相对另一片运动一预定量的装置33.一种织物包括许多在片中安排的具有可滑动地互联平片的装置的平片34.权利要求33的织物,其中的纤维织物包括许多在一叠中安排的片35.权利要求34的织物,其中的每一片平行于相邻片移动36.权利要求35的织物,其中每一片是移动的,因此在每一层的每一平片的中心处在相邻层平片的角的交点的中心37.权利要求33的织物,其中的为可滑动地互联平片的装置是一种附加到平片上去的互联材料38.权利要求37的织物,其中的互联材料形成一种膜39.权利要求37的织物,其中的互联材料构成一种网40.权利要求33的织物,进一步包括限制由可滑动的互联装置所允许的最大伸展量的一种装置41.权利要求40的织物,其中限制由可滑动的互联装置所允许的最大伸展量的一种装置是一种固有可伸展到一预定极限的互联材料42.权利要求40的织物,其中限制由可滑动互联装置允许的最大伸展量的装置是一种当织物被压缩时具有一预定的松弛长度的不可伸展的纤维,因此织物的最大伸展量是等于预定松弛长度的距离43.权利要求34的织物,其中为可滑动地互联平片的的装置是一种置于相邻片之间并粘结到相邻片的平片上的弹性体材料44.权利要求43的织物,其中的互联材料构成一种膜45.权利要求43的织物,其中的互联材料构成一种网46.一种织物包括(a)两片,每片具有许多安排成棋盘格型式的固态物体,具有(I)为可滑动地互联固态物体的装置,以及(ii)为限制固态物体相对另一个运动到一预定量的装置;以及(b)在叠状安排中的每一片以及其它片具有可滑动地互联片的装置和限制片相对另一片运动到一预定量的装置47.一种保护表面不受扎刺,穿透和切割的方法包括以下步骤(a)构成一种织物包括许多片,每一片具有许多安排成棋盘格型式的固态物体以及互联相邻固态物体的装置;以及(b)以织物覆盖要保护的表面48.权利要求1的织物,其中的固态物体是相同的安排成棋盘格型式的固态物体,所述棋盘格型式具有四个邻接每个固态物体的固态物体49.权利要求48的织物,其中的棋盘格型式具有6个邻接每个固态物体的固态物体50.权利要求1的织物,其中的固态物体是规则多边形51.权利要求18的织物,其中的互联材料是一种网52.权利要求18的织物,其中的互联材料是一种膜53.权利要求22的织物,其中的限制由可滑动互联装置允许的最大伸展量的装置互联平面平片54.权利要求22的织物,其中的限制由可滑动互联装置允许的最大伸展量的装置互联铆钉
  • 技术领域
    本发明一般涉及抗扎破、穿透和切割的织物更具体的是,本发明涉及包括大量松散地互联固态物体而构成一种柔性的可适合于服装使用的织物,诸如在医疗、牙科或其它环境中穿戴的手套和其它服装,在该环境中锐利的器械是经常遇到的,以及穿戴以防卫子弹穿透和刀子扎破和切割的护身服装
  • 背景技术
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:抗扎破、穿透和切割的织物的制作方法随着艾滋病的流行,对一种材料的强烈需求就变得越来越明显。这种材料在医疗和牙科治疗过程中将防止扎破和割破,在该过程中通常人将面临锐利的用品,诸如手术刀,为缝合和注射液体的针,牙科和矫形过程所用的钻。虽然爱滋病一直是研究预防血液感染的主要动力,但是仍有大量的这种感染,肝炎和Ebola感染是严重致命的血源感染的两个例子。随着枪击和刀伤数量的增加,强烈地需求有效的和使用者舒适的防护服以防止身体穿透和/或终止射弹也变得越来越明显。由一种弹性高分子材料制成的外科手套,在病人与医护人员之间,对液流和细菌传播起一种屏蔽的作用。它们最通常的是由一种薄乳胶膜制成。乳胶手套使外科医师能保持很高水平的触觉敏感性,同时便于手指的操作。但易于被手术刀割破,或被针刺破或扎透。身体防护服是由无孔的,因此也是不透气的材料,诸如卡夫拉(Kevlar)或斯佩克特拉(Spectra)等材料制成。这些材料已被证明在阻止穿透身体的射弹,诸如子弹,是有效的,但在防卫刀的伤害是无效的。目前可使用的身体防护服具有另外的缺点,即这种材料对穿戴者的出汗没有蒸发的能力,因此经常不被穿戴。曾经有数种努力制备防护服。这种防护服诸如外科手套能抗切割、扎破和穿透,同时又保持完成精细外科手术所必需的特性。特别是,必须能使穿戴者感觉到他或她正在工作的表面。换句话说,它必须保持触觉的敏感性。手套也必须是可伸展、可弯曲和可扭转的。它也有弹性这一点是有用的,因此一旦伸展、弯曲或扭转了,手套可以恢复到它的原来的形态。除去抗切割和扎破外,通常所使用的乳胶手套具有所有这些性能。曾经尝试了许多方法来提供具有今天的抗切割、扎破和穿透的附加要求的外科手套,例如授予塞德(Seid)的1988年5月10日公布的美国第4,742,578号专利用一种由大量高强度的致密地交织纤维或细丝组成的薄的柔韧材料的涂复来增强外科手套,据报道提供增加了抗扎刺能力,但当面临血液感染时安全的界限就太低了。授予韦尔什(Welch)的1989年5月30日公布的美国第4,833,733号专利结合一种交错编织的合成纤维,诸如尼龙和aramid的薄片,提供抗切割的某些水平,但是由于编织固有的多孔性,它不提供抗扎刺能力。授予金贝尔(Gimbel)的1989年9月12日公布的美国第4,864,661号专利声称提供抗扎刺能力,但没有抗切割能力。金贝尔(Gimbel)使用一种放在手套高危险区如手指部分的编织纤维,这种编织呈现一种可能性,就是针对通过由交织纤维形成的空隙能够扎入纤维织物。授予贝特彻尔(Bettcher)的1991年12月10日公布的美国第5,070,540号专利使用线束和纤维绳提供抗切割能力,纤维绳布满整个手套,贝特彻尔(Bettcher)没有声称提供抗扎刺能力,线和纤维绳限制了手套的柔顺性,外科手术的主要要求。授予皮尔斯(Pierce)的1994年6月7日公布的美国第5,317,759号专利,是一种具有垂直延伸到一种乳胶型材料的手套内、外层之间的手套平面的小柱子的手套。小柱子减少缝针扎破手套的机会,因为,当针以某一角度通过手套时,它最有可能接触小柱子,这种手套的设计受到不能阻止皮下针头以接近垂直于手套材料的平面的角度刺破手套,它也没有抗切割的能力,同时刚性嵌入的小柱子大大降低了手套的柔顺性;授予桑普尔(Samples)的1994年11月29日公布的美国第5,368,930号专利是一种增强的抗扎刺能力的弹性薄片材料,嵌入材料的是片状无弹性的颗粒,这种材料至少受到二个缺点的影响,它不抗切割,同时嵌入了的薄片使材料非常之硬;授予古尔德(Gould)的1995年4月18日公布的美国第5,407,612号专利与桑普尔(Samples)的材料类似,它具有方位平行于弹性手套材料并嵌入手套材料的平片状,这具有起到象混凝土中增强杆的作用的不适当的作用,其结果是手套变得不柔顺。而有另一种试图制出抗切割和抗扎刺的外科手套,它们也失败于不能满足外科手术过程要求特性的独特组合。正如在本节中通过对某些专利手套和手套材料的评论所指出的,曾经尝试去解决对体液在医务工作者和病人之间传播的有效和可靠的屏蔽的材料的主要需求,然而,这一需求必须满足保持医务工作者进行他或她的外科手术任务的能力,吸出体液,或其它这种活动。目前适用的手套或屏蔽材料的每一种缺少一种或几种对于有效的外科屏蔽所需要的性质,这些性质包括(1)抗切割、(2)抗扎破和穿透、(3)柔顺性、(4)可弯性、(5)可扭转性、(6)弹性、(7)可伸展性、(8)保持使用者触觉的能力,以及(9)有效屏蔽体液的传播。本发明的目的是提供一种与常规液体屏蔽材料一起使用的抗切割、扎破和穿透的屏蔽材料。该材料具有用于医疗、牙科及其它领域中的所有需要的性质,在那些领域必须消除医务工作者与病人之间的体液传播。
本发明的一个进一步目的是提供一种对穿透身体的射体,诸如子弹和刀子的有效的抗切割、扎破和穿透的屏蔽,且屏蔽具有允许穿戴者的排汗蒸发的能力。
本发明的摘要根据本发明,前述目的及其它目的和优点通过提供一种抗切割、穿透与扎破的材料的织物来实现。这种织物通过许多松散地结合在一起的固态物体而形成二维的织物薄片保持所需要的柔顺性、弯曲性、伸展性、扭转性以及弹性的性质。
固态物体的一种形式是如图2A至图2F所示的平片体。固态物体的其它形式对达到织物的性质也是有效的,并在题为“最佳实施例详细描述”这一节加以描述。
每一平片体的基体是很薄的具有远小于其外形尺寸的厚度的片子。平片体是由硬的和强度大的材料制成,它不易碎。材料的类型及其厚度对防护服和其它用途根据必须防御的力的水平而有所不同。在本发明的一个实施例中,小薄片的宽度比平片体基体边缘的长度要小。
本发明的另一方面是具有4个相等边的平片体,虽然其它相等边的多边形也导致适用的织物。
在最佳实施例中,小薄片是平片体的整体部分,同时通常将平片体挂在一起。小薄片从每个平片体的边缘延伸,同时邻近平片体的小薄片松散地互连。小薄片从平片体基体的边缘在与平片体基体相同的平面内延伸。从平片体的基体在小薄片远侧的端部,小薄片在远离平片体基体的平面延伸的钩子中终止。
为提供适合于经济制造的织物,所有平片体是相同的,同时它们具有整体的挂在每一平片体基体的每一边的小薄片。但是,本发明可以用一种具有与平片体基体分开的小薄片的平片体来实现。在这种情况中,小薄片用任何合适的常规方法互联到平片体基体的边缘上。小薄片可以用一种柔性的或刚性的状态连接到平片体基体的边缘,随便哪一个最好适合于应用。
根据本发明的另一方面,将若干铆钉插入到由邻近平片体互联的小薄片形成的孔中。铆钉以对织物平面为直角插入,在一个实施例中铆钉完全覆盖被互联的小薄片包围的空间,因此创造了实际上的固态织物。该织物阻碍诸如皮下注射针,缝合针,或子弹扎刺或穿透物体的路径。
在另一个实施例中,平片体以一种粘接到平片体或通过织物平面插入的铆钉上的弹性材料保持在一起。在此实施例中,根据应用可以去除小薄片远侧端的钩子。
在另一实施例中,通过将每一平片体的小薄片上的钩子连接到相邻平片体的小薄片上的钩子来组合织物。其中相邻平片体具有其绕平行于并通过相邻平片体的平面的轴线旋转180度的平面。因此,许多组成织物的平片体中的每一平片体具有其小薄片的钩子,那些小薄片是从其相邻平片体反向的,即,每一相邻平片体的顶面是翻过来的因此顶面向下而不是向上。创制的织物是一系列在排和列二者中具有以顶面向上平片体与顶面向下交错的平片体。
包括不具有钩子称之为平面平片体的平片体的一种织物是以与上述同样的状态组合成。除去在平面平片体之间没有钩子的连接而靠附加到铆钉上或平面平片体上的弹性材料以保持松散互联的平面体在一起外,依靠弹性材料而不用钩子将织物保持在一起。为避免织物过份的伸展,采用了一种限制伸展程度的装置。如果织物过份伸展,平面平片体间的缝隙可能被张开。如果使用铆钉的话,过份伸展也可能导致铆钉从其孔移到不适当的位置。有几种限制伸展的装置是可用的,可将一种不可伸展的纤维在织物的不伸展状态附加到弹性织物上,间隙具有松弛部分。当织物伸展时,松弛被拉紧并处于不存在松弛的末端处,从而防止进一步的伸展。
使用弹性材料结合使用限制伸展量的装置,以允许伸展性,这对于构成织物有可能使用固态物体而不用带小薄片的平片体。一种称之为平片体的固态物体层带弹性材料与附加到平片上的限制伸展量的装置。如果对平片选择适当强度与尺寸的材料将提供适合于抗子弹穿透力的织物。如果使用适当的材料,本实施例也适用于外科手套。
本发明的织物,包括一种二维的平片体的薄片,为松散互联的平片体在平片体基体的每一边缘上具有小薄片。当在二弹性层之间结合时就形成一种适合于制造外科或牙科手套的抗切割和扎破的材料,同时适合于其它在手术室中使用的或要求隔离体液传播的地方的其它目的,以及扎破或割破风险高的地方的穿着衣服的材料。
本发明的织物,当制造出适当强度与尺寸的材料并穿在身上时,就构成适合于防御某些发射的射弹和刀子的力的抗切割,扎破和穿透的织物。
本发明的其它目的和优点对于本领域的技术人员从以下的详细说明中将变得很明显。为说明本发明,“最佳实施例的详细说明”仅表示并描述本发明的最佳实施例。但是,应该认识到,本发明在许多明显的方面是能够在不偏离本发明的情况下加以修改的。例如,使用平片体,平面平片体或平片形式的固态物体可以构成织物的各种代用品;可以使用铆钉或不使用铆钉来构成织物;可将小薄片设计成不同形态以满足特定的设计需要;可以使用多层固态物体或单层来构成织物。织物的所有固态物体可以是相同的或某些可以不同。例如,固态物体的交错层可以是带小薄片的平片体即插入相邻平片的槽中,取代在平片体的角上插入铆钉,可以在平片的基体边缘的中央孔中插入铆钉。因此,附图及详细描述属于说明本质,并不是限制。
附图的简单说明

图1A是本发明织物的立体图。
图1B是沿图1A的A-A线的剖面侧视图。
图1C表示大量排列的织物。
图2A是平片体顶面的立体图。
图2B是平片体底面的立体图。
图2C是平片体顶面的平面视图。
图2D是平片体底面的平面视图。
图2E是钩子向下的平片体正视图。
图2F是钩子向上的平片体正视图。
图3A是铆钉一个实施例的平面视图。
图3B是图3A的铆钉的正视图。
图3C是图3A的铆钉的立体图。
图3D是图3A的带有一个分开的截头圆锥铆钉的立体图。
图3E是带有一个分开的截头圆锥铆钉的正视图。
图3F是从截头圆锥端部图3D所示的分开的截头圆锥的平面视图。
图4A是平片体顶面的放大的立体图。
图4B是平片体底面的放大的立体图。
图5是松散互联平片体一维链的剖视图。
图6A是织物的平面视图,其中的虚线A-A表示一个将织物切割成两片的假想平面。
图6B是本发明的被沿图6A-A线垂直于织物的平面贯穿织物切割的织物一部分的立体图。
图6C是本发明的织物被沿图6A-A线垂直于织物的平面贯穿织物切割的并切去铆钉一侧截头圆锥的织物一部分的立体图。
图7A是没有铆钉,平片处于充分压缩形态,具有最小表面面积的织物的平面视图。
图7B是没有铆钉,平片体处于充分伸展形态,具有最大表面面积的织物的平面视图。
图8A是使用已切去材料的顶层表示织物的切面的织物制成的外科手套的立体图。
图8B是在表示图8A的剖面中表示的局部放大视图。
图9A是充分伸展的一行平片体的平面视图。
图9B是充分压缩的一行平片体的平面视图。
图9C是图9A的一行平片体的横截面。
图9D是图9B的一行平片体的横截面。
图10A和图10B表示本发明织物的弯曲性。
图11表示本发明织物的扭转性。
图12A和图12B表示本发明的扭转性,表示平片体处于扭转的状态。
图13A表示一种织物,其中由于铆钉的头太小以致不能完全盖住充分伸展形态中的全部孔。
图13B是一种织物的平面图,其中,铆钉处在孔中的不同位置,及覆盖每一种情况中的孔的铆钉头。
图14A至图14F表示在立体,平面和侧视图中的一个可选实施例的带有头和插销的平片体。
图15表示本发明的一个可选实施例的具有头与插销而除去铆钉的织物。
图16表示本发明的一个可选实施例的具有头与插销而固定铆钉的织物。
图17A是织物处于最大压缩形态的另一个可选实施例,在小薄片远侧端和小薄片之间具有倾斜边缘,所示无铆钉。
图17B是用于图17A所示实例的铆钉的立体图。
图18表示图17的可选实施例的织物,其中,没有铆钉,呈最大伸展形态。
图19与图18相同,除去插入可选实施例铆钉的方形销部分以外。
图20表示在如图17所示的织物,在其压缩状态中可选实施例铆钉的方形片状铆钉头。
图21表示图20的充分伸展状态的织物具有方形片状铆钉头。
图22表示可选实施例的织物的一部分具有处于不同的适当位置的铆钉,以方形片状铆钉头完全盖住孔。
图23表示带有平面钩子的可选实施例的平片体。
图24A和图24B表示本发明使用的带有平面钩子的平片体分别处于压缩与伸展状态的剖面正视图。
图25表示由截头圆锥促进的弯曲动作。
图26A和图26B表示结合具有倒截头圆锥的可选铆钉的织物的可选实施例的正视图。
图27A表示图26A和图26B所示的铆钉的立体图。
图27B是铆钉的正视图。
图28A表示带有在小薄片与倾斜远侧小薄片末端之间具有圆边缘的平片体的纤维织物在压缩形态的又一实施例。
图28B表示图28A处于拉伸形态的织物。
图29A是平面平片体的平面视图。
图29B是平面平片体的侧视图。
图29C是平面平片体的立体图。
图30A是处于压缩形态的平面平片体的薄片的平面视图。
图30B是处在压缩形态的平面平片体的薄片的立体图。
图31A是处在伸展形态的平面平片体的薄片的平面视图。
图31B是处在伸展形态的平面平片体的薄片的立体图。
图32A是处在压缩形态重叠放置的平面平片体的二薄片的平面视图。
图32B是处在压缩形态重叠放置的平面平片体的二薄片的立体图。
图33A是处在伸展形态重叠放置的平面平片体的二薄片的平面视图。
图33B是处在伸展形态重叠放置的平面平片体的二薄片的立体图。
图34A是带铆钉处于压缩形态重叠放置的平面平片体的二薄片的平面视图。
图34B是带铆钉处于压缩形态重叠放置的平面平片体的二薄片的立体图。
图35A是带铆钉处于伸展形态重叠放置的平面平片体的二薄片的平面视图。
图35B是带铆钉处于伸展形态重叠放置的平面平片体的二薄片的立体图。
图36A是带铆钉处于压缩形态重叠放置的平面平片体的二薄片的横剖面立体图。
图36B是带铆钉处于伸展形态重叠放置的平面平片体的二薄片的横剖面立体图。
图37A是一种以具有附加在平面平片体上的弹性材料网的平面平片体构成处于压缩状态的织物。
图37B是一种以具有附加在平面平片体上的弹性材料网的平面平片体构成处于伸展状态的织物。
图38A是一种以具有附加在铆钉上的弹性材料网的平面平片体构成处于压缩形态的织物。
图38B是一种以具有附加在铆钉上的弹性材料网的平面平片体构成处于伸展状态的织物。
图39是一种以具有附加在二个铆钉头上及二个对着铆钉头的二平面平片体表面上的弹性材料网的平面平片体构成的织物。
图40表示带有夹在二薄片之间的一种弹性膜的平片的薄片的立体图。
图41表示具有附加在平面平片体上的弹性材料膜带铆钉处于压缩形态重叠放置的平面平片体二薄片的横剖面立体图。
图42表示使用互联材料以连接每个铆钉销子的织物的一种可选实施例的立体剖视图。
图43表示使用互联材料以连接每个铆钉销子和连接每薄片中的平片体的织物的一种可实施例的立体剖视图。
最佳实施例的详细描述提供以下对用于服装的抗切割,扎破和穿透的织物的描述,以便能使本领域的任何技术人员获得并使用本发明。同时陈述发明人用于实施本发明的最好方式。但是,各种修改对那些技术人员将仍是显而易见的,因为本发明的一般原则已经在这里确定了。
图1A表示本发明织物11的一个实施例的立体图,图1B是沿图1A的A-A线的剖面侧视图,图1C表示大批包括平片体12交替地以其底面22朝上以及其顶面21朝上,和铆钉13的织物11。织物11是由很薄而刚性的平片体12和铆钉13构成。选用该平片体与铆钉以抵抗相当于由医疗环境中的皮下注射针或某些发射弹和刀子作用的扎刺或穿透力。从本说明书中表示本发明的图1A,图1B,和图1C以及其它图可以看出,没有织物11的区域不被铆钉13或平片体12遮盖,因此,可阻止针或其它撞击织物11的射弹的刺入。确定抵抗针扎入的材料也形成一种抵抗来自在医疗设置中遇到的器械,诸如手术刀的切割的材料。对于医疗或牙科的应用,本发明织物11预定为在材料的上和下层28和29之间是夹心的,它对体液的传播起阻隔作用。如图8A中的手套所示,图8B表示图8A的局部的放大。这种材料的一个例子为一种弹性体聚合物诸如乳胶。虽然最好是,但上层28不必需是一种液体的屏障。手套的乳胶大约是0.1毫米或较小的厚度,该厚度足以含盖带上或下层28或29的织物11,织物11在上层和下层28和29之间是夹心的,在那些层上具有最小的或没有附加物以便使织物在所有的方向自由运动。为进一步促进织物11与上层28和下层29无关地自由运动,织物11的表面和与织物11接触的上层28和下层29的侧边用,例如,硅加以润滑。硅起二个作用,它有助于织物11自由地弯曲,伸展和扭转,同时它通过织物11产生抗粘性而使织物与上层28和下层29分离。尽管附加到织物11上层28和下层29上的附加物必须保持在最小,但围绕环带处在指端的附加物,在手背面某一点上,在手掌某一点上的附加物要防止织物11相对于上层28和下层29的滑动。织物在其它医疗穿戴的服装如套袖围裙中是有用的部份。
织物也应用于防护服装如身体防护服或职业中的个别工作如机械师或屠夫。对这些其它职业的服装如同在医疗和牙科领域中的应用一样要求不同类型的材料和厚度以及平片体12和铆钉13的尺寸。因为作用在材料上的力将不同,对身体防护服的材料类型和尺寸较之对其它应用将有很大的变化,因为作用在织物上的力要比其它应用中的大几个数量级。
即使在外科手套42的情况中,材料的尺寸和类型可能也不同。因为,例如,外科手术和常规的抽血是在不同条件下进行的,同时,可能不需要用织物11来增强整个手套42。可以将织物11策略地仅放在高危险区域。对于医疗手套42的应用平片体12的尺寸大约为1平方毫米,铆钉13和头33的直径大约为0.7毫米。
本发明织物不取决于某一特定的材料类型或尺寸。织物可按程度来满足广泛变化的可能放这种材料的用途。材料和尺寸的选择取决于应用并可由常规工程计算来确定。
为制造平片体12和铆钉13的刚性材料作为现成的产品是目前可用的,材料可以是金属(诸如不锈刚或钛),金属合金,陶瓷,塑料(诸如聚四氟乙烯,卡夫拉(Kevlar)或斯佩克特拉(spectra)复合材料或系列),高强度复合材料(诸如碳纤维或玻璃复合材料),或者任何其它在选择达到应用要求特性所必需的厚度而抗特定扎破,穿透和切割力的材料,任何材料最好应该不是脆性的。
将铆钉13和平片体12装入织物11中去的过程,由目前可用的生产技术来实现。
图2A至图2F是平片体12的一个实施例的不同视图和方位。该平片体是织物11的基本构筑坯料,图2A是平片体12的顶立体图,图2B是底立体图,图2C是顶平面视图而图2D是底平面视图。图2E和图2F分别是平片体12的侧视图。图2A至图2F将平片体表述成为具有整体小薄片15(如图4更明确地表示)。但是,本发明的其它实施例具有作为平片体的一种分开部分的小薄片,将这种小薄片以任何合适的方法连接到平片体的基体(如图4更明确地表示)上。
图3A至图3D是铆钉13的一个实施例的视图。铆钉是织物11仅有的另一构筑坯料。图3A是铆钉13的顶视图。该铆钉包括一个销子23及在销子23的每端的二个截头圆锥24。图3F表示连接铆钉13的销子的顶端的地方作为与截头圆锥头部24同心的圆。组装织物11的一种方法采用一个铆钉13和从铆钉13分开的具有一个截头圆锥头24,如图3D所示。带有附加的截头圆锥头24的一个销子23经孔26插入,如图7A和图7B所示,直至进一步的移动被附加的截头圆锥头24终止,同时分开的截头圆锥头24用焊接或其它方法熔接到销子23的另一端上。
平片体12的一个实施例的放大视图,图4A和图4B,表示用于识别平片体12的各个部分的名称。本说明书中为了讨论的目的,视图任意地建立向上和向下的方向。图4A是顶面21的视图,而图4B是平片体12的底面22的视图。虚线以内的区域称之为平片体12的基体14。基体14为一平面,从平片体基体边缘17下垂的平片体12的部分是小薄片15。小薄片15的部分由图4B处于a-a线右边的部分更清楚地表示在图4B中。在图4A和图4B所示的实施例中,小薄片终止于基体17远侧端的弧19中,该弧垂直并远离于平片体12的基体14的平面而延伸。小薄片15的弧19对准小薄片15的臂18,如图2A至2F所示。平片12的钩子16由弧19和反向的小薄片部分20构成。反向的薄片部分20是钩子16的部分,它朝平片体12的基体边缘17反向。小薄片15的臂18是一平表面并与平片体12的基体14在同一平面中。小薄片15的宽度小于平片体12的基体边缘17的长度。如前所述,小薄片15可以与平片体12的基体14分开而不是说明书中图4或其它图所示的平片体12的整体部分。根据应用的需求,分开的小薄片15既用刚性也可用柔性连接而连接到基体14上。在最佳实施例中,平片体12的基体14是具有4个相等边的多边形。本说明书中其它图表示平片体12的可选实施例。一个具有不同钩子16的形态而另一个则没有钩子16。无钩子16的实施例的平片体12称之为平面平片体46。组装有平面平片体46的织物使用在互联钩子16的适当处的弹性材料松散地互联,也可以与由平片体12构成的织物11结合使用一种弹性材料。在其它特性中,这种组合增加了弹性。弹性将有助于织物11在除去伸展力之后回复到其压缩状态。在本说明书中表示了以方形固态物体组装的织物11而取代形态为平片体12的或平面平片体46的固态物体,方形固态物体称之为平片65。
一种任意长度或宽度的织物11的连续二维薄片由成系列的互联多个平片体12和铆钉13组装而成,如图1A和图1B以及图6A至6C所示。构成织物的平片体12和铆钉13是相同的。相邻平片体12的方位是反向的,因此每个平片体12的钩子16是互联的,如图5所示。图5表示从侧边切去部分看的平片体12的一种一维的带子。在图1A和图1B、图6A至图6C所示的实际织物中,每个相邻平片体12的小薄片15通过搭配相邻平片体12的相对钩子16互联在四边上。该平片体12是具有其底22向上的与那些其顶21向上的搭配。相邻平片体12的方位仅与旋转的相邻平片体12不同,因此相邻平片体12的底22如图1,图5和图6所示面向上。
铆钉13的销子23通过孔26垂直于织物11的平面插入,如图7A和7B所示,孔26由小薄片边缘25与凹弧27形成,该孔构成平片体12相邻基体边缘17和小薄片边缘25和相邻互联平片体12的凹弧的交叉点。铆钉13由截头圆锥24的端部垂直其平面锁紧在织物11中,如图6A,图6B,和图6C所示。销子23具有能使铆钉垂直于织物微量运动的长度。销子23的长度也选得能使小薄片15相对于织物11的平面向上和向下运动。销子23的直径,当织物11被充分压缩如图7A所示时,几乎与孔26的直径相同,以便在销子23和孔26之间形成通常所谓的压配合。铆钉13的压配合,即使当织物11处于其充分压缩状态时,也允许织物11的柔顺性以及经过织物11传递触觉的力,因此穿戴者保持感觉或知觉外科手术过程的能力。
为提供柔顺性,即包括伸展能力,弯曲能力和扭转能力的性质,钩子16的尺寸相对于相邻的钩子16要适当地选定。铆钉13的尺寸相对于它所插入的孔26也必须适当地选定。虽然,术语伸展能力,弯曲能力和扭转能力的意义是通常理解的,参阅图9、图10、图11和图12有助于独特的理解通过它此织物11能够达到这些要求的意义,以及钩子和铆钉相对于孔的尺寸的重要性。
图9A表示根据本发明连接的一行平片体12。图9A表示处于最大分离形态的平片体12,图9B表示处于最小分离形态的平片体,图9C是沿图9A的a-a线取的横断面,图9C表示如何将钩子15能够拉到其外极端同时由于钩子16的可靠咬合而不分开。每一平片体12的钩子16沿着其配对咬合的平片体12的底面滑动直至达到平片体12的带子的最大伸展,或长度。图9D是沿图9B的a-a线取的横断面,图9D表示钩子如何能滑向每个平片12的中心以达到最小伸展,或长度的点。钩子向每个平片体12的中心滑动的能力导致平片体12的可滑动互联。
在图10A和图10B中表示织物11的弯曲能力和在那里每个方块表示一个平片体12。图10A将织物11表示成一系列平直平片体。图10B表示弯曲成曲线的织物11。弯曲能力的性质是钩子16允许平片体12相对另一平片体弧形运动的结果。钩子16的弧19促进了此径向运动。但是带有指30的平面钩子38,如图24所示,从小薄片15的臂18的远侧端向下凸出,也允许足够的弧形运动。
图11表示一种扭转的织物11,在那里每一方块也代表一个平片体12。图12A和图12B表示织物11的扭转如平片体12的实际描绘所示。
由于其构造上特性以及配对咬合,钩子16允许一个以其顶面21向上的平片体12相对每个相邻的以其底部22向上的平片体的运动。配对咬合导致平片体12的松散耦合或可滑动的互联。可滑动的互联就是允许织物11具有近似于弹性材料的的柔顺特性。钩子16允许平片体12相对于另一个在沿平片体12的平面内的一条线的方向并且基本上平行于小薄片15的滑移运动。为了允许平片体12相对于另一个在彼此远离的方向上可滑移地运动,反向的小薄片部分20具有小于小薄片15的臂18的长度。钩子16也允许相对于平片体12的平面在向下和向上的方向运动,如图25所示。该图为由铆钉13像在本发明的织物那样约束的平片体12的横剖面。图25表示带有平面钩子38的平片体12,一种可选实施例的平片体12,在此方向的运动是铆钉13的长度的函数。钩子16也允许横过小薄片15的运动。但是,在横向的运动是由接触铆钉13的小薄片边缘25控制的,在织物处于压缩状态中铆钉13的销子23几乎填满孔,因而实际上没有横向运动。在织物11的压缩和伸展形态,若不与铆钉13相接触,配对钩子16将脱开,同时织物将具有相当的裂缝或孔。但是,当织物11被伸展时存在一个较大的平片体12相对于另一个的横向运动的范围。因为伸展形态中孔26的面积大于压缩形态中的孔26的面积,这一点通过比较图7A,压缩状态,与图7B,伸展状态,而表示出。同时由于铆钉13的销子23的直径是恒定的,平片体12的钩子被允许移动以填满孔26中的额外空间。
若不是截头圆锥24的顶部31,孔26与销子23之间的空间可能足够大致使针头或其它射弹可以扎入织物11。因此,如图3B所示的,截头圆锥24的顶部31必须具有足够大的直径以致当织物完全伸展时且销子23处于其最坏的具有运动到孔26的壁的状况时,顶部31覆盖孔26和整个面积或者至少覆盖孔的面积达到这样的范围,其不被覆盖的面积是足够的小使所设计的织物要御防的射弹不能刺入。在最佳状态,当织物11充分被伸展,销子23将完全处于孔26的中央。在此情况下,截头圆锥24的顶部31的直径只要略大于孔26的直径。然而,此形态实际上从未出现,在实际中销子23在孔26中假设是随机分布的。图13A表示一种充分伸展的织物11。在图13A中四个截头圆锥24的顶部31具有不足够大的以便完全覆盖某些铆钉13和孔26之间的空间32的直径,其它铆钉13的顶部31完全覆盖孔26。当织物11再被压缩和伸展之后,销子23在孔26中的新的随机分布将导致孔26与销子23之间开放空间的新形式,为纠正图13A中的状况,顶部的直径必须增加。图13B表示充分伸展的织物11的孔26中的铆钉13的不同位置。铆钉13、销子23在的顶部31已经做得足够大使它始终覆盖孔26。不管铆钉13的销子23在孔26中处于什么位置,铆钉13头部31的尺寸由要求来限定,即当织物被充分压缩时,顶部31必须不彼此重叠,继而当织物11被充分伸展时孔26的尺寸取决于织物11伸展能力的范围,该范围是小薄片15臂18的长度的函数。铆钉13的销子23的直径也对必需覆盖孔26的铆钉13的顶部31的尺寸具有影响。销子23的横截面越小,必须覆盖孔26的顶部31就越大。
如图1B所示,组合的织物11的横剖面以及在图1A中平面体12的顶面的立体图呈现一种不平的表面。该不平的表面对某些应用可能不是最恰当的。为了减轻不平的表面,如图14,图15和图16所示的,平片体12具有从平片体12基体14部分的顶面21向上延伸的头部33以及从平片体12的底面22向下延伸的插销34。在图14A中立体图所示的头部轴向对准基体14的中心,其表面40由相贯圆锥形确定。该表面与铆钉13的截头圆锥部分24相配对。头部33的顶表面43是平的并处在与平片体12基体14的平面平行的平面内。头部33在平片体12基体14以上的高度与铆钉13的截头圆锥部分24伸出平片体12的基体14的高度相同。图14B和图14C进一步表示头部33的形状。
图14D中立体图所示的插头34轴向对准平片体12基体14底面22的中心,它的面44由相当于截头圆锥24的顶部半径的半径来限定,以便当织物11被充分压缩时与截头圆锥24的顶部31松动地配对咬合。图14C和图14F分别从侧边表示附加到平片体12的顶21和底22表面上去的头部33和插销34。
图15和16描绘带有头部33和插销34的织物11的可选实施例。图15移去铆钉13的截头圆锥24以便更好地表示铆钉13,头部33,和插销34的空间关系。图16表示具有在适当位置的截头圆锥24的顶部31的铆钉13。此图表示截头圆锥24的顶部31如何松动地与头部33以及插销34配对,以便允许相对另一个运动。例如铆钉的转动和当织物11处于其如图15和图16所示的充分压缩状态时的封闭包装密度。如图16所示,以高到与截头圆锥24的顶面31相同水平的头部33的平顶面给出一个对织物11更全的平表面。由头部33和插销34不完全地充满织物11,特别当织物11充分伸展时,因而对织物11保留某些网纹。然而,压缩的表面面积被大大地缓和,该表面满足甚至最多要求的应用。
已经用一个具有从其基体14延伸的小薄片15的平片体12来描述本发明,此形状是最佳实施例。但是本发明织物也可以用不同形状的固态物体来构成。例如,等边三角形也形成具有要求的柔顺能力,弯曲能力和扭转能力的织物11。使用一种修改过的铆钉,也可以构成这样一种无间隙的织物,因而阻止针头或其它射弹扎入织物11。
本发明的另一实施例如图17至图23所示。图17A描绘由一种修改过的平片体12和修改过的铆钉13构成一种织物11。修改过的平片体12具有在每个小薄片15的远侧端的斜面35,在那里小薄片的边缘25与小薄片15的远侧端相遇。相同平片体12的相邻小薄片15的边缘25由一直边36相连接。该直边36具有作为直边36上的一点的平片体12的基体14的边缘17(在图17A中以虚线表示)的交点。直边36一端与一个小薄片15的边缘25的交点处终止,同时直边36的另一端在与相邻小薄片15的边缘25的交点处终止。因此直边36终止的小薄片15的边缘25二者的长度相同。
铆钉13的销子23以方形代替圆形。方销23的每一边是与平片体12的直边36相同的长度。此实施例允许比设计使用圆销23甚至更紧的平片体12的叠放。在此实施例中,当处于充分压缩的形态时,平片体12与销子23更紧叠在一起,如图17所示。图17B表示本实施例的方销子23和方板铆钉头37。
图18表示本实施例的在其充分伸展形态的没有插入的销子23的织物11。没有插入的销子23可以清楚地看出孔26是八边形的。图19表示本实施例的在其充分伸展形态带销子23的织物11,表示出铆钉13的销子23被松动地装入由相邻平片体12包围形成的孔26中。图20表示处于充分压缩形态的织物11。取代终止于截头圆锥24,铆钉13终止于方板状铆钉头37。当织物11是充分压缩时,迫使铆钉13成为如图20所示的直线围成的形态。此形态通过允许方板铆钉头37的大的表面面积而提高伸展能力。该铆钉头,对当织物11伸展最大并且因为它紧密地叠成直线围成的形状尚未妨碍织物11的压缩时所形成的大孔提供最大的覆盖。图21表示处于伸展形态的织物11并表示所有孔的完全覆盖,提供了能抗扎入的一种连续的织物的紧密网。图22表示图21的织物11的一部份,其具有铆钉13的方板状铆钉头37和方形销子23。在图22的左上方位置,铆钉13的销子23移到邻近孔26的侧边,而其它铆钉13移到其它随机的位置。即使在这些随机的各种各样的位置,方板状铆钉头37覆盖孔26。虽然它们没有形成直线围成的形态,而是随机形态,但是方板状铆钉头37覆盖孔26。
一种可代替图2所示的平片体12的平片体在图23中描绘。处于图23D中虚线a-a和b-b间的小薄片15的臂18终止于在图23A中表示在虚线圆圈38中的平面钩子38中。从臂18的平面向下悬挂同时平片体12的基体处于在对臂18的平面成直角处。图23A表示在立体图中形成底边的另一实施例。平面钩子38显示具有的厚度大于平片体12的基体14的厚度。对某些特殊要求的应用,在那里平行于织物平面的撕裂强度必须是高的,诸如对身体防护服,可以增加这种附加的壁厚。附加的壁厚也许会稍许增加制造成本,对大多数应用,与平片体12的基体14相同的壁厚是足够的。图23D从顶面表示平片体12。图23B至图23F是平片体另一实施例的平面和正视图。此实施例的平片体12的形态适合于稍低的制造与组装成本。图24A表示处于充分压缩状态的另一实施例有铆钉13的横剖面。图24B表示充分伸展状态。
图25描绘截头圆锥24如何促进带另一实施例平片12具有平面钩子38的织物11的弯曲。截头圆锥24也促进具有平片12,钩子16,反向薄片20的织物的弯曲。
图26A和图26B仍表示另一可选的实施例织物11。在此实施例中,另一种铆钉13具有其反向的截头圆锥24。当伸展织物11时,如图26A所示,平片体12拉开直至它们被搭接的平面钩子38所限制。如果织物11必须弯曲,截头圆锥24和倒截头圆锥45在彼此的上面向上滑动以允许弯曲。当压缩织物11时,如图26B所示,截头圆锥24和倒截头圆锥45完全叠在一起。截头圆锥24和倒截头圆锥45,如图26A和图26B所示,在充分压缩状态或充分伸展状态对于扎刺的器械呈现硬的表面。当织物11被延伸时,图26A,截头圆锥24和倒截头圆锥45的直径足够大而存在搭接以阻止射弹或锐利器械的扎入。图27A是铆钉13的立体图,而图27B是铆钉13具有其一个截头圆锥24倒过来的正视图。
图28A和图28B表示分别处于压缩和伸展形态带有在小薄片15和在小薄片15远侧端的斜边35之间具有一圆形边缘25的平片体12的织物11的又一实施例。
本发明的另一实施例采用图29A,图29B和图29C所示的平面平片体46。平面平片体46是没有钩子16的平片体12。在另一方面,平面平片体46的形态与图2,图4,图14和图23所示的平片体12类似。根据应用,构成带铆钉或不带铆钉13的织物11。
图30A和30B表示用平面平片体46构成的织物11的单一薄片4的形态。单一薄片47以与使用平片体12的织物11同样的排列形成。不论用平片65,平片体12还是平面平片体46形式,由固态物体构成的纤维织物11的薄片安排成在一个平面中固态物体的重复型式。用平面平片体46构成的纤维织物11安排成一种重复的型式,因此每个小薄片15的远侧端与相邻平面平片体46的相邻远侧端形成直角,以每个相邻小薄片15的远侧端的角57形成直角的顶点,如图30A所示。图30A和图30B表示处于压缩状态的平面平片体46。图31A和图31B表示具有处于充分伸展状态的平面平片体46的织物11。
图32A和32B表示包括重叠放置处于压缩形态的二薄片47的织物11。如图31A与图32B所示,浅灰平面平片体46构成上薄片47,黑色平面平片体46构成下薄片47。织物11可以包括安排成一叠50的若干薄片47,如图32A和图32B所示,在一叠50中的每一薄片47平行于相邻薄片47位移。相邻薄片4被位移一个距离以便在一薄片47中的每一平面平片体的小薄片15对准和搭接相邻薄片47中每一平面平片体46的小薄片15。图33A和图33B表示采用平面平片体46处于充分伸展形态的可选实施例的织物11的一种二薄片叠。
图34A和34B描绘处于压缩形态具有经每个孔26垂直于织物11的平面插入的铆钉13的另一实施例织物11。该孔26由相邻平面平片体46的小薄片15的相对边以及相邻平面平片体46的相对基体边17形成。图35A和图35B描绘带铆钉13处于伸展形态的织物11。在图34A,图34B,图35A和图35B中,最浅灰平面平片体46构成织物11的上薄片47,较暗灰平面平片体46构成下薄片47。铆钉13表示成黑色。
在不同应用的织物11中使用的平面平片体46将具有一个设计用以足够抵挡为其而设计织物11的穿透力或切割力的厚度。本最佳实施例的所有平面平片体46是相同的,铆钉13是全相同的。根据预期的应用,平面平片体46与铆钉13二者可以用诸如金属、金属合金、塑料、复合材料或陶瓷构成。也可以最佳实施应用使平面平片体46由一种材料制成,而铆钉13由另一种材料制成。
图36A是采用平面平片体46的又一实施例的织物11的横剖面立体图。最浅灰平面平片体46是上薄片47,较暗灰色的平面平片体46是下薄片47,而以黑色表示铆钉13。图36B是处于伸展形态的横剖面立体图,图36A表示处于压缩形态的织物。从图36A和图36B可以看出,铆钉13将多片体46织物保持在一起。平面平片体46能够向上移动到铆钉头并也相对织物11的平面成一角度,允许织物11是可柔顺的。平面平片体46也可以远离铆钉销子23移动一个距离,以便织物11伸展与压缩。如同使用带钩子16的平片体的织物11的实施例,织物11可允许的伸展与压缩量由平面平片体46的孔26与铆钉13的相互关系来确定。总之,与平片体12类似形式的平面平片体46适合于由垂直与水平矢量分量代表的方向与距离的范围内移动。
在平面平片体46上没有钩子16,织物11能容易地被扯开。为避免这一点,采用一种互联材料来实现钩子16的功能。互联材料是任何类型的材料,该材料当织物的固态物体之间互联时,在织物以内在固态物体相对另一个的运动的规定范围以内保持固态物体的预定空间关系。为此,连接的材料应该是柔顺的。一种弹性材料就是适合与实现此功能的一个柔顺材料的例子,但是,一种非可伸展材料适合于某些应用,这种材料可以由从人造材料、天然存在的材料,或其混合物制造的纤维构成。互联材料可以附加到或嵌入织物11或者可以是织物11固态物体的整体部分。
如图37A和37B所示,一种网状形式60的弹性体的互联材料互联平面平片体46的表面。在图37A中,表示一种处于充分压缩形态的可选实施例。以弹性网60互联平面平片体46的二薄片47的非相邻的表面,平面平片体46沿织物的X和Y轴保持在一起。然而,由于网60由弹性材料制成,因此织物能够伸展如图37B所示。弹性材料也能够互联铆钉13的头部33的顶面,如图38A和图38B所示。以弹性材料互联铆钉13的头部33达到与以弹性材料互联平面平片体46同样的目的。它允许织物11伸展,但不被扯开。图38A表示处于压缩状态的织物11;而图38B表示处于伸展状态的织物11。图39还表示以弹性材料遮盖铆钉13的头部33与平面平片体46的另一种形态。图39表明弹性网60互联每一薄片47的平面平片体46的非相邻表面,同时只互联到一个铆钉13的头部。根据应用,以弹性网60互联每个铆钉13的两个头33可能是可取的。以单一弹性网互联相邻薄片47之间的相邻平面平片体46的表面也可能是合要求的。在这种情况中,可以由弹性材料互联二薄片而没有铆钉13。图40表示使用平片状形式65的固态物体以一种弹性膜59互联平片65的这样一种形态。这种形态可能适合于抗切割力,但不能抗针头或子弹扎刺。
图41是由带有附加到平面平片体46的表面上的弹性膜的平面平片体46构成的织物11的另一种形态。其中那些在薄片47中的平面平片体46的表面的外表面不与一叠50中的一相邻薄片47的平面平片体46的表面相邻。
图46表示由铆钉13保持在一起的平面平片体46的二薄片47的一叠50。平面平片体46的上薄片47以浅灰表示,而平面平片体46的下薄片47以暗灰表示。铆钉13头部33的顶面以黑色表示。互联材料是网状60形式。在此情况中网60是铆钉13的一个整体部分。实现此目的一个方法是以模压到每个铆钉13的销子23上的互联网60将一系列铆钉模压到一起。这一技术,避免了以某种粘接技术在每个铆钉13之间附加网60。如图42所示,用网60的一根连续纤维穿过每一铆钉13销子23的横向孔将网60附加到铆钉13上,第二根纤维是不连续的。它被插入每个铆钉13中的第二孔,该第二孔与第一孔成直角,并处于铆钉轴的同一点上。进入或经过铆钉13的、销子23的网60的每部分,诸如用一种粘接产品粘接到其各自的孔中。此构成网60的后一种方法可能看起来象是一种比前一种方法较昂贵的构成方法。但是就当前的自动化生产方法,这可能是最佳的和比较经济的如图42所示的构成织物11的方法。
如图42中所描绘的网60可以用一种可伸展到一定限度和能恢复原状的互联材料来构成。这一种互联材料允许图42的织物11达到其最佳性质。通过具有互联材料的长度等于在压缩状态下铆钉的销子23之间的要求的距离来制造处于其压缩状态下的织物11,于是织物11可以伸展到一个预定的等效于纤维织物11最大伸展的距离。该最大伸展是可允许的而不造成平面平片体46和铆钉13的形态产生不可改变的变化。最好选择构成网60的互联材料以便当正常期望的伸展力作用到织物11上时它是可伸展的。如果超正常期望的伸展力作用于其上,互联网状材料60将破裂或变形,这种破裂或变形当去除伸展力时将不允许织物11回复到其原始的压缩状态。
图43表示互联材料网60集成到铆钉13上,但是也附加到织物11的二薄片47的平面平片体46的顶面上去。
像在本说明书中陈述的其它实施例一样,存在一些不同于图42和43所示的适合于满足应用的设计需要的例子。这种变化的例子只不过是设计的选择,同时处在本发明的原则与范围之内。
在前面讨论的所有形态中可用一种弹性膜59代替网60。一种互联平片体12或平面平片体46的表面的弹性膜59将完全遮盖让穿孔超过由平面平片体形成的孔的平片体。以弹性膜59互联铆钉13的头部33。膜59可以是连续的以便它完全地遮盖织物11的整个表面。膜可以互联铆钉13的二个头部33以及平面平片体46。
还有另一种可选实施例的织物11的变体是在二薄片47之间具有一种夹心的弹性材料。在此情况中弹性材料将互联平面平片体46的薄片47的二个相邻表面。在此形态中,可以消除铆钉13。弹性材料将允许平面平片体46的二薄片47相对于另一个保持相对固定的形态,同时还允许它们相对另一个被伸展和可弯曲。
弹性材料起到可滑动互联平面平片体46的功能,正是这种可滑动的互联允许纤维织物是柔顺的和可弯曲的。
弹性材料将伸展能力给予可选实施例的平面平片体46的织物11。它也限制在不采用铆钉的形态中上薄片47相对于下薄片47的运动范围。可以选择一种弹性材料具有伸展将不会超过预定距离的固有特性。对伸展能力的限制是一个如果伸展超过预定距离避免织物变成分离的重要因素。例如,在采用铆钉13的形态中,如果平面平片体46被伸展到小薄片15不再重叠的一点,织物11可能不会回复到其压缩状态。因为相邻小薄片的远侧端顶撞靠住另一个或者超越处在与原始形态相反位置的另一个。同样,平面平片的薄片的远侧端可能伸展超过铆钉的头部使得平面平片体46突然向上处于铆钉13的头部33。因此,最好采用具有固有最大伸展量的弹性材料。
限制伸展的另一种方法是使不可伸展的纤维材料61嵌入弹性体或附加到弹性体表面上。当压缩织物时,不可伸展的纤维61将具有预定的松弛的长度,因此织物的最大伸展量是等于预定的松弛长度的距离。因此,当达到织物11的预期最大伸展量时不可伸展纤维中的全部松弛量将被张紧,同时织物11的伸展将不能超过这一点。至于使用弹性材料,限制最大伸展量的方法可以是将其附加到,嵌入到平面平片体或铆钉头中,或者是平面平片体或铆钉头的一个整体部份。
在本说明书中已经描述和表明的是本发明的各种实施例。必须理解这些并不是本发明包含的仅有可能的实施例。本发明是能够修改的,因此本发明不局限于在本说明书中陈述的明确的细节。例如,取代平片体12或平面平片体46,织物11可以包括任何形状的固态物体片。
已经描述了平片体12和平面平片体46在一个平面中的各种安排。但是,固态物体其它形状的平片体12与平面平片体46的那些安排并不意味着是实现和达到本发明的目的仅有的安排。有许多固态物体的形状组合及其安排将有效地实现本发明的目的。固态物体形状的组合及其安排的限制最好由“棋盘形布置”的数学描述。棋盘形布置是一种以物体填充一个平面的艺术,诸如本发明的固态物体,彼此无间隙地邻接。数学家也许称本发明的固态物体为“瓷砖”。棋盘形布置用于地板与墙壁的覆盖,同时作为家俱、地毯、织锦,绗缝、服装和其它物体的型式。棋盘格布置的瓷砖可以有不定的形状变化。具有规则的凸多边形瓷砖的棋盘形布置是最普通的棋盘形布置。但是,具有其它形状的棋盘形布置可以产生较复杂的型式,它可以作为艺术的或功利的目标,不能由规则的凸多边形瓷砖达到。棋盘形布置的一般理论由马丁.加德纳(Martin Gardner)写的在科学的美国杂志的数学游戏部分的三篇连载文章所描述,第一篇文章的题目是“以多边形瓷砖放在棋盘形平面上”;1975年7月,第二篇文章的题目是“再论以瓷砖铺平面Polyominoes、Polyiamonds和Polyhexes的可能性”;1975年8月,第三篇文章的题目是“扩大铺瓷砖理论的超常非周期铺瓷砖”;1977年1月。此处提到的这三篇文章的每一篇仅作为参考。
包括平面平片体46或平片体12的固态物体是可滑动互联,以使织物的每一片伸展。织物11的每一薄片47的伸展能力使薄片47为可弯曲,可伸展,并柔顺。本发明已经为可滑动互联提供了方法,应该理解,可滑动互联的其它方法也处在本发明的范围以内。同样,本发明已经描述形成一叠50的可滑动互联薄片47的方法。一种这样的方法采用铆钉12而另一种方法采用一种弹性材料互联薄片47的二者。在二种情况下,互联薄片47的方法提供可滑动的互联以保持织物的柔顺能力。对薄片47的可滑动互联作为一种使薄片47相对另一片在有限或有界限的空间能运动的方法作了更一般的描述。铆钉13允许平片体12的小薄片15朝着或远离铆钉头的底移动一预定的距离。铆钉头的底限制移动,因而保持片在一起而允许可滑动的运动。连接的材料也允许可滑动的,但有限制,相邻薄片相对另一片的运动。连接的材料通常也被用来允许在个别薄片中的固态物体的有限制的可滑动的互联。平片体12的钩子起与连接材料同样的功能。钩子和连接材料二者限制平片体12相对另一个的运动。钩子和连接材料限制平片体12相对另一个的运动。平片体的钩子起止动的作用。钩子也允许绕相邻钩子作旋转运动以便平片体能够与织物11的平面成一角度而移动。设计这些方法的每一种以达到一种可柔顺,可弯曲和可伸展的织物。
具有使固态物体,平片体12,或平面平片46从伸展状态回复到压缩状态的方法也是有用的。尽管采用弹性材料实现此功能,然而任何其它使纤维织物的元素回复到压缩状态的方法也处于本发明的范围以内。
本发明的铆钉13是将叠50中的薄片保持在一起而允许固态物体,平片体12,或平面平片体46在薄片47的平面中或在与薄片47的平面成一角度的方向移动以提供柔顺能力。其它允许固态物体的柔顺能力和运动的方法也处于本发明的概念以内。
本发明也探讨了限制固态物体,平片体12,或平面平片体46伸展的方法。将伸展限制到一预定距离的方法的二实施例也已经提出,但是实现同样功能的其它方法也处在本发明以内。
本发明包括以下权利要求范围内的变化与交替。


一种抗扎破,穿透和切割的织物包含若干以重复型式放置的固态物体的薄片。固态物体是这样连接的,以便它们相对另一个是可滑动的。每一薄片与另一薄片是重叠放置的并且是可滑动地连接到另一个。通过在固态物体中或之间形成的孔放置铆钉以保持织物在一起,同时在薄片之间提供可滑动的相互连接。一种互联材料互联固态物体的薄片。一种弹性体的互联材料使薄片从伸展状态回复到压缩状态。以一种限制固态物体相对另一固态物体某一预设运动量的方法来构成织物,诸如固有地可伸展到某一预设量的弹性材料。织物是可扭转的,可弯曲的和可伸展的,它是由可承受在医疗或其他环境中遇到的切割,扎刺和穿透力的材料构成。



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