Ударопоглощающая прокладка

(51) 5 А 41 Р 13 00 Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(71) Санкт-Петербургский институт текстильной итиеит Мета .(73) Санкт-Петербургский институт текстильной илегкой промышленности имС.М.Кирова(7) Изобретение используется в качестве средствазащиты дпя одежды, относится к прокпадочным деталям, используемым в средствах индивидуальной защиты участков тела человека от механических воздействий. Ударопоглощающая прокладка дпя защитной одежды состоит из нижнего и по меньшей мере одного последующего слоев объееюго упругого материала Каждый из последующих слоев вытюлнен меньшим предыдущего. Слои прокладки соединены между собой ниточными строчками, которые расположены по периметру каждого из последующих оюев и соединяют его. со всеми предыдущими слоями. 5 ипИзобретение относится к прокладочным деталям. используемым в качестве ударопоглощающих элементов специальной и спортивной одежды для защиты участков тела человека от механических воздействий,Известна ударопоглощающая прокладка для защитной одежды, выполненная из одного слоя объемного упругого материала (пат. США ЬЬ 4497070, кл, А 43 В 5/00, 1985).Такой прокладке свойственны повышенная жесткость при сжатии, что снижает ее ударопоглощающие свойства, а также низкая гибкость и значительная масса.Известна также ударопоглощающая прокладка для защитной одежды, состоящая по меньшей мере иэ трех слоев объемного упругого материала, например эластичного пенополиуретана, соединенных между собой по всей поверхности (патент США М 4441211, кл. А 41 О 13/00, 1984).Недостатками такой прокладки являются низкие ударопоглощающие свойства, обусловленные высокой жесткостью при сжатии, низкая гибкость вследствие жесткого соединения слоев. а также повышенная масса.Наиболее близкой к изобретению является ударопоглощающая прокладка для защитной одежды, состоящая из нижнего слоя объемного нетканого полотна и одного последующего слоя эластичного поропласта, соединенных между собой ниточными строчками (патент США М 4100620, кл. А 41 О 1/04, 1978).Такой прокладке свойственны низкие ударопоглощающие свойства вследствие повышенной жесткости при сжатии, Кроме того, недостатком известного технического решения является невозможность получения прокладки с улучшенными ударопоглощающими свойствами при одновременном снижении жесткости при изгибе и массы, так как повышение защитной способности такой прокладки связано с необходимостью увеличения ее толщины.Целью изобретения является повышение ударопоглощающих свойств прокладки за счет образования пространств между слоями при одновременном снижении жесткости и массы,Это достигается тем, что в ударопоглощающей прокладке для защитной одежды, состоящей из нижнего и по меньшей мере одного последущего слоев объемного упругого материала. соединенных между собой ниточными строчками, каждый из последующих слоев прокладки выполнен меньшим предыдущего, а ниточные строчки расположены по периметру кадого из последующих5 10 15 20 25 30 слоев и соединяют его со всеми предыдущими слоями, Это позволяет сделать вывод осоответствии заявляемого технического решения критерию новизны,Существенные отличия заявляемого изобретения заключаются в том, что каждый из последующих слоев прокладки выполнен меньшим предыдущего, а ниточные строчки расположены по периметру каждого иэ последующих слоев и соединяют его со всеми предыдущими слоями при выполнении всех слоев из объемного упругого материала.В известных технических решениях ударопоглощающие прокладки выполнены однослойными (патент США.М 4497070, кл. А 43 В 5/00, 1985; патент США М 3945041, кл. А 41 О 13/ОО, 1976, заявка Великобритании В 2082043, кл, А 41 О 1/06, 1982). Такие . прокладки обладают низкими ударопоглощающими свойствами, а также повышеннойжесткостью и массой, Известна также ударопоглощающая прокладка, выполненная из оного слоя пористой резины с имеющейся внутри нее воздушной полостью (патент США М 4831666, кл. А 41 О 13/06, 1989). Наличие воздушной полости внутри прокладки повышает ее ударопоглощающие свойства, однако она обладает высокой жесткостью и массой.В существующих технических решенияхмногослойных ударопоглощающих прокладок каждый из последующих слоев выполнен тех же размеров, что и предыдущий (патент США М 3168746, кл, 2 - 24, 1965; патент США М 4100620, кл. А 41 О 1/04, 1978; патент США М 4441211, кл, А 41 О 13/00, 1984; патент США М 4507801, кл,. А 41 О 13/00, 1985), При необходимости повышения защитной эффективности таких прокла док в локальной области следуетувеличивать толщину или количество слоев по всей площади прокладок, что вызывает повышение их жесткости при изгибе и массы. Следовательно, указанный известный 45 признак не позволяет получать прокладки сулучшенными ударопоглощающими свойствами при одновременном снижении жесткости и массы.В существующих технических решениях 50 известные признаки соединения слоев прокладки между собой также не позволяют повысить их ударопоглощающие свойства при одновременном снижении жесткости и массы, Так, известны ударопоглощающие 55 прокладки, каждый последующий слой которых соединен с одним предыдущим слоем по всей поверхности (патент США В 4441211, кл, А 41 О 13/00, 1984; патент США В 4507801, кл. А 41 О 13/00, 1985), Это вызывает снижение ударопоглощающихсвойств прокладки вследствие ее высокой жесткости при сжатии, снижение гибкости вследствие жесткого соединения слоев, а также повышение массы, так как ударопоглощающие свойства такой прокладки могут быть обеспечены только путем увеличения толщины слоев.Известны также технические решения,в которых ниточные строчки расположены на различном удалении от периметра к середине прокладки и соединяют каждый ее слой со всеми предыдущими и последующими слоями (патент США М 3582988, кл. Р 41 Н 1/02, 1971; патент. США В 4100620, кл. А 41 О 1/04, 1978), Такое расположение строчек снижет ударопоглощающие свойства прокладки вследствие плотного сжатия сло. ев между собой и исключения возможности образования пространств между ними. В результате этого защитная способность такой прокладки определяется лишь толщиной ее слоев, что делает невозможным повышение ее ударопоглощающих свойств при одновременном снижении жесткости и массы,Выполнение каждого иэ последующих слоев прокладки меньшим предыдущего и расположение ниточных строчек по периметру каждого из последующих слоев при соединении его со всеми предыдущими слоями и при выполнении всех слоев из объемного упругого материала позволяет получить прокладку с дифференцированным распределением количества слоев по ее площади, с образованием пространств между слоями и с гибким соединением слоев между собой. Это дает воэможность повысить ударопоглощающие свойства прокладки при одновременном снижении жесткости и массы. Таким образом, заявляемой совокупности признаков в известном авторам уровне техники не обнаружено, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию существенности отличий,На фиг.1 показана ударопоглощающая прокладка, вид сверху; на фиг,2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3, 4-,примеры выпол.нения ударопоглощающей прокладки; на фиг.5 - диаграммы сжатия ударопоглощающих прокладок,Ударопоглощающая прокладка для защитной одежды состоит из нижнего 1 и одного или нескольких последующих 2 слоев объемного упругого материала (фиг.1, 2).При этом каждый из последующих слоев 2 прокладки выполнен меньшим предыдущего, Слои прокладки соединены между собой ниточными строчками 3, которые расположены по периметру каждого из последую последующих слоев выбираются такими, 15 чтобы обеспечивалось требуемое плавноесопряжение между максимальной и минимальной толщиной ударопоглощающей про. кладки.В зависимости от локализации участка,30 45 50 5 10 20 25 35 40 щих слоев и соединяют его со всеми предыдущими слоями,Форму и размеры нижнего слоя 1 выбирают соответствующими участку одежды, на котором расположена прокладка, форма, размеры и место расположения крайнего последующего слоя 4 выбираются в зависимости оттопографии наиболее интенсивного воздействия механических факторов либо в зависимости от места расположения и размеров тех участков тела человека, которые требуют наибольшей степени защиты (например, суставов), Размеры остальных требующего повышения ударопоглощающих свойств, последующие слои 2 могут располагаться в середине ударопоглощающей прокладки (фиг.1) либо прилегать к одной или нескольким сторонам ее периметра, например, как показано на фиг.З, 4.Все слои 1 и 2 ударопоглощающей прокладки выполнены из объемного упругого материала, например нетканого полотна(холстопрошивного, иглопробивного, кпееного) или эластичного поропласта (пенополиуретана, пенополиэтилена). Возможно также выполнение прокладки с комбинированным чередованием слоев из указанных материалов. Количество и толщину слоев ударопогпощающей прокладки выбирают в зависимости от интенсивности механических воздействий и свойств материала слоев.Соединительные ниточные строчки 3 выполняют на стандартном стачивающем оборудовании челночного ипи цепного переплетения. При соединении ниточной строчкой слоев прокладки происходит их значительное сжатие на очень узком участке, ширина которого равна ширине строчки. В результате этого под действием упругих сип, возникающих в материале, слои прокладки разводятся в поперечном направлении с образованием пространств между ними (фиг.2). Это обусловливает повышение ударопоглощающих свойств прокладки вследствие увеличения ее толщины, снижения ее жесткости при сжатии и обеспечения воэможности поглощения энергии механического воздействия не только за счет сжатия материала слоев, но и за счет их упругого перемещения в поперечном направлении, Наличие соединительных строчек способствует также повышению гибкости про2003267 10 20 25 30 40 поропластов,кладки в направлениях, перпендикулярных линиям строчек, Так как строчки расположены по периметру слоев прокладки, то это обеспечивает ее высокую гибкость во всех направлениях,.Выполнение каждого иэ последующих слоев прокладки меньшим предыдущего также способствует снижению ее жесткости при изгибе и позволяет уменьшить ее массу при обеспечении высоких ударопоглощающих свойств,П р и м е р, Изготавливают ударопоглощающую прокладку для рабочей одежды, предназначенной для защиты от механических воздействий. Прокладку выполняют из трех слоев эластичного пенополиуретана толщиной 7 мм каждый, Нижний слой прокладки имеет форму прямоугольника с размерами 300 х 200 мм в соответствии с формой участка одежды, на котором расположена прокладка, Второй слой выполнен в форме прямоугольника с размерами 230 х 150 мм, расположен посередине нижнего слоя и соединен с ним ниточной строчкой, расположенной по периметру второго слоя. Третий слой выполнен в форме прямоугольника с размерами 160 х 100 мм, соответствующими защищаемому суставу, расположен посередине второго слоя и соединен с двумя предыдущими слоями ниточной строчкой, расположенной по периметру третьего слоя. Полученную ударопоглощающую прокладку соединяют с изделием в соответствии с выбранной технологией его изготовления, например настрачивают по периметру нижнего слоя либо вкладывают в накладной карман, размещенный на участке одежды в соответствии с защищаемой областью человека.Ударопоглощающие свойства полученной прокладки могут быть оценены с помощью диаграммы сжатия, показанной на фиг,5, на которой криваяхарактеризует . деформирование прокладки, изготовленной в соответствии с рассмотренным примером,Формула изобретенияУДАРОПОГЛОЩАЮЩАЯ ПРОКЛАДКА для защитной одежды, состоящая иэ нижнего и по меньшей мере одного последующего слоев иэ объемно-упругого материала, соединенных ниточными строчкривая- прокладки, выполненной из трехслоев эластичного пенополиуретана толщиной 7 мм без образования пространств между слоями. Известно, что величина энергии сжатия прокладочных материалов пропорциональна их абсолютной. деформации ЬН. Как видно из фиг.5, при любых значениях сжимающего напряжения я прокладка, изготовленная в соответствии с заявляемым техническим решением, обладает способностью к более высоким значениям абсолютной деформации ЬН и, следовательно, характеризуется лучшими ударопоглощающими свойствами, При этом благодаря наличию ниточных строчек, расположенных по периметру слоев, она обладает повышенной гибкостью, а ее масса составляет 23,2 г, что на 38,6% меньше в сравнении с прокладкой,все слои которой имеют одинаковые размеры.Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить ударопоглощающие свойства прокладки при одновременном снижении ее жесткости и массы, что способствует повышению эффективности специальной и Спортивной одежды, улучшению условий труда и снижению травмоопасности при выполнении работ в условиях воздействия механических факторов, Высокая гибкость и низкая масса ударопоглощающей прокладки позволяют повысить эргономические свойства одежды. Предлагаемая конструкция прокладки дает. возможность также снизить материало- емкость и себестоимость иэделий, создает предпосылки для использования в качестве слоев прокладки отходов обьемных нетканых полотен и эластичных(56) Патент США М 4100620, кл. А 41 О 1/04,1978,кеми, отличающаяся тем, что каждый иэ последующих слоев прокладки выполнен по площади меньшим предыдущего, а ни точные строчки расположены по периметру каждого из последующих слоев и, соединяют его насквозь со всеми предыдущими слоями.2003267 Па мЯ р. 5 Составитель К. БогомоловТехред М.Моргентал 6ректор С. Шекмар Редактор Л. Павло Подписное каз 3288 Тираж НПО "Поиск" Роспатента13035. Москва, Ж, Раушская наб иэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина