ES2346743T3

ES2346743T3 - Material flexible absorbente de energia y procedimientos de fabricacion del mismo.

Info

Publication number: ES2346743T3
Application number: ES02760414T
Authority: ES
Inventors: Daniel James Plant
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-09-13
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2022-09-13
Also published as: DE60236548D1; WO2003022085A2; WO2003022085A3; EP1489934A2; US20040171321A1; US7608314B2; ATE468769T1; GB0221292D0; EP1489934B1; US20100086747A1

Abstract

Un material absorbente de energía flexible que comprende un portador flexible con huecos o cavidades en el mismo, estando cubierto o impregnado dicho portador con un material dilatante de tal modo que el portador flexible soporta al material dilatante caracterizado porque el portador flexible es un tejido de espaciador comprendiendo un núcleo flexible situado entre un par de capas de protección, y porque el núcleo flexible está cubierto o impregnado de dicho material dilatante.

Description

Material flexible absorbente de energía y procedimientos de fabricación del mismo.

Esta invención se refiere a un material flexible absorbente de energía, preferentemente, en forma de lámina, y a procedimientos de fabricación del mismo.

Las soluciones de protección contra impactos conocidas, actualmente disponibles en el mercado, suelen dividirse en dos tipos, concretamente, un revestimiento exterior rígido que puede resultar incómodo llevarlo puesto (por ejemplo, rodilleras o coderas para monopatines o patines en linea) o almohadillas de espuma o espuma laminada (por ejemplo, piezas de inserción para ropa de esquiar) que proporcionan reducidos niveles de protección.

Por lo tanto, existe la necesidad de proporcionar un material absorbente de energía que sea tanto ligero como flexible y, por consiguiente, cómodo de llevar puesto, a la vez que pueda disipar y absorber los impactos por golpes aplicados al mismo, proporcionando una protección eficaz al usuario.

En mi solicitud de patente inglesa Nº 2349798 publicada previamente, se describe y reivindica un elemento de protección que usa un material absorbente de energía que se mantiene blando y flexible hasta que se somete a un impacto, momento en el que se vuelve rígido, estando dicho material envuelto en una funda hermética flexible formada con una o más circunvoluciones en la misma teniendo cada una un ápice dirigido hacia la dirección de impacto, con lo que una fuerza de impacto aplicada al ápice o a cada ápice se absorbe cuando el material se vuelve rígido.

El material absorbente de energía preferente es un material dilatador que, cuando está blando, actúa de manera muy similar a un fluido. Por lo tanto, es necesario que esté dentro de una funda hermética flexible para que se pueda usar como elemento de protección. Si, por ejemplo, la funda se rompiera accidentalmente, el material dilatador saldría a través del agujero de la funda. Debido a que es necesaria la funda hermética, la fabricación de los elementos de protección puede ser cara y deben estar adaptados al tipo de uso, de manera que para fabricar los mismos es necesario un proceso de moldeo dedicado.

Por lo tanto, un objetivo de la invención es proporcionar un material flexible absorbente de energía que elimine la necesidad de contener el material dilatador en una funda hermética flexible y que se pueda moldear fácilmente o conformar en otro producto que se pueda usar en diversos usos de absorción de
energía.

Gracias a la publicación japonesa Nº 06-220242 se conoce el proporcionar un material flexible absorbente de energía que comprende un soporte resiliente que tiene huecos o cavidades en el mismo, estando dicho soporte cubierto o impregnado de un material dilatador, de tal manera que el soporte resiliente soporta el material dilatador.

Un material flexible absorbente de energía según la presente invención se caracteriza porque el soporte resiliente es un material textil de separación que comprende un núcleo resiliente intercalado entre un par de capas de recubrimiento.

El material preferente es un compuesto dilatador.

En una forma de realización preferente el núcleo resiliente puede comprender una capa de hilo, teniendo las capas de recubrimiento una pluralidad de aberturas en las mismas que pueden ser hexagonales,
rómbicas o de cualquier otra forma adecuada.

El soporte resiliente se puede tejer en una felpa resiliente. Preferentemente, el hilo tiene un diámetro de entre 0,05 y 1 mm. El hilo puede ser un hilo simple o una hebra de fibras múltiples.

La superficie exterior de cada capa de recubrimiento se puede formar con una pluralidad de burbujas compresibles en la misma.

En el núcleo compresible se pueden formar canales huecos alargados que pueden ser tubulares y paralelos entre sí.

Se pueden formar agujeros a través del material laminado para reducir su masa.

Preferentemente, la capa compresible está contenida entre un par de láminas separadas de material de soporte y las hebras tienen una capa de recubrimiento en las mismas que puede ser una película más dura del compuesto dilatador o una capa independiente.

La hebra puede ser hueca.

Una de las capas de recubrimiento puede ser un material textil tejido que contiene una hebra de amida poliaromática. La otra capa de recubrimiento puede ser una capa textil. No obstante, las dos capas de recubrimiento se pueden hacer del mismo material.

Preferentemente, el compuesto dilatador es Dow Corning 3179.

En una forma de realización, el dilatador es un copolímero de poliborosiloxano, en el que el copolímero de borosiloxano comprende una pluralidad de grupos siloxano, cada uno de la fórmula (OSiR_{1}R_{2}), en la que R_{1} y R_{2} pueden ser iguales o diferentes y cada uno, independientemente, es un grupo alquilo o arilo sustituido o no sustituido. Convenientemente, el grupo alquilo contiene de 1 a 6 átomos de carbono y uno de R_{1} y R_{2} o ambos, es un grupo metilo, fenilo o 1,1,1, trifluorpropilo.

Cada uno de los grupos siloxano puede ser de la fórmula (OSiMePh), (OsiMe_{2}), (OsiPh_{2}) o
(OSi(CH_{2}CH_{2}CF_{3})Me).

El copolímero de borosiloxano puede incluir más de un tipo de grupo siloxano, cada uno con una combinación diferente de sustituyentes R_{1} y R_{2}.

Convenientemente, los grupos siloxano son en bloques o unidades de la fórmula (OsiR_{1}R_{2})_{n}, en la que n es un número entero superior o igual a 4 e inferior o igual a 50. Adecuadamente, el copolímero de borosiloxano incluye unidades de polisiloxano de la fórmula: (OSiMePh)_{n}, (OSiMe_{2})_{n}, (OSiPh_{2})_{n},
(OSi(CH_{2}CH_{2}CF_{3})Me)_{n}, [(OSiMe_{2}) a (OSiMePh)_{b}]_{n} o [(OSiMe_{2})_{a}(OSiPh_{2})_{b}]_{n}, en la que n es según se ha definido, a y b son números enteros superiores o iguales ale inferiores o iguales a 49 y a+b=n.

El lubricante puede ser un aceite de silicona, ácido graso, sal de ácido graso o grasa de hidrocarburo. El relleno puede ser un filtro de fibras o partículas sólidas, tal como sílice, microesferas poliméricas y/o de sílice, una resina fenólica, un material termoplástico, un material cerámico, un metal o un material de pulpa.

A continuación, se describirá la invención, sólo a modo de ejemplo, en relación con los dibujos adjuntos en los que:

la fig. 1 es una vista en perspectiva que muestra un tipo de material de soporte que forma parte de la lámina absorbente de energía de la invención;

la fig. 2 es una sección transversal a través del material de soporte que se muestra en la Figura 1 tras añadir al mismo un compuesto dilatador para formar una lámina absorbente de energía de la invención;

la fig. 3 es una vista en perspectiva de otro tipo de material de soporte;

la fig. 4 es una sección transversal del material de soporte que se muestra en la Figura 3 tras añadir al mismo un compuesto dilatador para formar una lámina absorbente de energía de la invención;

la fig. 5 es una vista en perspectiva de otro tipo de material de soporte con agujeros hexagonales en el mismo que forma parte de una lámina absorbente de energía de la invención;

la fig. 6 es una sección transversal a través de otro tipo de soporte con burbujas formadas en el mismo;

la fig. 7 es una sección transversal a través de otro soporte en forma de un material de soporte acolchado;

la fig. 8 es una vista en perspectiva de un protector de cuerpo moldeado a partir de una lámina de material absorbente de energía de la invención;

la fig. 9 es una sección transversal a través del protector de cuerpo que se muestra en la Figura 8;

la fig. 10 es una sección transversal esquemática que muestra una pieza de inserción protectora hecha de un material de la presente invención que se puede usar en una protección de cuerpo existente;

la fig. 11 muestra los resultados de las pruebas de absorción de energía realizadas en el material de la invención y

la fig. 12 muestra varios usos de materiales laminados absorbentes de energía de la invención en un contexto futbolístico.

A continuación, haciendo referencia a la Figura 1, se muestra una forma de soporte 1 que se puede usar para formar el material laminado flexible absorbente de energía de la presente invención. El soporte 1 comprende un material acanalado 2 que está intercalado entre una lámina superior 3 y una lámina inferior 4 y unido a éstas. Dichas láminas están hechas de un material textil que tiene recubrimientos o tratamientos superficiales en el mismo. Los recubrimientos estarían en la superficie exterior de cada lámina 3 ó 4 y no en el material acanalado 2 y podrían ser un recubrimiento impermeable. Espacios o huecos 5 están formados entre cada uno de los rebordes que se extienden longitudinalmente, por razones que se explicarán más adelante.

A continuación, haciendo referencia a la Figura 2, se puede observar que los espacios 5 se han rellenado con un material de compuesto dilatador absorbente de energía 6 dejando un núcleo hueco 7 en el mismo. Dichos núcleos huecos se dejan vacíos.

La Figura 3 es una vista en perspectiva de otra forma de soporte que se puede usar para hacer el material laminado absorbente de energía de la presente invención. El soporte 11 comprende separadores resilientes 12 que están intercalados entre una lámina superior 13 y una lámina inferior 14 y unidos a éstas. Las láminas 12 y 13 están hechas de material textil cuya superficie exterior puede tener un recubrimiento o tratamiento superficial en la misma, por ejemplo, un recubrimiento impermeable. Los separadores resilientes 12 separan la lámina superior 13 de la lámina inferior 14 y entre los mismos hay formados huecos o separaciones 15. Los separadores 12 se ilustran en la Figura 3 como si fueran macizos, pero podrían tener agujeros formados en los mismos. Los separadores 12 se pueden hacer de cualquier material adecuado, pero su función principal es controlar la distancia entre las láminas superior e inferior separadas 13 y 14. Están acoplados a las láminas superior e inferior vertical-mente, según se ilustra, o en ángulo respecto a las mismas. Preferentemente, los separadores tienen el mismo tamaño, pero pueden ser de longitudes diferentes, de manera que la distancia entre las láminas separadas 13 y 14 varía.

La Figura 4 muestra el soporte que se ilustra en la Figura 3, pero con las separaciones 15 rellenas de un material de compuesto dilatador absorbente de energía 16 para dejar núcleos huecos 17 en las mismas. Se puede dejar que el material líquido absorbente de energía 16 cubra superficialmente dejando, de ese modo, los núcleos huecos 17 sólo con una película de protección de los mismos.

Las láminas separadas 3, 4 ó 13, 14 se pueden hacer de cualquier material flexible, tal como una lámina fina de silicio o un material textil tejido. No es necesario que las láminas separadas estén hechas del mismo material. Por ejemplo, la lámina superior se podría hacer de un material textil denso que contenga una hebra de amida poliaromática, tal como Kevlar, para que resista la abrasión. Asimismo, la lámina superior se podría cubrir de una membrana impermeabilizada o poliuretano que envuelva el material de compuesto dilatador absorbente de energía 6. La lámina inferior también es un material textil que puede ser de un material diferente al de la lámina superior. A modo de ejemplo, la lámina inferior podría ser una microfibra de secado rápido con una superficie afelpada para que sea cómoda para el usuario.

Si bien la invención se ha descrito con relación a un material, se podría fabricar en forma de tubo uniendo los dos bordes opuestos de una lámina rectangular o usando una técnica de tejedura circular, por ejemplo, como la que se usa en la fabricación de calcetines o medias. El tubo podría ser cónico si, por ejemplo, se fuera a usar como un protector de pierna.

El grosor de la lámina flexible absorbente de energía de la presente invención puede variar permitiendo, de ese modo, que la parte interior se coloque en el área en la que se requiere menos protección contra impactos, mientras que la parte más gruesa se podría situar en la que se necesita más protección contra impactos. En el caso de un protector de pierna, el área menos gruesa estarla sobre la parte trasera de la pierna y el área más gruesa estarla en la parte delantera sobre la rodilla, el muslo o la espinilla. Asimismo, el protector puede tener varias capas.

A continuación, haciendo referencia a la Figura 5, se muestra otra forma de soporte conocido como un material de separación de "tipo hexagonal" que comprende una capa tejida 19 intercalada entre una capa superior 20 y una capa inferior 21, ambas con aberturas hexagonales 22 formadas en las mismas. Los laterales de cada abertura hexagonal 22 de la lámina superior 20 están conectados a los laterales de la abertura hexagonal, situados directamente debajo de ésta, de la lámina inferior 21 por medio de una pluralidad de hebras 19a para dar a la capa central una configuración celular. Asimismo, hebras individuales 19b se extienden a través de cada célula, según se ilustra. Scott and Fyfe comercializa este material de separación con el Nº 90.042.002.00.

En la Figura 6 se muestra un soporte alternativo 25 y se puede observar que comprende una capa superior tejida 27 y una capa inferior tejida 28 entre las que está intercalada una capa de separación 26 que comprende una pluralidad de hebras 26a. Burbujas hemisféricas 29 están formadas en la superficie superior 27 y en la superficie inferior 28 que pueden estar descentradas o alineadas axialmente entre si según se ilustra.

La Figura 7 muestra otra forma de soporte que comprende capas textiles inferior y superior 32 y 33 con una pluralidad de bolsas 31 formadas en las mismas mediante puntadas 31a. Las bolsas 31 están rellenas de hebras o fibras 34 que pueden estar impregnadas de compuesto dilatador, o extrudidas o formadas de otro modo (cubiertas o rellenas) de material dilatador.

A fin de formar un material laminado absorbente de energía de la presente invención usando los soportes que se muestran en las Figuras 5 y 6, los huecos entre hebras 19a, 19b o 26a estarían impregnados del compuesto dilatador del modo que se ha descrito en relación con las formas de realización que se muestran en las Figuras 1 a 4. Por consiguiente, el material hexagonal de la Figura 5 que incluye las hebras verticales 19a y las hebras horizontales 19b estarla cubierto del compuesto dilatador dejando espacios en el material de cada uno de los agujeros hexagonales. En el caso del soporte que se muestra en la Figura 6, las burbujas 29 y las hebras 26a entre las mismas estarían rellenas del compuesto dilatador, comprimiéndose dicho soporte y el compuesto dilatador blando al impactar, con lo que el material dilatador blando se vuelve rígido para absorber la energía del impacto, ayudando el soporte resiliente a que el compuesto dilatador vuelva a su configuración original tras el impacto.

Se entenderá de lo anterior que cada uno de los materiales laminados flexibles absorbentes de energía que se han descrito e ilustrado comprende un soporte con huecos en el mismo que están impregnados de material de compuesto dilatador absorbente de energía.

Por lo tanto, el soporte resiliente soporta el compuesto dilatador de manera que ya no es necesario que esté contenido en una funda hermética, según se describe en mi patente anterior.

El material absorbente de energía preferente es un material de compuesto dilatador que se mantiene blando y flexible hasta que se somete al impacto, momento en el que sus características cambian haciéndolo temporalmente rígido. Posteriormente, el material vuelve a su estado normal flexible tras el impacto. El material absorbente de energía preferente es un material sensible al grado de deformación, tal como un compuesto dilatador, cuyas características mecánicas cambian tras el impacto. El material preferente es un polímero de dimetil siloxano con un grupo terminal hidroxilo, tal como el material Dow Corning 3179 o una versión ligera del mismo que incorpora esferas de Duolite o un derivado de las mismas.

El soporte se puede cubrir o impregnar del compuesto dilatador de varios modos. Se puede realizar calentando el compuesto de manera que se introduzca más fácilmente en las separaciones o huecos. Preferentemente, se introduce a presión en los huecos, pero se puede introducir en los mismos por bombeo o aspiración mediante vacío.

Alternativamente, el compuesto dilatador se puede diluir para reducir su viscosidad hasta un punto en el que fluirá fácilmente. Se puede usar cualquier diluyente, pero se prefiere un disolvente que se pueda eliminar posteriormente sin que afecte negativamente a las características de absorción de energía del compuesto dilatador. Una vez diluido el compuesto dilatador se puede dejar mientras se evapora el disolvente. Ejemplos de disolventes adecuados que se usan individualmente o en mezclas son propanol, metanol, diclorometano y triclorometano.

Una vez diluido el material absorbente de energía o el compuesto dilatador, se puede transportar más fácilmente a las separaciones del soporte. El soporte puede ser de los distintos tipos que se han descrito anteriormente. Una vez que las separaciones del soporte están cubiertas del compuesto dilatador, se deja que se seque la solución y se extraen los disolventes usando calor, vacío o cualquier otro procedimiento adecuado.

Una vez eliminado el disolvente, hay una reducción potencial de volumen del material dilatador absorbente de energía. No obstante, si es necesario las láminas de recubrimiento del soporte se pueden alargar previamente antes de insertar el material absorbente en las cavidades. Una vez extraído el disolvente o una vez seco el material absorbente de energía, se pueden liberar las láminas de recubrimiento adaptándose de ese modo al cambio de volumen del material absorbente de energía debido a la evaporación del disolvente.

La viscosidad de la mezcla de dilatador y disolvente se puede reducir al grado adecuado de manera que se produzca el recubrimiento necesario del material de soporte o la penetración en el mismo. El uso de disolventes puede resultar caro, de manera que se podrían usar otros procedimientos para impregnar el soporte, tales como calentamiento del dilatador para reducir su viscosidad.

Un procedimiento alternativo es hacer el dilatador en forma de emulsión. Primero se emulsionan las partes constituyentes del dilatador. A continuación, dichas partes se mezclan o se hacen reaccionar para formar una emulsión del material dilatador. La proporción de agua se seleccionaría para garantizar la viscosidad adecuada de la emulsión para cubrir/impregnar el soporte. Asimismo, se podría usar cualquier otra técnica estándar para crear la emulsión. La emulsión puede incluir el resto aditivos que se usan para la versión ligera. Se pueden usar disolventes para ayudar a estabilizar la emulsión.

Las ventajas de una emulsión son que el material dilatador se puede manipular más fácilmente y que la impregnación se puede realizar en las instalaciones del fabricante de láminas absorbentes de energía, dado que se necesita menos maquinaria especial. El fabricante simplemente añade la emulsión a un material de soporte y extrae el agua mediante cualquier procedimiento adecuado dejando, de ese modo, impregnado el material laminado de la invención.

Sólo a modo de ejemplo, una chaqueta estándar de montañismo con forro polar se puede modificar fácilmente para incluir áreas protectoras utilizando una emulsión. Las áreas de la chaqueta que necesitan protección se pueden enmascarar con algún método apropiado y la emulsión aplicada. Una vez seco, el producto tendrá protección donde el material dilatante haya sido dejado en el portador. La emulsión también se puede usar para fijar partes impregnadas que se hayan hecho en un proceso existente.

En referencia a las figs. 8 y 9 de los dibujos, se muestra una almohadilla de codo 80 que se ha formado con calor de un material de espaciador rellenado con material dilatante. La almohadilla moldeada 80 tiene una pluralidad de vértices 81 a lo largo de su longitud lo que ayuda a aumentar su confort y flexibilidad. Los vértices 81 también ayudan a absorber y distribuir la energía del impacto.

El grosor de la almohadilla puede variar para proporcionar más protección cuando sea necesario.

Por ejemplo, como puede verse en la Figura 9, la región superior 82 es más gruesa que la región inferior 83 lo que ayuda a expandir la carga fuera de los huesos del usuario que están más cerca de la superficie.

Para fabricar la almohadilla mostrada en las Figuras 8 y 9, una lámina de material espaciador, como se muestra por ejemplo en las Figuras 1 y 3, es insertada en un molde en su estado en bruto. El material es entonces termo fijado (normalmente a 150ºC). Después de aproximadamente 5 minutos se retira del molde con lo que se le permite enfriar. El material "termo fijado" mantiene la forma del molde y posee el nivel requerido de elasticidad. Más tarde, el material dilatante se integra o es impregnado dentro de la forma del molde de la manera ya descrita.

Un método alternativo de fabricar una parte moldeada como se muestra en la Figura 8 es colocar el tejido del portador y el compuesto dilatante en un molde calentado que es presionado de forma ajustada. Después de unos pocos minutos, el compuesto dilatante fluirá al área apropiada del molde, y también el material del transportador estará "termo fijado". Después de quitar la parte moldeada del molde y permitirle enfriar, se puede acabar para estar preparado para cualquier recorte o recubrimiento posterior que pueda ser necesario más adelante. Este proceso es particularmente adecuado para producir moldes más complicados. Se debe tener en cuenta que la forma en 3D y el grosor pueden variar de acuerdo a su aplicación final. El coste de un único proceso de presionado por calor proporciona un significante ahorro al compararlo con otros ejemplos de protectores que requieren de la inyección de una o más partes moldeadas y la subsiguiente unión de las mismas.

Utilizando el mismo método de fabricación de presión por calor, si se coloca en el molde menos material dilatante, entonces no se impregnará al completo toda la parte que se va a moldear. De esta forma, es posible impregnar solamente los vértices centrales "más gruesos" 82. Las partes no impregnadas del material del portador se pueden utilizar entonces para unir el protector moldeado a una prenda. Utilizando otro derivativo de esta técnica, seria posible variar la calidad del compuesto dilatante en el protector moldeado, por ejemplo, un compuesto dilatante más ligero puede ser utilizado para la mayor parte del protector que el que es usado para la importante sección central o la posición directamente superior a la unión del codo. De esta manera, el mismo molde se puede modificar para adaptarse a diferentes aplicaciones. Otro método de fabricación podría ser inyectar el material dilatante.

Los métodos descritos anteriormente se pueden realizar también con materiales de portador de multi-capa o con espuma de relleno o un material de espaciador de tipo hexagonal tal y como se muestra en la Figura 5.

Resultados del Test

De acuerdo al Test Nº EN1621, del Estándar CE de Motocicletas Europeo, las muestras de los anteriores productos termo fijados, mostrados en las Figuras 21 y 22 lograron un resultado de 16,2 Kn. Por comparación, las partes moldeadas de inyección totalmente encapsuladas de la misma forma han alcanzado 10 Kn.

La figura 10 en una sección transversal a través de una pieza de la conocida protección del cuerpo, comprende una estructura externa y dura 90, con relleno de espuma 91. Un añadido 92 hecho de un material absorbente de energía en la invención es insertado en un receptáculo 93 entre la estructura 90 y el relleno de espuma 91. El material de la lámina de la presente invención puede ser usado por lo tanto para ayudar a aumentar el rendimiento de protectores existentes, evitando así la necesidad de un re-diseño completo. El añadido se puede cortar en cualquier tamaño necesario para facilitar el proceso de ajuste dentro de los protectores existentes. El añadido se puede incorporar fácilmente en los productos existentes durante la fase de unión. Las significativas mejoras en el rendimiento del impacto han sido medidas con estos sencillos añadidos.

Resultados del Test

Utilizando el Test Nº EN1621 del Estándar CE de Motocicletas Europeo, las pruebas se llevaron a cabo por SATRA en Kettering, RU; utilizando 50 julios de energía, una masa de 5 kg. y un radio mandril de
50 mm (35 Kn es el nivel de aprobación de CE).

1) Protector de Codo Dainese 22,5 Kn.

2) Protector de Codo Dainese con añadido A
16 Kn.

3) Protector de Codo K2 23,4 Kn.

4) Protector de Codo K2 con añadido A 17,2 Kn.

El añadido A era un material de espaciador con un grosor de 70 mm x 70 mm x 4,5 mm hecho por Scott & Fyfe Nº. 90.042.002.02, impregnado con Dilatante Dow Corning Nº 3233 con un relleno ligero en el mismo de esferas "Duolite". El añadido A se colocó detrás de la estructura externa y dura del protector del codo.

Los resultados anteriores muestran una mejora de aproximadamente el 30% utilizando el material de la invención como un simple añadido; con el añadido, de este modo, sumando 30 g. al peso del protector.

La Figura 11 muestra los resultados de los tests provenientes de muestras de espuma 1-3 hechas de un material de la presente invención de acuerdo al Procedimiento de Test estándar EN1621 tal y como se ha detallado anteriormente.

El Gráfico 4 es el test de control que ha sido llevado a cabo en una almohadilla de codo moldeada y que incluye un compuesto dilatante encapsulado de acuerdo con mi anterior solicitud de patente. Se puede observar que el resultado obtenido está justo por debajo de 10 Kn, siendo un excelente resultado. (Un producto para motocicletas corriente como es la codera Dainese tendría como mejor resultado 22,5 Kn y un resultado medio de aproximadamente 28-30 Kn) El mejor resultado se obtuvo al aplicar la fuerza del impacto directamente sobre la junta del codo, que es donde la almohadilla ofrece la máxima protección.

El Gráfico 1 muestra los resultados obtenidos utilizando una espuma de celulosa de celda abierta (con un tamaño de La celda de 0,5 mm-3 mm) impregnada con un compuesto dilatante ligero hecho por Dow Corning según el Nº. 15455-030 siendo la versión ligera de su compuesto Nº. 3179 e incluyendo esferas "duolight".

Se debe tener en cuenta que la espuma no impregnada con compuesto dilatante alcanzaría un resultado muy alto, probablemente superior a 100 Kn Se debe tener también en cuenta que el Gráfico 1 tiene dos picos indicadores, siendo beneficioso, y pudiendo variar la construcción del material de la lámina de la invención para obtenerlos.

El Gráfico 2 muestra el resultado para una espuma de celulosa diferente impregnada con el mismo compuesto dilatante ligero. Este tenia un tamaño de celda más pequeño, de 1-1,5 mm; siendo la medida de fuerza del pico de 8,9 Kn. Se debe tener en cuenta que el gráfico todavía posee la medida característica del doble pico y que el segundo pico está mucho más elevado que el primer pico. Esto se debe a que la muestra ha comenzado a dividirse y a tocar fondo. Un material portador de espuma más fuerte (p. ej.: espuma de poliuretano) con un recubrimiento de protección debería eliminar este segundo pico más alto.

El Gráfico 3 muestra el resultado obtenido utilizando un portador de espuma con celdas de pequeño tamaño, impregnadas con un derivativo ligero de Dow Corning 3179 compuesto dilatante incorporando esferas "Duolight". El tamaño de la celda para esta espuma está por debajo de 1 mm. y se puede observar que se alcanza una fuerza del pico de 4,2 Kn. De nuevo este gráfico tiene las características del pico doble aunque el segundo pico es sólo ligeramente más alto que el primero debido a una diferente combinación de compuesto dilatante y el pequeño tamaño de la celda.

De esta forma, es posible modificar el material absorbente de energía de la invención para diferentes aplicaciones al usar diferentes materiales de portador y diferentes- compuestos dilatantes dependiendo de la aplicación. También es posible distribuir el material en capas para que cada capa trate con un régimen diferente de energía de fuerza/velocidad.

La Figura 12 muestra varias formas en las que el material de lámina absorbente se puede utilizar en un contexto deportivo. La ilustración muestra una bota 95 de futbolista, la región de la espinilla 98, el talón 97 y el tobillo 96.

Como se ilustra, la espinilla 97 está cubierta con una espinillera 98 que comprende una estructura externa rígida 99 con un relleno 100 de lámina absorbente de energía en la invención.

La región del talón 97 y la parte inferior del tobillo 96 están protegidas por un protector 101 absorbente de energía hecho de un material absorbente de la invención como la que se muestra en la Figura 8. El protector que se ilustra 101 tiene una pluralidad de burbujas 102 formadas en la superficie del mismo rellenados y/o implicado con un material dilatante que absorbe la energía de una patada en la región del tobillo o el talón.

Otro protector 103 de un material absorbente de la invención está localizado en la bota 95 sobre lo alto del pie del usuario para proteger allí los huesos metatarsianos del daño ocasionado como resultado de una patada o cualquier otra presión que se aplique en esa región.

La bota 95 ilustrada también incluye un absorbedor 104 de impacto que se puede hacer, por ejemplo, de un material hexagonal de la invención mostrado en la Figura 5 insertado en la base del talón de la bota.

Todo lo de los ejemplos de los materiales de láminas de la presente invención descrito anteriormente difiere de mi patente original ya que el material absorbente de energía no está contenido en una envoltura de encapsulamiento.

Es posible cubrir el portador elástico con un recubrimiento de protección como Dow Corning© 84,Z 6070 y Syloff® 23A Catalyst y 3481 Base y 81 T Catalyst. Los recubrimientos como estos pueden ser aplicados de cualquier manera apropiada. También es posible utilizar recubrimientos que de hecho reaccionen con la superficie del material dilatante. Estas no solo proporcionan una capa protectora, sino que también se unen de forma cruzada con la superficie del material dilatante, protegiendo más la superficie del mismo. Sin embargo, se pueden usar cualquier método alternativo para proteger la superficie o formar una película protectora, que del mismo se derive. A manera de ejemplo solamente, esto se podría lograr modificando el material de tal forma que forme uniones cruzadas extra o una película protectora cuando se encuentra bajo las condiciones correctas. El recubrimiento de protección puede sin embargo ser similar, por ejemplo, al de Raychem 44 de tipo alambre, que son fluoropolímeros unidos de forma cruzada por Radiación ligado a poliolefina unida de forma cruzada por radiación.

El recubrimiento de protección ayuda a proteger el material de la presente invención de cualquier química potencialmente dañina como la que se encuentra en el lavado en seco, etc.

El material absorbente de energía preferido es un material sensible a la tasa de desgarro e incluye un compuesto dilatante cuyas características mecánicas cambian de la manera antes mencionada frente a impactos. Además de tal compuesto dilatante, el material absorbente de energía puede también incluir un lubricante (por ejemplo un plastificante o diluyente), relleno (por ejemplo un espesador), o algo semejante. Los dilatantes preferidos incluyen boro conteniendo polímeros de silicona orgánica, o poliboro-siloxanos. Los polímeros alternativos de características dilatantes incluyen goma santana, goma de guar, alcohol polivinílico/tetraborato de sodio, además de otras composiciones de polímeros mediante enlace de hidrógeno. Algunos ejemplos de materiales dilatantes apropiados se divulgan en WO00/46303, la divulgación de los cuales se incorpora aquí como refe-
rencia.

Los poliborosiloxanos preferidos son copolímeros borosiloxanos y se pueden preparar con la condensación de ácido bórico, o un éster de ácido bórico con un silanol terminado poli di-(alquil y/o aril)-siloxano.

Los grupos siloxano en los copolímeros borosiloxanos preferidos son de la fórmula -(OSiR_{1}R_{2})-, en donde R_{1} y R_{2} pueden ser los mismos o diferentes y cada uno, independientemente, puede ser un grupo de aril o alquil sustituido o no sustituido. Tales grupos de alquil preferidos contienen de 1 a 6 átomos de carbono y, más preferentemente, 1, 2, 3, 4 o 5 átomos de carbono. Los grupos del alquil sustituidos preferidos son los grupos hidro-fluoro-alquil. En las realizaciones preferidas, uno o ambos de R_{1} y R_{2} es un grupo metilo, fenilo o 1,1,1 trifluoro-propil. Los grupos siloxanos preferidos incluyen las siguientes fórmulas: - -(OSiMePh)-, -(OSiMe_{2})-, -(OSiPh_{2})- y -(OSi(CH_{2}CH_{2}CF_{3}) Me)-; donde Me es un grupo metilo y Ph es un grupo fenilo.

Los copolímeros de borosiloxanos empleados en la práctica de la presente invención pueden incluir más de un tipo del grupo siloxano, cada uno con una combinación diferente de sustituyentes R_{1} y R_{2}, y los grupos siloxano, preferentemente, están en bloques o unidades de la fórmula -(OSiR_{1}R_{2})_{n}-, en donde n es un entero mayor que o igual a 4 y menor que o igual a 50. Tales unidades preferidas de polisiloxano incluyen: -(OSiMePh)_{n}, (OSiMe_{2})_{n}, (OSiPh_{2})_{n}, (OSi(CH_{2}CH_{2}CF_{3})Me)_{n}, [(OSiMe_{2})_{a}(OSi-MePh)_{b}]_{n} y [(OSiMe_{2})_{a}(OSiPh_{2})_{b}]_{n}, en donde n es como se define arriba, a y b son enteros mayores que o iguales a 1 y menores que o iguales a 49, y a+b=n. En [(OSiMe_{2})_{a}(OSiMePh)_{b}]_{n} y [(OSiMe_{2})_{a}(OSiPh_{2})_{b}]_{n}, los dos tipos del grupo siloxano se pueden alternar, o se pueden localizar de manera aleatoria en la cadena de polímeros. Los copolímeros borosiloxanos preferidos para uso en la presente invención son aquellos incluidos en Dow Corning® 3179 Compuesto Dilatante y Dow Corning® Q2-3233 Masilla de Rebote.

Los ejemplos de lubricantes apropiados incluyen aceites de silicona ácidos grasos, sales de ácidos grasos y grasas de hidrocarburo. Los rellenos apropiados incluyen partículas sólidas y rellenos fibrosos, como sílice, microesferas poliméricas y/o de sílice, resinas fenólicas, materiales termoplásticos, materiales cerámicos, metales y materiales de pulpas.

Los ejemplos de materiales dilatantes para uso en la práctica de la presente invención son Dow Corning® 3179 Compuesto Dilatante y Dow Corning® Q2-3233 Masilla de Rebote.

Claims

1. Un material absorbente de energía flexible que comprende un portador flexible con huecos o cavidades en el mismo, estando cubierto o impregnado dicho portador con un material dilatante de tal modo que el portador flexible soporta al material dilatante caracterizado porque el portador flexible es un tejido de espaciador comprendiendo un núcleo flexible situado entre un par de capas de protección, y porque el núcleo flexible está cubierto o impregnado de dicho material dilatante.

2. Un material que como se reivindica en la reivindicación 1, en el que el material dilatante es un compuesto dilatante.

3. Un material que como se reivindica en la reivindicación 1, en el que el núcleo flexible comprende una capa de hilada y las capas que cubren tienen una pluralidad de aperturas en la misma.

4. Un material que como se reivindica en la reivindicación 3 en la que la hilada está tejida en pelo elástico.

5. Un material que como se reivindica en la reivindicación 4 en la que la hilada está entretejida en pelo elástico.

6. Un material que como se reivindica en la reivindicación 5, en donde la superficie externa de cada capa que cubre está formada por una pluralidad de burbujas compresibles en la misma.

7. Un material que como se reivindica en cualquier reivindicación precedente, en donde canales huecos alargados están formados en el núcleo compresible.