透气的冲击吸收缓冲和构造.pdf

在一个实施例中，本发明公开了一种透气的缓冲垫。该缓冲垫包括上层表面、具有下表面的下层和设置在上层和下层之间的缓冲材料，并且该缓冲垫具有厚度。通道能够设置在缓冲垫中并限定缓冲区域。通道包括比缓冲区域的厚度小的厚度。至少一个通风口延伸穿过上表面和下表面并与上表面和下表面流体连接。

1.  一种透气的缓冲垫，包括：
缓冲垫，所述缓冲垫包括具有表面的上层、具有下表面的下层和设置在所述上层和所述下层之间的缓冲材料，所述缓冲垫具有厚度；
通道，所述通道设置在所述缓冲垫中，并且所述通道限定具有厚度的缓冲区域，所述通道具有比所述缓冲区域的厚度小的厚度；以及
至少一个通风口，所述至少一个通风口延伸穿过所述上表面和所述下表面，并与所述上表面和所述下表面流体连接。

2.  根据权利要求1所述的透气的缓冲垫，还包括被限定在所述缓冲区域的所述上表面中的凹槽，所述凹槽具有比所述缓冲区域的厚度小且比所述通道的厚度大的厚度。

3.  根据权利要求1所述的透气的缓冲垫，还包括凸缘和邻近所述凸缘的通道，该通道具有比所述通道的厚度大且比所述缓冲区域的厚度小的厚度。

4.  根据权利要求1所述的透气的缓冲垫，其中所述垫还包括延伸穿过所述垫的上表面和下表面并且与所述垫的上表面和下表面流体连接的至少一个通风口。

5.  根据权利要求4所述的透气的缓冲垫，其中所述通风口设置在所述通道中。

6.  一种透气的缓冲垫，包括：
缓冲区域，所述缓冲区域包括上表面、下表面、厚度和宽度，所述缓冲区域包括缓冲材料，所述缓冲材料设置在连续的上层和连续的下层之间，并且所述缓冲材料连续地结合到所述连续的上层和所述连续的下层；
通道，所述通道设置为围绕并且限定所述缓冲区域，所述通道具有比所述缓冲区域的厚度小的厚度，所述通道还包括所述连续的上层和所述连续的下层，所述连续的上层至少部分地结合到所述连续的下层；以及
至少一个通风口，所述至少一个通风口延伸穿过所述上表面和所述下表面，并且与所述上表面和所述下表面流体连接。

7.  根据权利要求6所述的透气的缓冲垫，还包括延伸穿过所述通道的上表面和下表面并且与所述通道的上表面和下表面流体连接的至少一个通风口。

8.  根据权利要求6所述的透气的缓冲垫，还包括限定在所述缓冲区域的上表面中的凹槽，所述凹槽具有比所述缓冲区域的厚度小且比所述通道的厚度大的厚度。

9.  根据权利要求6所述的透气的缓冲垫，还包括周边凸缘和周边通道，所述周边凸缘以所述周边通道的宽度与所述缓冲区域间隔开，所述周边凸缘具有比所述周边通道的厚度大且比所述缓冲区域的厚度小的厚度。

10.  根据权利要求9所述的透气的缓冲垫，其中所述周边通道还包括延伸穿过所述周边通道的上表面和下表面并与所述周边通道的上表面和下表面流体连接的至少一个通风口。

透气的冲击吸收缓冲和构造
技术领域
本公开涉及透气且舒适的保护垫、包括该垫的物品、制造和使用该垫和物品的方法，并且特别地涉及用于人类、用于需要自由运动范围的区域的透气且舒适的保护垫。
相关申请的交叉引用
本申请是2011年8月11日提交的共同拥有的且共同待决的申请No.13/208,229的部分继续申请，并且要求2012年1月28日提交的美国临时申请No.61/591,902的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。
背景技术
许多活动，尤其是体育活动，涉及到由冲击对身体造成的潜在危险。肘、膝盖、肩、脚踝、髋及其它关节能够尤其会受到冲击损害的影响并仍要求在不限制个体的运动和移动范围的情况下进行保护。冲击保护能够是厚重的、不透气的或限制性的，或者可替代地没有精确地瞄准某些身体部位，或者不一致地瞄准某些身体部位。
某些冲击保护系统由厚重的且限制运动的分离刚性垫组成。刚性部件可衬有某些形式的软缓冲件以使它们对身体是舒适的，这是一种缓冲对身体的冲击的做法，但是额外的层增加了垫的重量和不舒适性。此外，衬垫系统穿着起来可能是热的，并且还限制湿气和汗水的蒸发。
其它保护垫由较软的材料制成，因此它们弯曲，但是在对严重冲击，尤其是来自岩石或其它应物体的冲击的保护方面贡献较小。这些材料包括标准的化学泡沫式聚酯或聚酯泡沫。
其它衬垫可由较硬的泡沫材料，比如交联的聚乙烯泡沫或EVA泡沫制成。这种泡沫提供稍微多一点的保护，但是限制使用者的运动范围。总之，这种材料提供不足的保护，同时限制运动。
也已经尝试了使用较硬的泡沫作为垫，但是该泡沫必须切成条以减少实心泡沫件将导致的运动限制。不幸的是，对于穿戴者，条提供比最佳保护更少的保护。
泡沫还能够热成形为弯曲的或复杂的形状，且被缝合在将条或件保持在适当位置的材料层之间。提供更好的冲击吸收的其它材料比如d30也已经用在衬垫中，但是这些材料也是硬的。
已经尝试通过在允许更好的挠曲的每一个件中产生较薄的区域来使前述材料对穿戴者显现出不太硬。但是以这种方式制造的保护垫不能在衬垫的位置提供全运动范围，因为当在较薄区域挠曲时材料会裂开。这些材料也需要埋在织物层的下面，这是因为它们是不耐用的或不是审美上令人愉悦而足以被露出的。覆盖材料的使用增加了衬垫的不必要重量，并且还增加了垫的成本。
存在对改进的透气的保护衬垫，特别是用于要求运动范围的区域以及用于关节的改进的透气的保护衬垫的需要。
发明内容
在一种实施例中，本文公开了一种透气的缓冲垫。该缓冲垫包括具有上表面的上层、具有下表面的下层和设置在所述上层和所述下层之间的缓冲材料。缓冲垫具有厚度。通道能够设置在所述缓冲垫中并限定具有厚度的缓冲区域。通道包括比所述缓冲区域的厚度小的厚度。至少一个通风口延伸穿过所述上表面和所述下表面并与所述上表面和所述下表面流体连接。
在另一实施例中，透气的缓冲垫包括限定在缓冲区域的上表面中的凹槽。凹槽具有比缓冲区域的厚度小且比通道的厚度大的厚度。
在另一实施例中，透气的缓冲垫包括凸缘和邻近凸缘的通道。该通道具有比所述通道的厚度大且比缓冲区域的厚度小的厚度。
在另一实施例中，透气的缓冲垫包括延伸穿过垫的上表面和下表面并与垫的上表面和下表面流体连接的至少一个通风口。在另一实施例中，透气的缓冲垫包括设置在通道中的通风口。
在另一实施例中，本文公开了一种透气的缓冲垫，在一种实施例中，是透气的缓冲垫，包括缓冲区域，其包括上表面、下表面、厚度和宽度。缓冲区域包括设置在连续的上层和连续的下层之间并连续地结合到连续的上层和连续的下层的缓冲材料。通道围绕缓冲区域设置并限定缓冲区域。通道包括比缓冲区域的厚度小的厚度。通道还包括所述连续的上层和所述连续的下层，并且所述连续的上层至少部分地结合到所述连续的下层。至少一个通风口延伸穿过上表面和下表面并与上表面和下表面流体连接。
在另一实施例中，透气的缓冲垫可包括延伸穿过通道的上表面和下表面并与通道的上表面和下表面流体连接的至少一个通风口。
在另一实施例中，透气的缓冲垫可包括限定在缓冲区域的上表面中的凹槽，并且所述凹槽可具有比缓冲区域的厚度小且比通道的厚度大的厚度。
在另一实施例中，透气的缓冲垫可包括周边凸缘和周边通道。周边凸缘能够以周边通道的宽度与缓冲区域间隔开。周边凸缘能够具有比周边通道的厚度大且比缓冲区域的厚度小的厚度。在另一实施例中， 周边通道可包括延伸穿过周边通道的上表面和下表面并与周边通道的上表面和下表面流体连接的至少一个通风口。
在缓冲垫的任何实施例中，连续的上层和下层能够包括聚酯型热塑性聚氨酯。
在缓冲垫的任何实施例中，上层和下层能够包括TPE膜，所述TPE膜结合到层氨纶织物，使得TPE层邻近缓冲材料设置。
在缓冲垫的任何实施例中，缓冲材料能够包括多孔材料，所述多孔材料包括具有最小孔直径的多个孔，并且在内层和外层之间的缓冲材料的厚度比最小孔直径小。
附图说明
前述及其它特征和优势根据如附图中所示的本公开的示例性实施例的以下更具体的描述而将是明显的，其中，在不同的视图中，相同的附图标记指代相同的部件。附图未必按比例绘制，相反，重点放在示出本公开的原理。
图1是包括多个正方形缓冲浮雕状物的根据本公开的缓冲垫的一个实施例的一部分的顶视图；
图2是图1中示出的缓冲垫部分的透视图；
图3是图1中示出的缓冲垫部分的底视图；
图4是形成图1中示出的缓冲垫的部分的正方形缓冲浮雕状物中的一个的顶视图，其中示出了居中定位的“通风口”；
图5是图4中示出的正方形缓冲浮雕状物的透视图；
图6是图4中示出的正方形缓冲浮雕状物的横截面图；
图7是图1中示出的缓冲垫部分的一部分的横截面图；
图8是包括设置在浮雕状物之间的多个通风口的根据本公开的缓冲材料的另一实施例的一部分的顶视图；
图9是图8中示出的缓冲材料部分的底视图；
图10是包括设置在浮雕状物之间的多个线性通风口的根据本公开的缓冲材料的另一实施例的一部分的透视图；
图11是图10中示出的缓冲材料部分的顶视图；
图12是图10中示出的缓冲材料部分的底视图；
图13是包括从浮雕状物的外侧壁延伸到通风口侧壁并将浮雕状物的外侧壁流体地连接到通风口侧壁的气流通道的图4中示出的正方形缓冲浮雕状物的替代实施例的顶视图；
图14是图13中示出的缓冲浮雕状物的透视图；
图15是图13中示出的正方形缓冲浮雕状物的横截面图；
图16是包括从浮雕状物的外侧壁延伸到通风口侧壁并将浮雕状物的外侧壁流体地连接到通风口侧壁的气流通道和中心通风口的替代的六边形缓冲浮雕状物的顶视图；
图17是图16中示出的缓冲浮雕状物的透视图；
图18是图16中示出的正方形缓冲浮雕状物的横截面图；
图19是包括中心通风口的替代的八边形缓冲浮雕状物的顶视图；
图20是包括从浮雕状物的外侧壁延伸到通风口侧壁并将浮雕状物的外侧壁流体地连接到通风口侧壁的气流通道和中心通风口的替代的八边形缓冲浮雕状物的顶视图；
图21是图20中示出的正方形缓冲浮雕状物的横截面图；
图22-23示出了包括从肘垫的前侧延伸到后侧并流体地连接肘垫的前侧和后侧的多个通风口的示例性肘垫的一个实施例的顶视图和横截面图；
图24-25示出了包括从肘垫的前侧延伸到后侧并流体地连接肘垫的前侧和后侧的多个通风口的示例性肘垫的另一个实施例的顶视图和横截面图；
图26示出了包括从肘垫的前侧延伸到后侧延伸并流体地连接肘垫的前侧和后侧的多个曲线形(curvilinear)通风口的示例性肘垫的另一个实施例的顶视图和横截面图；并且
图27是列出了用于根据本公开的垫的各种尺寸的示例性范围的表。
具体实施方式
本公开涉及透气的且舒适的保护缓冲垫、包括该垫的物品以及制造和使用该垫的方法。
本发明的垫包括各种形状、尺寸、构造和厚度的缓冲区域。为了论述方便，术语“缓冲区域”和“浮雕状物(medallion)”将在整个说明书中互换地使用。各种材料能够用于浮雕状物，如下面将描述的。浮雕状物由各种深度和构造的通道间隔开，所述通道限定浮雕状物的周边并功能用作柔性“铰链(hinge)”。本发明的垫能够包括设置在浮雕状物中的一个或多个中、设置所述通道中的一个或多个中或设置在浮雕状物和通道两者中的一个或多个中的至少一个通风口。所述通风口能够具有各种形状、尺寸、构造和厚度。通风口允许气流在垫的相反侧之间来回，这向垫和包括该垫的服装提供透气特性，以及减小垫的重量。因此，这种服装允许身体湿气和蒸汽被释放，因此它们能够用于活动穿着而不会过热或感觉不舒适。
浮雕状物的表面还可以包括部分地限定浮雕状物的轮廓并提供某些通风的各种深度和构造的通道和/或凹槽。在某些情形中，可以提供与垫的周边间隔开的周边凸缘。
浮雕状物、通风口、通道、凹槽和凸缘的组合以及形成垫的材料一起向垫提供各种功能特性。例如，通道比凹槽深，并且构造成在关键区域比如关节附近提供不受限制的自由运动范围。凹槽比铰链浅，并提供柔性，同时保持某些缓冲和/或冲击阻力。然而，应理解，通道和凹槽两者起到增加垫的铰接的“铰链”的作用。
本发明的缓冲垫能够结合到衣服中，并且能够设计成具有特定的功能特性。这种衣服在其对挠曲的身体区域特别是关节提供保护的能力方面是独特的。衬垫能够以独特的方式结合到服装中，使得服装材 料贴身地配合，但是拉伸并符合身体或特定的关节形状，从而导致比其它产品更好地保护穿着者免于冲击的整体式衬垫系统，这是因为垫在整个运动范围期间与穿着者一致并紧密地或直接地接触。结合本发明的垫的服装在穿着时提供免受伤害的改进保护，这是因为当结合到拉伸且贴身地配合的衣服比如压缩衣服中时，垫的基部或垫的基部附接到的材料能够在使用期间保持与使用者的身体直接接触。垫的柔性允许垫顺应使用者的身体形状，使得垫能够维持与使用者的身体接触。即，在没有本发明的垫的柔性程度的情况下，垫将不能够符合在运动时使用者的改变的身体轮廓。为了论述方便，本文使用的术语“柔性”指的是垫通过弯曲、扭转、挠曲和/或拉伸等而移动的能力。
通过组合浮雕状物、铰链、凹槽和/或周边凸缘的特定形状、尺寸、构造、轮廓和定向以及特定的垫和衣服材料，服装能够被设计成最大化使用者的自由运动范围，同时保护身体的特定目标区域，特别是关节。这种服装是审美上令人愉悦的、更耐用的、成本更低的、更透气的且舒适的，并向身体提供显著的运动范围和指定的精确保护。
类似地，本发明的缓冲垫能够结合到其它物品中，比如保护罩。例如，衬垫能够结合到对应于电子装置(比如笔记本电脑或媒体装置)的形状和尺寸的衬套或罩中，使得它们贴身地配合，但是也拉伸并顺应(stretch and conform to)罩的外部。包括本发明的垫的罩能够提供轻质的、柔性的和抗冲击的保护且将热从容纳在该罩的装置移走。
在包括连续地结合的多层构造的一个示例性实施例中，本发明的垫和包括该垫的物品提供凸凹不平的、耐用的且能够经受在工业和/或商业洗衣房中使用的温度、洗涤剂和机械动作的物品，与趋于在这种苛刻条件下恶化的其它加垫衣服不同。在铰链中存在层之间的连续结合是有利的，因为其将浮雕状物“锁定”在适当位置，最小化或防止了缓冲材料从垫出去，或者可替代地最小化或防止了诸如流体的材料进入到垫中。因而，铰链使垫，特别地缓冲材料稳定，使得流体及其 它材料不能够穿透垫，否则这可能导致脱层。同样连续地结合的通风口的存在最大化了垫的透气性和通风能力，而不会损害垫的耐用性和耐洗能力。
图1-6一起示出根据本公开的缓冲材料的部分100。为了方便论述，部分100将在下文称为“垫100”。如所示，垫100包括前表面10、后表面12和周边14。垫100还包括：由多个通道38间隔开并相互连接的多个缓冲区域20；以及设置在浮雕状物20中的每一个的中心中的至少一个通风口30。
为了方便论述，在整个说明书中，“缓冲区域”将在下文称为浮雕状物。尽管示出了具有多个浮雕状物，但是应理解，垫能够包括具有至少一个通风口的单个浮雕状物。类似地，尽管示出了在所述多个浮雕状物中的每一个中具有通风口，但是应理解，不是每一个浮雕状物都必须包括通风口。在本实施例中，垫100和缓冲区域20是正方形的，但是应理解，垫100和缓冲区域20能够包括任何形状、尺寸或构造，如实践中的或特定设计或应用需要的。垫、浮雕状物和通风口的尺寸、形状、厚度和材料组成可以根据多个因素改变，所述多个因素包括但不限于垫期望的柔性量、期望的冲击阻力的量、期望的透气性的量等。此外，浮雕状物的构造可以改变，并且可以在垫中使用多于一种类型的浮雕状物形状或通风口形状。
如图6和7所示，垫100包括设置在可选的外层和内层16、17之间的缓冲层15。在本实施例中，缓冲层15设置在可选的外层16和可选的内层17之间并由可选的外层16和可选的内层17包封。外层16限定浮雕状物的轮廓，且限定上表面34和从上表面34向下延伸到通道38的上表面10的外部侧壁36。类似地，外层16限定从上表面34向下延伸到内层17的通风口侧壁37。如果需要，侧壁36、37可以垂直于上表面34，或具有相对于上表面34的倾斜轮廓。如果需要，且如所示，上表面34可以在上表面和侧壁36、37之间的过渡区域“TR” 处成圆角。
如上所述，所述多个浮雕状物20由多个通道38间隔开并相互连接。为了方便论述，在整个说明书中，“通道”将在下文称为铰链。如图7所示，铰链38具有由相邻的浮雕状物的周边之间的间距限定的宽度“W₁”、由浮雕状物的上表面34和垫100的上表面10之间的间距限定的深度“D₁”以及由内层16和外层17以及设置在所述层之间的缓冲材料15的组合厚度限定的厚度“T₁”。铰链38的宽度W₁能够根据期望或需要而改变，并且能够在从窄至约1密耳至约1000密耳或更大的范围中。在某些情形中，能够期望铰链的宽度“W₁”尽可能地窄，以便最小化浮雕状物的保护特征，同时维持垫的柔性。这种应用将包括其中希望最大保护或其中预期铰链绕角部缠绕的应用。在期望冲击保护的情况下，铰链的宽度能够被设计成比将冲击垫的物体的宽度窄。在这种情形中，宽度W₁能够在从约1密耳至约10密耳的范围中，更具体地从约3密耳至约7密耳，且更具体地，约5密耳。
在保护特征不太重要的其它情形中，能够期望铰链的宽度“W₁”更宽，以便最大化铰链的美观特征，其可做成在颜色上与浮雕状物形成对比。在这种情形中，宽度W₁能够在微米或厘米范围中，或甚至更大，如果期望的话。
取决于浮雕状物的形状，铰链38可以是线性的或弯曲的。在浮雕状物之间的铰链的深度可以相同或不同，且所述深度可沿铰链变化。弯曲的铰链和线性的铰链可以在垫中组合地使用，如在本实施例中，且可以包括弯曲的铰接区域和线性的铰接区域的组合。
在本实施例中，可以在制造过程期间最小化在铰链38中设置在上层16和下层17之间的缓冲层15的厚度，使得其厚度在铰链38中接近零。结果是，铰链38中的缓冲材料可以是肉眼不可见的或仅使用非常敏感的厚度计才可检测到。
如果有的话，余留在层16、17之间的残余缓冲材料15辅助将层16、17在铰链38中结合在一起。取决于所使用的材料，层16、17之间的结合可以至少部分地是化学结合、热结合和/或机械结合。例如，如果用作缓冲层的材料是树脂，则铰链38中的残余树脂可以起到粘合剂的作用以将层16、17结合在一起。使用树脂作为结合剂是有利的，这是因为其消除了对在相对较薄的铰链区域中单独的粘合剂的需要，并且其在整个垫中保持结合一致且同样地柔性，从而提高垫的耐用性。
可替代地，如果织物被用作所述层16、17中的一个，则作为树脂被挤压到织物中的开口或孔隙的结果，在铰链中在层之间的结合可至少部分地是机械的，使得层16、17的部分在制造期间结合，从而导致设置在结合的层16、17的岛状物(island)之间的结合层15、16、17的“岛状物”。
通过最小化或消除铰链38中的任何残余缓冲材料15，铰链的柔性被最大化，使得整个垫100能够在各个方向上弯曲、挠曲、折叠和扭转。
如上面提到的，外层和内层16、17是可选的，但是由于许多原因，特别是当缓冲层15是多孔材料和/或是不容易保持其形状的材料时，它们可以是期望的。
例如，在上述实施例中，外层和内层16、17横跨整个垫，包括在铰链中，连续地结合到缓冲层15。取决于垫的构造，外层和内层可以结合到缓冲层15，或者当在铰链中材料的量被最小化或消除时，外层和内层可以彼此结合。将前层结合到缓冲层15的一个优势是在缓冲层15上方和下方提供连续的、未中断的表面，即，除了在垫的周边处之外，将缓冲层15包封。连续的上层和下层加强铰链和凹槽区域，最小化铰链和/或凹槽中的破裂，否则因为铰链和/或凹槽比浮雕状物薄，所 以可能由于在使用期间垫的挠曲而发生破裂。至少一个结合层可用于在挠曲期间保护薄的铰链。当用作外层16时，热塑性聚氨酯膜是期望的，用于防止在铰链或凹槽中层17的破裂或断裂。如果结合到泡沫，或者在许多实施例中，内层和外层都结合到泡沫，则内层还可以向铰链或凹槽提供强度。在铰链厚度非常低的情形中，尤其是在铰链中具有很少或没有缓冲材料的情形中，期望内结合层和外结合层以维持垫的结构完整性。期望使用具有大的弹性的材料用于内层和外层，比如TPE膜、氨纶织物等。在某些实施例中，可能期望使用具有层压膜背衬的织物作为内层或外层。为织物和膜的层压物的内层，诸如聚氨酯膜层压物，对于最大化铰链的耐用性能够是非常合适的。
可选地，且如其全部内容通过引用并入本文的2011年8月11日提交的共同待审的和共同拥有的美国申请No.13/208,229公开的，浮雕状物的上表面34可以使用各种几何形状轮廓化，所述几何形状包括平面表面、弯曲表面以及平面表面和弯曲表面的组合。可替代地，浮雕状物的上表面34可以包括由大体朝向浮雕状物的周边或朝向垫的周边径向减小的厚度限定的表面。
本发明的垫可以利用美国专利No.7,827,704和美国公布号US2008/0034614和US2009/0255625中公开的技术制造，以上专利文献的全部内容通过引用并入本文。用于本发明的垫的模具被设计成对于垫的某些实施例允许层15、16、17在足以最小化或消除铰链38、50、60中的泡沫的条件下压缩在一起，同时允许层结合在一起，该结合可以是化学结合、热结合和/或机械结合。
图8-9一起示出根据本公开的示例性缓冲垫200的另一实施例。垫200具有与垫100类似的结构，除了增加设置在浮雕状物20之间的铰链38中的多个通风口40(下文称为“铰链通风口”)。铰链通风口是浮雕状物通风口的变型，且是最大化垫的通风以及减小垫的重量的另一种方法。铰链通风口能够单独地使用，或者除了浮雕状物通风口30 之外还使用铰链通风口。在本实施例中，铰链通风口40是圆形的，但是如上面提到的，能够使用任何尺寸或形状。
图10-12一起示出根据本公开的示例性缓冲垫300的另一实施例。垫300具有与垫100类似的结构，除了增加设置在浮雕状物30之间的铰链38中的多个铰链通风口50之外。在本实施例中，铰链通风口50是线性的，但是如上面提到的，能够使用任何尺寸或形状。此外，在本实施例中，与其它实施例相比，铰链可以相对较窄，这改进垫的柔性，特别是如果垫包括可选的内层和外层，且当内层和/或外层是可拉伸的和/或有弹性的时。
图13-15一起示出根据本公开的示例性浮雕状物60的另一实施例。浮雕状物60具有与浮雕状物30类似的结构，除了增加形成在浮雕状物的上表面34中的多个凹槽42之外，所述多个凹槽42从外部侧壁36中的每一个延伸到通风口侧壁37。凹槽42流体地连接到通风口，这改进空气向通风口30和从通风口30的流动，并且减小垫的重量。此外，与铰链38相似，凹槽42增加垫的柔性，并且随着凹槽42中缓冲层15的厚度减小，凹槽42和垫100的柔性增加，且垫的透气性也增加。
浮雕状物的上表面34中的凹槽42的宽度、深度、定向和位置可根据许多因素改变，所述因素包括但不限于期望的方向和柔性量等。然而，为了最大化透气性，与通风口的流体连接是期望的。再次，凹槽42的宽度、深度、定向和位置可根据许多因素而改变，所述因素包括但不限于，垫和/或形成有凹槽的浮雕状物的期望弯曲量、垫的期望透气性等。凹槽42设计成比铰链区域厚，但是比在浮雕状物的最厚点处的浮雕状物薄。因此，凹槽厚度能够范围从浮雕状物厚度的约10个百分(10％)至95个百分比(％)、从浮雕状物厚度的约20％至约75％，且更具体地为约浮雕状物厚度的约50％。此外，在根据本公开的任何垫中，凹槽42被设计成允许垫在目标区域中弯曲，并且当流体地连接 到通风口时提供气流。
类似于铰链38，凹槽42可以是弯曲凹槽，或可以是沿着平行的和/或相交的轴线设置的线性凹槽。弯曲凹槽和线性凹槽两者可以组合地使用，并且凹槽可以包括弯曲区域和线性区域。在垫中或在浮雕状物中的凹槽的厚度可以相同或不同，且厚度可沿着凹槽的长度变化，且在凹槽与凹槽之间变化。
图16-18一起示出根据本公开的示例性浮雕状物70的另一实施例。浮雕状物70具有与浮雕状物60的结构类似的结构，但是具有具有六边形结构，而不是正方形结构。浮雕状物70还包括形成在浮雕状物的上表面34中的多个凹槽42，所述多个凹槽42从外六边形侧壁36中的每一个延伸到通风口侧壁37。
图19示出根据本公开的示例性浮雕状物80的另一实施例。浮雕状物80具有与浮雕状物30类似的结构，其具有八边形结构，而不是正方形结构。
图20-21一起示出根据本公开的示例性浮雕状物80’的另一实施例。浮雕状物80’具有与浮雕状物60、70类似的结构，其具有八边形结构，而不是正方形或八边形结构。浮雕状物80’还包括形成在浮雕状物的上表面34中的多个凹槽42，该多个凹槽42从外八边形侧壁36中的每一个延伸到通风口侧壁37。
如上所述，本公开的另一方面是将上述垫一体到服装中，特别是压缩服装(compression garment)中，以保护身体的特定区域。当前述垫中的一个被结合到紧紧地贴合穿着者的压缩袖子或服装中时，铰接的和/或带凹槽的多层垫结构被缝合、粘附或以其它方式附接到氨纶织物或其它可拉伸的材料，使得铰接的垫被保持处于与待保护的区域贴身接触。垫能够被缝合到服装的内侧或外侧。可以期望垫仅覆盖袖子 的整个外周的一部分，使得袖子仍能够拉伸以贴合穿着者。保护垫与压缩服装的一体化(integration)提供了用于对特定的身体区域增加保护而不会改变整个服装的简单且廉价的方法。
当垫与压缩袖子(compression sleeve)成一体时，与保护移动关节的其它方法相比，提供了某些独特的性能和优势。当一体到压缩袖子中时，垫可以与待保护的关节处于连续贴身接触，这在保护柔性关节比如膝盖、肘、肩部和脚踝时可能是期望的，这是因为合适的铰链的选择允许保护袖子自然地保持在正确的位置和定向。在合适地选择了袖子和袖子在服装上的放置的情况下，保护性压缩袖子作为整体随肢体移动，从而允许比传统的衬垫更宽的运动范围。
当保护性袖子被定位成与使用者的身体贴身接触时，最小化由击打使用者的垫造成的任何冲击对使用者的另外的伤害的可能性。较硬的垫可能不能够与使用者的身体区域或关节进行连续的贴身接触，这是因为它们不是足够柔性的。如果没有贴身，则垫可能变成伤害穿着者的冲击的一部分。在袖子构造中的垫对移动关节提供改进的保护，因为它们可绕宽的半径缠绕，且在某些情形中通过缠绕整个关节而提供360度保护。通常，可能期望留下压缩袖子的某些区域没有另外的衬垫层，以允许袖子拉伸并符合臂。
在某些实施例中，能够期望服装由设计成从皮肤层移走湿气的芯吸(wicking)织物制成。
本发明的垫还可以设计成在没有明显危及保护的情况下增强空气和/或湿气传输，这对于其它保护性衬垫可能不是一个选择。如上所述，铰链、凹槽和/或浮雕状物中的通风口的使用提高了湿气和/或空气传输率。间隔织物或芯吸织物作为内层的使用或作为内层与TPE膜层组合地使用也能够提高舒适性并穿过铰链芯吸湿气。此外，高湿气蒸汽传输(“MVT”)膜层的使用可以进一步提高舒适性。这种膜可以通过化 学吸收/解吸而起作用。这种膜的示例从Omniflex以产品名Sympatex或TX1540可得到。微孔高MVT膜比如Goretex或Porelle(由Porvair)的使用也可以被使用，或类似的膜。
图22-23一起示出示例性肘垫500的另一实施例，其可以具有与前述实施例中的任何构造相同的构造，且具有可选的凸缘。在本实施例中，垫包括设置在通道、凹槽和凸缘中的多个圆形通风口30。
图24-25一起示出示例性肘垫500的另一实施例，其可以具有与前述实施例中的任何构造相同的构造，且具有可选的凸缘。在本实施例中，垫包括设置在通道和凸缘中的多个圆形通风口30。在本实施例中，通道和凸缘中的缓冲材料的厚度已经被最小化或消除。
图26示出如’229申请中公开的示例性肘垫600的另一实施例，其也包括多个曲线形通风口30。在本实施例中示出的曲线形通风口形状在曲线形通风的区域中提供改进的移动和拉伸，同时维持由结合的多层构造提供的另外的“封装浮雕状物”结构。
在任何或所有的前述实施例中，垫可包括可选的周边凸缘40’(参见图22-26)，所述周边凸缘40’限定在上表面10中以将浮雕状物维持与垫的周边处于间隔开的关系。可选的周边凸缘40’能够包括由最外浮雕状物的周边和垫的周边14之间的间隔限定的宽度“W₂”。周边凸缘40’的宽度W₂可以根据需要改变。周边凸缘40’可以比浮雕状物薄，从而允许使用各种技术，比如通过缝合、胶结、焊接、结合、热密封等将垫沿着凸缘区域附接到诸如衣服的物品。例如，当与压缩袖子成一体时，垫可以在凸缘处缝合、胶结或以其它方式附接到袖子织物的外侧，或者其可以缝合或附接到袖子的内表面，并通过在袖子中的相应的开口暴露。
应理解，凸缘对于垫不是必要的，且垫可以使用其它方式，比如 通过缝合、胶结、焊接、热密封、结合等附接到底下的表面。
在任何或所有的前述实施例中，缓冲层15能够包括由具有足够的结构完整性以比如通过模制而形成为预定形状且能够承受它们预期使用的环境而没有实质上裂化的任何材料或材料的组合制成的一个或多个层。
能够选择材料类型和组成以提供具有预定材料特性的物品和/或物品区域，所述材料特性能够用于为特定应用定制垫，所述应用诸如缓冲、防冲击、耐磨等。合适的材料的示例包括聚合物材料、复合材料等。合适的聚合物材料的示例包括但不限于热固性聚合物材料、弹性体聚合物材料、热塑性材料(包括热塑性弹性体材料)和包括前述材料中的至少一种的组合。一些可能的聚合物材料包括但不限于聚氨酯、硅树脂和/或类似的材料以及包括前述材料中的至少一种的组合。
在某些情形中，可能期望垫具有缓冲特性以诸如当与身体接触使用时提供软的、易弯的且舒适的感觉。在这种情形中，已经发现某些聚合物凝胶可能是合适的。合适的聚合物凝胶的一个示例是包括范围从约0.01肖氏00至小于或等于约70肖氏A，更具体地小于70肖氏00，更具体地小于60肖氏00的硬度的聚合物凝胶。材料能够包括范围从约30肖氏000至约88肖氏D的硬度。聚合物的硬度能够由本领域技术人员使用诸如硬度计或针穿硬度计的工具来确定。凝胶的形成能够通过本领域技术人员已知的各种方法进行。例如，聚氨酯凝胶的形成能够包括使合适的预聚合前体材料反应，比如在催化剂存在的前提下使多元醇和异氰酸盐反应。
在某些情形中，可能期望垫是轻质的，且在这种情形中，缓冲材料15可以包括泡沫材料，比如低密度泡沫材料。合适的低密度泡沫的示例包括聚酯和聚醚型聚氨酯泡沫。
在某些情形中，可能期望垫能够提供抗冲击性。在这种情形中，已经发现各种类型的冲击吸收材料适于缓冲材料，特别是能量吸收泡沫。对于这种应用，可能期望这种泡沫具有范围从约5至约35磅每立方英尺(pcf)，更具体地从约10至约30pcf，且更具体地从约15至约25pcf的密度。合适的速率相关(rate dependent)泡沫可在商标名和PORON下从Rogers Corporation得到，其是开孔型微孔聚氨酯泡沫。
在所有的前述实施例中，可选的外层16可包括：能够提供足够的弹性以防止在受力时撕裂和/或拉伸；能够提供足够的结构完整性以形成为预定形状；以及能够经受其预期使用的环境(例如，重复的变形，诸如扭曲、弯曲、挠曲、拉伸等)而没有实质上裂化的任何材料。还能够选择外层16以促进层15的操纵，在某些情形中，这能够包括粘性特性。因此，能够选择外层16以在模制之后对人触摸提供相对非粘性的表面和平滑的表面。
外层16能够包括任何厚度，且所述厚度可以根据应用而改变。特定应用的期望厚度能够由本领域技术人员使用常规实验来确定。外层16可包括范围从约0.2毫英寸(下面为“密耳”)到约60密耳，更具体地从约0.5密耳到约30密耳，且更具体地从约1.0密耳到约15密耳的厚度。
在产品的手感重要的情形中，已经发现期望最小化外层的厚度。因此，在这种产品中，可能期望使用在不牺牲耐用性的情况下可能最薄的外层。例如，对于相对较薄的外层16是期望的应用中，其能够包括范围从约0.2密耳到约6密耳，更具体地从约0.5密耳到约3密耳，且更具体地从约0.6密耳到约2密耳的厚度。
在某些情形中，能够期望使用较厚的外层16，与较薄的外层相比，较厚的外层16能够提供增加的耐用性。例如，当本发明的材料在振动 阻尼应用中使用时，能够期望外层16的厚度是约50密耳至约60密耳。可替代地，当缓冲层发粘时，较厚的层能够是期望的，这是因为如果外层16被刺穿时，发粘材料能够被暴露，从而使产品难以操纵。
当本发明的产品利用热成型过程形成时，能够期望使用具有高达约1/8英寸的厚度的外层，且在某些情形中当需要或必要时甚至更厚。已经发现，通过在热成型过程期间施加热和/或真空，能够维持具有多达6密耳或更大的厚度的外层非常软的柔软性。
外层16还能够包括辅助操纵材料的支撑层(未示出)。可替代地，外层还可在模制过程期间或模制过程之后利用本领域技术人员已知的各种技术作为材料涂层而施加。
外层16的合适材料包括塑料、弹性体材料诸如橡胶、热塑性弹性体(“TPE”)和/或类似材料、以及包括前述材料中的至少一种的组合。能够用于外层的塑料的示例包括但不限于乙烯醋酸乙烯酯(“EVA”)、尼龙、聚酯、聚乙烯、聚烯烃、聚氨酯、聚氯乙烯(“PVC”)、聚苯乙烯、聚四氟乙烯(“PTFE”)、乳胶橡胶、硅树脂、乙烯树脂及其组合。
用于外层16的其它可能材料包括各种其它合成材料和/或非合成材料，包括但不限于纸、织物、间隔织物、金属、金属化塑料、塑料膜、金属箔和/或类似材料以及复合材料和/或包括前述材料中的至少一种的组合。其它耐用材料能够用于外层，包括编织物、纺织织物和无纺织物、皮革、乙烯树脂或任何其它合适材料。间隔织物用作外层能够最大化气流。
能够期望使用略微弹性的材料用于外层；因此，拉伸性织物，诸如氨纶织物，能够是期望的。使用拉伸织物作为外层能够是期望的，这是因为其能够改进铰链和凹槽的挠性和外层到带轮廓形状中的形成。在某种情形中，加热或以其它方式形成或预拉伸的具有更高的极 限拉伸的材料能够改进最终产品。
当外层16包括织物层时，织物可以是编织织物、纺织织物、无纺织物、合成织物、非合成织物及包括前述材料中的至少一种的组合，并且织物层可以层压到例如TPE膜。当垫应用需要拉伸时，则使用具有伸长率的外层可以是期望的，并且当外层是层压物时，可以期望层压物中的每一个层均能够伸长。
如上所述，能够期望使用略微弹性的材料用于外层，比如上面提到的TPE材料。这种TPE材料也能够是期望的，因为它们可以较低的厚度用作膜。能够使用任何膜厚度，只要其与模制方法和适合于预期应用的方法相适宜即可，但是在约1密耳和约10密耳之间的膜厚度是期望的。较厚的膜更耐用，但是较薄的膜较不昂贵，且可以提供较软的感觉。存在选择较厚的膜的其它原因，比如当热成型较深的形状时，以改进模制过程。使用膜而不是织物作为外层能够使产品容易清洁且保护缓冲材料免于破坏和灰尘。膜能够包括约100个百分比(100％)至约1500％，更具体地约200％至约1000％，且更具体地约300％至约700％的伸长率。
某些可能的TPE材料包括苯乙烯类嵌段共聚物、聚烯烃共混物、弹性体合金、热塑性聚氨酯、热塑性共聚多酯、热塑性聚酰胺及其组合。可商购的弹性体合金的示例包括可熔融处理的橡胶和热塑性硫化橡胶。合适的TPE的示例包括热塑性聚氨酯(“TPU”)。TPU膜由于其耐用性、弹性、软度和柔性的组合而能够是期望的。一种合适的膜是在产品名Dureflex PS5400下从Deerfield Urethane,拜耳材料科学公司(a Bayer Material Science Company)可得到的聚酯型聚氨酯膜。能够期望的是，使用聚酯型TPU膜而不是聚醚型TPU膜，因为与聚醚型TPU膜相比，聚酯型TPU除了具有改进的耐磨性之外，在高湿度条件下，比如在运动衣服和商业洗涤中，还表现得非常好。
另外，垫和服装能够在垫的不同部分上利用织物和膜制造，从而允许全范围运动和由两种材料的使用得到的进一步保护。可能期望的是，外层是织物和膜的复合材料，使得膜辅助在挠曲期间保护铰链且还能够用作对缓冲材料的保护性屏障。
在任何或所有的前述实施例中，内层17能够包括与外层16相同的材料。当内层17包括织物层时，所述织物能够是编织织物、纺织织物、无纺织物、合成织物、非合成织物及包括前述材料中的至少一种的组合，并且所述织物层可被层压到例如TPE膜。当垫应用需要拉伸时，则使用具有伸长率的内层能够是期望的，并且当内层是层压物时，层压物中的每一层均能够伸长可以是期望的。使用织物层作为内层17能够是有利的，这是因为其能够收集和分散否则可以形成在层中或层之间的气泡，从而导致最终模制产品的较好的外观。
在内层、外层和/或缓冲层中的一个或多个中使用活性剂能够是期望的。例如，添加基于银或铜的活性剂能够提供具有抗菌或杀真菌属性的材料。在内层或外层或泡沫自身中使用活性物能够是期望的，比如添加基于银或铜的活性物作为抗菌或杀真菌剂。
内层和外层16、17中的一个或两者还能够包括颜色、图形和/或标记，包括文本。当所述层由无色和/或透明的材料形成时，设置在这样的层上的颜色、图形和/或标记能够通过其它层来传输，这由于美观和成本原因能够是期望的。此外，如果需要，内层和外层16、17中的一个或两者还能够是流体可渗透的。此处使用的“流体可渗透的”意味着形成层的材料允许流体材料的通过或进入。
垫、浮雕状物、浮雕状物轮廓、铰链、凹槽和凸缘的大小、形状、构造、定向和尺寸可以根据需要改变以实现垫设计的期望特性。单独地或组合地，所有前述特征被设计成向内地或向外地促进垫的柔性在运动期间以符合使用者的身体。然而，应理解，在前述实施例中的每 一个中，且在根据本公开的任何垫中，所有的前述测量可根据垫的期望特性和设计而改变。例如，垫被设计成提供各种特征，比如但不限于缓冲、透气性、通风性、振动阻尼和/或冲击吸收等。垫的特性可通过改变浮雕状物中的缓冲层15的厚度和/或材料类型、改变通风口的尺寸、形状、数量和位置；改变浮雕状物之间的间隔(即，铰链的宽度)和/或改变浮雕状物的轮廓等而改变。例如，使用凝胶用于缓冲层15向垫提供缓冲和振动阻尼特性；使用泡沫减小垫的重量；使用速率相依或冲击吸收泡沫增加垫的冲击吸收；等。通常地，增加浮雕状物中的缓冲层15的厚度常常增加前述特性；并且使用用于缓冲层15的材料的组合可提供特性的组合。
在任何或所有的前述实施例中，且在根据本公开的任何垫中，铰链被设计成在期望或需要柔性的目标区域中向垫提供柔性。使用弯曲的、平行的和/或相交的铰链允许垫的柔性适于具体功能，比如在运动期间保护关节。铰链的宽度、深度、定向和位置可根据多种因素而改变，所述多种因素包括但不限于垫的柔性的期望量和位置。
能够通过改变铰链区域中的材料的厚度而改变铰链的柔性。例如，减小铰链中的材料的厚度增加垫的柔性，且增加铰链区域中的材料的厚度减小柔性。在包括内层和外层16、17中的一个或两者的某些实施例中，可以“压挤”铰链中的缓冲层15以最小化或消除铰链区域中材料的量。在这种实施例中，能够通过最小化铰链中的缓冲层15的厚度，或当在铰链38中没有缓冲层15的情况下模制垫时，最大化或改进柔性。例如，当使用具有约4密耳厚度的内层和外层16、17时，通过在模制过程期间尽可能多地从铰链区移除缓冲材料15，能够实现接近8密耳或接近内层和外层16、17的组合厚度的铰链厚度。
为了最大化层压结构中的柔性，期望使用小于浮雕状物厚度的约20％，更具体地小于浮雕状物厚度的约10％，且更具体地小于浮雕状物厚度的约5％的铰链深度。已经制造了具有0.020”、0.040”和高达0.080” 的铰链深度的成功部件。
当垫被模制具有可选的内层和/或外层或两个层时，当铰链厚度近似地对应于除层15之外的层的组合厚度时，或当缓冲层15的厚度被最小化并接近零时，可以实现最大的垫柔性。
深的铰链还能够具有一定泡沫厚度，且仍提供大的可动性。如下文所提到的，本发明的保护性垫的一个特征是，外层和/或内层能够在重复挠曲期间保护缓冲层免于在较薄铰链区域处断裂，使得泡沫厚度不受泡沫挠曲强度限制，只要泡沫被结合到内层和外层中的一个或两者即可。
在前述实施例中的每一个中，且在根据本公开的任何垫中，铰链的宽度或浮雕状物的间隔被设计成允许垫尽可能多地弯曲，同时仍保持浮雕状物的保护特性。因此，浮雕状物之间的间隔能够通过具有柔性铰链而不暴露浮雕状物之间的太多空间使得在浮雕状物之间的间隙被冲击时将发生伤害所需的距离的量来确定。因此，可以使用小于浮雕状物厚度的约20％、更具体地小于浮雕状物厚度的约10％且更具体地小于浮雕状物厚度的约5％的铰链宽度来实现最大保护。如上面提到的，使用成角度的或锯齿形的铰链和/或凹槽(未示出)也能够减小暴露的未受保护的表面的量。
在任何或所有的前述实施例中，垫可以形成为使得泡沫在整个垫中具有大体均匀的密度。具体地，在某些情形中，可能期望在模制或形成期间最小化在凹槽或铰链中压缩泡沫，这是因为压缩增加泡沫的密度，这趋于减小运动范围并通过消除泡沫而提供非均匀的衬垫水平。带轮廓的浮雕状物和泡沫厚度的变化不仅提供美学上吸引人的垫，而且它们还提供最大化在最需要的地方的保护和减小不太需要的地方的保护的能力。通过在需要的地方使用均匀的泡沫密度和变化的厚度，垫的重量被减小且运动范围增加。利用热成型或压缩来使泡沫和压缩 区域成形可增加这些区域中的密度并产生另外的重量、不均匀的保护和较小的运动范围。
本发明的缓冲材料提供优于其它材料的优势。本发明的通风的缓冲材料可用于制造用于运动员的透气的、低型的、舒适保护性衬垫和衣服。这种垫和衣服是透气的，允许汗水和空气蒸发。此外，在某些实施例中，衬垫的各个单元能够独立于彼此移动。
与没有通风的这种衬垫相比，由本发明的通风的缓冲材料制成的衬垫和服装是可洗涤的、耐用的且具有改进的透气性。另外，与没有包括通风口的可比结构相比，本发明的衬垫的保护能力增加，这是因为由于壁移动以及缩陷的能力，通风的浮雕状物和衬垫可吸收更多的能量。当速率相依材料用于形成衬垫时，通风的构造提供使震动或能量传输到速率相依材料的增加的面积。
当在垫中使用内膜层和外膜层时，垫构造允许制造者减小缓冲区域之间的间隔的宽度，这是因为不必使用织物来设置和定位垫。这还允许制造者倾斜和设计这些凹槽和铰链的形状，以在整个运动范围期间覆盖和保护使用者，同时在活动期间拉伸、配合和保持在适当位置。
与封闭在口袋中的垫相比，产生暴露的或骨架式保护性垫的能力向穿着支撑性或矫正支具，比如膝支具、踝支撑件、背支撑件等的个体提供优势。因此，垫能够附接到或附着到机械支撑件以保护自适应移动运动员免于自身和具有类似支具的其它运动员的影响。类似地，根据本公开的垫的设计可以被定制且附着到由常规运动员穿着的支具。这向支具的穿着者而且还有其它与矫正支具接触的运动员两者提供保护。这种支具的一个示例是在职业足球中使用的膝支具上的衬垫。
本发明的垫还能够用在由年轻人、成年人和职业足球运动员穿着的护胫上。冲击吸收泡沫衬垫与贴身服装组合的特性提供目标身体部 位的独特的且高度精确的保护。因此，本公开的一个实施例是用于足球运动员的柔性的、贴身的透气的胫和踝护具。这种胫和踝护具由于与例如利用带子或使用者的袜子的摩擦而保持在适当位置的非透气的、硬的塑料垫相比泡沫的较近的配合、来自芯吸材料的更舒适性、在构造中使用的通风和穿孔以及更耐用的产品而对足球运动员提供更多的保护。
之前提到的泡沫衬垫和其它层可以设计成在对冲击保护造成最小恶化或没有恶化的情况下，在整个材料中，或在凹槽或铰链区域中具有穿孔。在某些实施例中，垫的所有层连续地结合在一起的事实允许水蒸气通过预建立的路径蒸发而不是吸收到垫中。一旦湿气被芯吸到织物层中，其能够穿过垫被引导出来，这是因为表面被结合。相比之下，其它垫可具有一个或多个自由浮动层，使得它们对穿着者是更不舒适的。
在某些实施例中，外表面(织物或膜)是(在某些实施例中)服装或袖子的实际外表面的事实是重要的差别。具有未结合的织物或穿过外侧缝合从而覆盖衬垫的其它覆盖物的垫允许外层在冲击时横跨衬垫滑移，这影响冲击保护的精确性。当穿着根据本公开的当前服装时，穿着者具有在贴身服装的外部上的衬垫，这对具体身体区域或关节提供更精确的保护。使本公开的垫的暴露的外层作为服装或袖子的外层(如图12和图13所示)还允许改进的湿气或气流管理，这被改进以切割具有任何形式的宽松覆盖物的泡沫块。精确通风和空气引导最小化热和湿气积累。此外，垫的外表面暴露的实施例允许贴身服装的内侧平靠着使用者的皮肤放置，因为垫的内表面可通常是平的。当附接到弹性织物的外侧时，使用者可以使弹性织物或其它材料的未中断的层贴着皮肤。这允许垫紧密地抱紧皮肤表面，且还具有不太可能引起皮肤擦伤或刺激的更无接缝的内表面。
使用在表面上暴露的垫还提供使铰链或凹槽更紧和/或更小的改 进的能力，这是因为添加的外部材料能够通过填充在铰链空间中且干扰铰链的移动而以其它方式阻挡挠曲。凹槽和铰链还能够在具体设计中成角度和成型以更精确地覆盖和保护对象。还能够使用本发明的垫在服装表面上实现具体的且更空气动力学的形状的产生。结合有保护的空气动力学表面在比如其中穿着者将被保护，例如免于与门冲击同时具体提高的低风阻力的滑雪比赛的运动中可以是有优势的。其它运动能够得益于改进的空气动力学性，比如自行车比赛。
当暴露在服装的表面上时，本发明的冲击吸收垫的使用允许冲击吸收泡沫较快地反应，这是因为其消除了垫和冲击之间的层。这在使用“速率相依”冲击吸收泡沫比如Poron XRD或在冲击时变硬的其它这样的材料时能够是期望的特征，并且在暴露表面上使用仅单层的结合膜或在泡沫和冲击垫的物体之间的其它材料允许泡沫较好地且更快速地反应。
在某些实施例中，使用膜，特别是聚酯型聚氨酯膜作为附接到袖子或服装的垫的外层，产生了耐用的且更可洗涤的垫系统。具有暴露的膜的外表面可以是既耐用又耐灰尘的。作为顶层的织物，无论缝合还是以其它方式附接，都能够扯破和撕裂或变脏，可能难以清洁。或者在铰链区域结合在一起，或者在浮雕状物中结合到缓冲材料，作为内层或外层连续地结合的织物和/或膜比在许多垫中使用的未结合的缝合织物(其中撕裂的外服装暴露旨在保护穿着者的垫且使其从服装脱位或去除)更耐用。在使用织物层作为内层或外层的本公开的实施例中，在织物内侧的膜层还能够最小化和/或防止灰尘或液体渗透或穿透泡沫。
在许多实施例中，用均匀密度的泡沫衬垫(即，不是较高密度的压缩泡沫)来模制垫的事实允许比由压缩引起的变化密度更精密的保护设计和更大的运动范围。
由于许多原因，本发明的垫、衣服和制造方法是有利的。例如，具有许多元件的单个连续垫通过消除劳动密集的切割、划线或热成型(其否则可能是最终服装构造所需的)而提供优于传统的垫构造技术的经济优势。
某些实施例具有接近零的铰链区域，而其它实施例是在0.010”(10密耳)、0.020”(20密耳)或甚至0.080”(80密耳)或0.120”(120密耳)。
在需要拉伸的某些实施例中，比如当缓冲垫被附接到拉伸服装时，使用具有弹性的结合内层和具有弹性的结合外层也是期望的。
在铰链区域的厚度接近零或在薄的铰链区域(小于0.100”(1密耳)泡沫)的附近的地方，整个垫具有连续地结合的内层或外层(或两者)的事实维持间隔并防止未保护区域的分离。这与其中使用分离的切割块来产生垫的垫形成对比，这是因为切割块可以在应力或力下分离并允许使用者暴露且可能受伤。
在某些实施例中，窄的铰链间隔的使用已经证明是期望的，以防止当连结部以某些方式挠曲时出现暴露的区域。本公开允许非常窄的铰链或非常窄的在浮雕状物之间的间隔，并最小化在使用期间铰链分离的危险。
本发明的垫能够制造成对特定的身体区域提供更好的保护，同时是轻质的，这对于运动员和活动的个体是显著有利的。
本发明的保护垫的一个优势在于，整个挠曲区域可以被为身体的特定部位专门设计的一个垫或多个垫保护，而不是被缝合到服装中的较小的切割垫或条保护。连续地结合的大的垫更经济，且还防止将引起在保护中的间隙的垫的切割部或条的偏移。除了提供比当前产品改 进的且更精确的保护之外，本发明的保护垫还允许整个耐用的垫被露出，这具有审美优点和重量减轻，且能够使垫更舒适，且具有较好的湿气或空气传输。
本领域技术人员将认识到，可以使用其它附接方法，但是已经发现缝合提供某些优势。与热密封或焊接相比，已经发现，沿周边凸缘将缓冲垫缝合在合适位置防止或最小化垫与服装分离，这与在服装内松弛(即，在设计成容纳垫的口袋中松弛地保持的)或通过缝合、胶结、焊接、热密封及类似方式附接的垫相比是有优势的。
前述的垫是极其耐用的，且能够承受重复的商业洗涤。在这种垫中，当结合到服装中时，理论上，周边凸缘的厚度(比如，约20密耳)提供用于缝合的更结实的区域，如果未被20密耳周边凸缘支撑，这否则将在没有缓冲材料的情况下磨破和扯破。此外，周边凸缘使产品更吸引人，其中通过用膜在缓冲垫的周边处终止能够得到较软的边缘。
还考虑到，在整个垫中接近零的铰链允许垫在洗涤周期期间对垫的耐用性做贡献，这是因为在铰链中的泡沫材料如此薄，以致多孔结构不再存在。因此，缝合的周边凸缘防止或最小化垫在重复洗涤中提离，即，锁住缓冲垫的周边。
此外，内膜和外膜在浮雕状物区域中连续地结合到缓冲材料或在铰链中连续地彼此结合防止或最小化流体或其它材料进入垫以及缓冲材料离开垫的机会。组合地，两种特征提高许多垫在严格的条件下的耐用性，完全地消除或防止了层的脱层，如在其它产品中发生的。考虑到，周边凸缘和相邻的接近零的铰链防止或最小化流体和/或微粒渗透垫超出周边凸缘之外，这是因为泡沫已经几乎完全从铰链区域移除，且在铰链区域中的泡沫中没有多孔结构的情况下，流体和/或微粒不能够迁移经过周边凸缘。因此，周边凸缘作为流体和/或微粒渗透到垫中的缓冲。
类似地，在整个缓冲垫中铰链的“网络”，特别是当铰链是“接近零”铰链时，进一步改进垫的耐用性，这是因为消除和/或最小化铰链区域中的泡沫或其它缓冲材料增加了铰链中的结合强度。因为在铰链区域中的其余缓冲材料不足以支撑泡沫结构(在泡沫的情形中)，所以在铰链区域中结合强度增加。如果泡沫余留在铰链中，则结合强度可以被限于泡沫撕裂强度。因而，当泡沫或其它缓冲材料的厚度最小化时，铰链中的结合增加，这是因为没有薄的泡沫孔壁撕裂。也就是说，在铰链中没有多孔泡沫结构的情况下，不存在使流体和/或微粒穿透超过周边凸缘的空间。结果是，如果单个浮雕状物或铰链被破坏或受损，则对整个垫的破坏最小化或被划分，这是因为破坏可能仅延伸到相邻的垫和/或铰链。
本发明的垫的另一优势在于，深的铰链和不太深的凹槽或多水平铰接的组合提供保护性服装改进的保护，同时维持在保护区域中显著的运动范围。使用连接的顶层、底层或两个层允许铰链和凹槽的更精确的使用，并防止单独的浮雕状物相对于彼此移动。此外，与可拉伸的贴身服装材料的一体化导致保护区域的明显缠绕并保持外部垫与身体的特定区域连续接触。
应注意，此处的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序或重要性，而是用于区别一个元件与另一个元件，且此处的术语“一”和“一个”不表示量的限制，而是表示存在提到的物品中的至少一个。类似地，应注意，除非另外表明，否则术语“底”和“顶”在此仅为说明方便，且不限于任何一个位置或空间定向。此外，关于量使用的修饰语“约”包括设定值且具有由上下文表明的意思(例如，包括与特定量的测量相关联的误差程度)。
在此描述的化合物使用了标准命名系统。例如，不被表示的根取代的任何位置理解为其化合价被表示的化学键或氢原子填充。没有在 两个字母或符号之间的破折号(“-”)用于表示取代基的结合点。例如，-CHO通过羟基的碳结合。除非本文另外定义，否则本文所有的百分比是指重量百分比(“wt.％”)。而且，本文公开的所有范围是包含在内的且可组合的(比如，“高达约25重量百分比(wt.％)，其中约5wt.％至约20wt.％是期望的，且约10wt.％至约15wt.％是更期望的”的范围包含端点和范围的所有中间值，比如“”约5wt.％至约20wt.％、约5wt.％至约15wt.％，等)。符号“+/-10％”指的是表示的测量值可以是设定值的减10％的量至加10％的量。
最后，除非另外限定，否则本文使用的技术和科学术语具有与本公开所属的本领域技术人员通常理解的意思相同的意思。
尽管已经参考示例性实施例描述了本公开，但是本领域技术人员应理解，在不偏离本公开的范围的情况下可做出各种改变且可对本公开的元件做出同等替代。此外，在不偏离本公开的基本范围的情况下可做出许多修改以使特定的情形或材料适合本公开的教导。因此，预期本公开不限于为实现该公开所考虑的最佳模式所公开的特定实施例，而是本公开将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。