專利名稱：沖擊吸收織物結構的制作方法
沖擊吸收織物結構本申請是申請日為2009年2月6日、申請號為200980113466. X、發明名稱為“沖擊吸收織物結構”的發明專利申請的分案申請。相關申請的交叉引用本申請要求于2008年7月31日提交的題目為“Shock Absorbing Fabric Structures (沖擊吸收織物結構)”的美國申請No. 12/183，491的權益，該申請 No. 12/183491 為 2008 年 4 月 15 日提交的題目為 “Shock Absorbing Lanyards (沖擊吸收系索)”的美國申請No. 12/103，565的部分繼續申請，該申請No. 12/103，565為2004 年3月I日提交的題目為“Shock Absorbing Lanyards (沖擊吸收系索)”的美國申請 No. 10/790, 394的繼續申請，所有這些申請通過引用并入到本文中。
背景技術：
處于地面或其他相對較低的表面之上的高空位置的人可能有墜落并受傷的危險。 例如，從事要求他們處于諸如腳手架上的高空位置的工人或其他人員可能有墜落并受傷的危險。可以穿戴安全帶(safety harness)來阻止人體的墜落并防止或減小傷害。也可以穿戴諸如座椅安全帶的安全帶，來在突然發生停止或碰撞時確保車輛乘客的安全，以降低受傷的危險。安全帶通常具有由用戶穿戴的背帶部分(harness portion)和從背帶部分延伸的系繩或系索。系索將背帶部分連接至安全結構。如果人體從高空位置墜落，或者遭受由于突然停車造成的慣性，在系索被拉直時，安全帶停止人體的墜落，或防止人體向前運動。然而，采用通常的系索，人體運動的停止相當突然，從而人體遭受突然停止的沖擊力。試圖吸收人體墜落的沖擊的系索是已知的。目前的系索由兩個裝配在一起的分離的帶子制成。一根帶子是由部分取向紗織成的窄的平的帶子(Ρ0Υ帶子)；另一根帶子是強度相對較高的管狀帶子。在制造這兩根帶子之后，POY帶子被插入管狀帶子的一端內并被拽拉通過管狀帶子。可以使用插入管狀帶子相對端的鉤或其他裝置來拽拉POY帶子通過管狀帶子。POY帶子被拽拉通過管狀帶子，使得POY帶子在管狀帶子內從一端延伸至相對端。 然后必須調整POY帶子和管狀帶子的相對長度。當把POY帶子保持就位時，使管狀帶子的一端向相對端移動得更近，從而使管狀帶子在POY帶子之上處于褶皺狀狀態。帶子相對長度的調整由手動執行，是現有系索的重大缺點。在手動調整了相對帶子長度之后，POY帶子基本在管狀帶子的褶皺狀取向內處于直的、線性取向。然后通過在端部縫合將這兩根帶子彼此附接在一起。任何伸出管狀帶子端部的多余的POY帶子被切下丟掉。由于傳統的系索由兩根必須裝配在一起的分離的帶子制成，因此，系索的制造需要昂貴繁瑣的裝配程序，諸如，將POY帶子插入通過管狀帶子。并且，在插入程序之后，需要額外手動程序通過將管狀帶子置于褶皺狀態、同時保持POY帶子處于直的狀態的方式來調整相對帶子長度。然后，需要另一程序將兩根分離的帶子附接在一起，同時將POY帶子保持在直狀態、將管狀帶子保持在褶皺狀狀態。POY帶子和管狀帶子的相對長度對于系索的正確工作是至關重要的。對至關重要的兩根帶子的相對長度的正確控制和手動設定使得制造過程復雜化。目的為降低沖擊的現有系索可以在美國專利No. 5，113，981、No. 6，085, 802、 No. 6，390，234、No. 6，533，066 以及 WIPO 公開 No. W0/01/026738 中找到。
發明內容
本發明的某些實施例總體上關于織物結構及其制造方法，例如織物結構和吸收沖擊并限制負載的織物結構。更具體地，本發明的一些實施例關于吸收沖擊并限制力的結構， 該結構具有沖擊吸收元件和承載元件，其中沖擊吸收元件明顯比承載元件短。沖擊吸收元件和承載元件的相對長度自動調整。并且，沖擊吸收元件和承載元件可以在所述結構的某些部分中織在一起。本發明的某些實施例還關于制造諸如沖擊吸收織物結構的織物結構的方法。本發明的某些實施例提供改良的織物結構，該織物結構可以伸長、吸收能量并承受負載。根據本發明的一實施例，所述織物結構為單件式織造帶子，所述帶子包括由多根底紗制成的護套以及由護套包圍的伸長元件。在一些實施例中，所述護套可以是高強度的護套。所述織物結構還可以包括多根接結紗和多根橫向紗。所述伸長元件可以由諸如POY的伸長紗制成。在一些實施例中，所述帶子具有第一連接部分、擴張部分、以及第二連接部分。在第一和第二連接部分中，接結紗可以與底紗和伸長紗相互交織。在擴張部分中，一些橫向紗可以與伸長紗相互交織以將伸長紗與護套連接在一起，接結紗可以與護套的底紗織在一起，但是不與伸長紗織在一起。并且在擴張部分中，伸長紗的長度可以比護套的長度短。熱處理可以使擴張部分中的伸長紗的長度收縮。 相反，相對于伸長元件，護套的紗則基本上不會因熱處理而收縮，而是聚集在一起成褶皺狀布置。當施加預定負載時，織物結構使伸長元件伸展并使聚集的護套展開。當護套展開時，它承受該拉伸負載；而當伸長元件伸展時，它吸收能量。以這種方式，所述織物結構可以被用來阻止人體墜落或其他運動并降低當這種運動被停止時用戶感受到的沖擊力。根據一些實施例，所述織物結構還可以附接至硬件部件，例如夾具、安全帶或座椅安全帶的部件。一些實施例中提供的織物結構包括織造帶子，所述帶子包括(I)多根底紗；(2) 多根伸長紗；(3)多根接結紗，所述底紗、伸長紗、以及接結紗在大致的經線方向上延伸；以及(4)多根橫向紗，所述橫向紗在大致的緯線方向上延伸；其中所述伸長紗包括部分取向紗；并且其中所述帶子包括(i)第一連接部分，其中接結紗與底紗以及伸長紗相互交織； ( )具有第一和第二端部的擴張部分，其中所述擴張部分的第一端部與第一連接部分相鄰，其中底紗構成包圍伸長紗的護套，其中至少一些橫向紗與伸長紗以及護套的底紗相互交織，從而將伸長紗與護套連接，其中伸長紗的長度比護套的長度短，并且其中接結紗與護套的底紗織在一起，而不與伸長紗織在一起；以及(iii)具有第一和第二端部的第二連接部分，其中第二連接部分的第一端部與擴張部分的第二端部相鄰，并且其中接結紗與底紗及伸長紗相互交織。根據一些實施例，在至少一個連接部分中，伸長紗可以與底紗相互交織。根據一些實施例，至少一個連接部分的端部可以附接至硬件部件。在一些實施例中，所述硬件部件可以是夾具。
在一些實施例中，所述硬件部件可以是座椅安全帶部件。在一些實施例中，在擴張部分中伸長紗和護套之間的長度差足以在施加小于護套的斷裂強度的預定負載時允許伸長紗伸展。在一些實施例中，護套可以包括頂護套層和底護套層，并且可以將伸長紗定位于頂護套層和底護套層之間。在一些實施例中，頂護套層可以包括上底紗；底護套層可以包括下底紗，并且在第一連接部分中，上底紗可以與下底紗相互交織。 在一些實施例中，在第二連接部分中，上底紗可以與下底紗相互交織。在一些實施例中，所述底紗可以總共具有至少5000磅的抗張強度。在一些實施例中，所述織物結構還可以包括標記物(flag)以及俘獲紗(capture yarn)，其中俘獲紗的一部分可以織在至少擴張部分中的護套的至少一部分內并且可被接收在標記物內；其中當擴張部分擴張時，標記物的一部分可以被釋放以指示這種擴張。在一些實施例中，所述織物結構還可以包括標識紗；其中所述標識紗可以織成擴張部分中護套的一部分并且可以具有與底紗不同的顏色。在一些實施例中還提供了一種織物結構，包括(a)護套；(b)位于護套內的伸長紗，所述伸長紗是可伸長的并且基本是無彈性的并且包括部分取向紗；(C)多個間隔開的連接部分，其中伸長紗通過多根接結紗固定至護套；以及(d)位于間隔開的連接部分之間的擴張部分，其中接結紗與護套織在一起，并且其中橫向紗與伸長紗及護套相互交織以使伸長紗與護套相連接；其中伸長紗的長度比護套的長度短，并且其中伸長紗相對于護套是可伸展的。在一些實施例中還提供了制造織物結構的方法，包括(i)織造帶子，所述帶子包括形成護套的多根底紗；由護套包圍的多根伸長紗，其中伸長紗為部分取向紗；以及多根接結紗；其中所述底紗、伸長紗以及接結紗在大致的經線方向上延伸，所述織造步驟還包括(a)織造第一連接部分，包括將多根接結紗與底紗及伸長紗織在一起；(b)織造擴張部分，包括(I)通過將多根在大致的緯線方向上延伸的橫向紗與伸長紗織在一起，將伸長紗連接至護套；以及(2)將多根接結紗與護套的多根底紗織在一起，而不將接結紗與伸長紗織在一起；以及(C)織造第二連接部分，包括將多根接結紗與底紗及伸長紗織在一起；以及 ( )對擴張部分加熱，由此，擴張部分中伸長紗的長度減小至比底紗的長度短。在一些實施例中，加熱可以包括施加足夠的熱以自動調整伸長紗的長度，使得伸長紗和護套之間的長度差可足以在施加比護套的破裂強度小的預定負載時允許伸長紗伸展。在一些實施例中，加熱可以包括在線(in-line)連續加熱過程。在一些實施例中，加熱可以包括在批處理中對至少一個織物結構進行熱處理。在一些實施例中，所述制造織物結構的方法可以包括將至少一個連接部分的端部附接至硬件部件。在一些實施例中，所述制造織物結構的方法可以包括提供是夾具的硬件部件。在一些實施例中，所述制造織物結構的方法可以包括提供是座椅安全帶部件的硬件部件。在一些實施例中，所述制造織物結構的方法還可以包括(i)提供俘獲紗；以及( )將俘獲紗的一部分織在至少擴張部分中護套的至少一部分內并且將俘獲紗接收在標記物內；其中當擴張部分擴張時，標記物的一部分可以被釋放以指示這種擴張。在一些實施例中，所述制造織物結構的方法還可以包括將標識紗織成擴張部分中護套的一部分，其中標識紗可以具有與底紗不同的顏色。本發明的一個優點是提供改良的織物結構，例如改良的沖擊吸收織物結構。本發明一些實施例的優點在于，自動調整沖擊吸收織物結構中伸長元件和護套的相對長度。本發明一些實施例的另一優點在于，通過收縮沖擊吸收元件相對于護套的長度來形成沖擊吸收織物結構。本發明一些實施例的再一優點在于，提供改良的沖擊吸收織物結構，該織物結構具有高強度護套和伸長紗，其中護套在展開時承受拉伸負載，伸長紗在織物結構伸展或伸長時吸收能量。本發明一些實施例的又一優點在于，提供可以阻止人體墜落同時減小人體感覺到的沖擊的織物結構。本發明一些實施例的其它優點在于，改進了織物結構的制造，并降低了織物結構的成本。本發明一些實施例的另一優點在于，在制造沖擊吸收織物結構過程中控制沖擊吸收元件和承載織物的相對長度。下面將參照附圖詳細描述本發明至少一些實施例的其他特征和優點，以及本發明各個實施例的結構和操作。這些特征和優點對于實踐本發明是期望的，但不是必要的。
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I是根據本發明一實施例的織物結構的照片。
2是圖I的織物結構的局部剖視照片。
3是圖I織物結構的擴張部分的織造圖案(weaving pattern)的截面圖。
4-8是根據織物結構的各種實施例的擴張部分的各種織造圖案的緯線圖(pick
9是圖3的織物結構的織造圖案在該結構的截面9-9處的截面圖。
10是圖3的織物結構的織造圖案在該結構的截面10-10處的截面圖。
11是圖3的織物結構的織造圖案在該結構的截面11-11處的截面圖。
12是圖I的織物結構的連接部分的織造圖案的截面圖。
13-17是根據織物結構的各種實施例的連接部分的各種織造圖案的緯線圖。
18包括圖18A和18B,其是根據本發明一實施例的織物結構的穿綜圖(drawing
19是圖3的織物結構的擴張部分的局部剖面側視圖。
20的照片示出了圖I的織物結構與座椅安全帶部件一起使用時的透視圖。 21-25表示的是根據本發明一實施例的織物結構與標記物一起使用。
26是圖I的織物結構與夾具一起使用時的透視圖。
具體實施例方式本發明的某些實施例提供由織造帶子10構成的織物結構。如圖I所示，根據一實施例的織造帶子10包括第一連接部分12、擴張部分14以及第二連接部分16。第一連接部分12包括第一端部18和第二端部20。擴張部分14包括第一端部22和第二端部24。第二連接部分包括第一端部26和第二端部28。在圖I的實施例中，擴張部分14的第一端部 22與第一連接部分12的第二端部20相鄰，第二連接部分16的第一端部26與擴張部分14 的第二端部24相鄰。如圖2的實施例所示，織造帶子10包括多個伸長紗束34，每束包括多根伸長紗 33 ;以及由多根底紗31和32構成的護套30。在優選實施例中，底紗為聚酯，并且每根底紗具有大約2600旦尼爾的線密度。然而，底紗31和32可以由具有相對較高的強度并且在熱處理過程中不收縮或收縮明顯小于伸長紗的其他合適的材料構成。例如，在一些實施例中， 構成護套30的底紗31和32具有至少5000磅抗張強度的強度。在其他實施例中，底紗具有大于5400磅的標稱斷裂強度,在一些實施例中，具有大于6000磅的標稱斷裂強度,其符合 29C.F.R 1926. 104(d) (2008)，美國國家標準學會(“ANSI”)Z335. I、加拿大標準 Z259. I. I 的類IA和1B、歐洲標準BS EN355 :2002以及澳大利亞標準AN/NZS1891. I. 1995。伸長紗束34由護套30包圍。伸長紗33在處于張力負載下時具有強的可伸長性和相當大的伸展性。伸長紗可以具有任何希望的構造，例如織在一起或者不織。在一些實施例中，如圖2所示，可以將伸長紗33組成伸長紗束34。例如，在優選實施例中，織造帶子10 包括約75根伸長紗33，這些伸長紗被組成約12個束34。伸長紗33是織造帶子10的沖擊吸收元件的一個示例。在優選實施例中，伸長紗33為由例如聚酯的聚合物材料制成的部分取向紗(POY)，但是，伸長紗33可以由具有強的伸長特性以及例如在熱處理過程中長度上能夠收縮的一種或多種合適的材料制成。在一些實施例中，每根伸長紗具有介于約300旦尼爾和約5800旦尼爾之間的線密度。合起來，每束伸長紗具有約34000旦尼爾的線密度。在一些實施例中，護套30優選地與沿大致的經線方向延伸穿過護套30內部的伸長紗束34織在一起。在伸長紗33在負載的作用下伸長之后，護套30承受施加給織造帶子 10的負載。織物結構通過同時將伸長紗33與護套30的底紗31和32織在一起而形成。從而，織造帶子10被織成單件式帶子。伸長紗33和護套30可以每個都由具有任意希望結構的材料制成，例如織造材料、編織材料、針織材料、非織造材料及其組合。圖2表示的是成品形式的圖I的織物結構的剖視圖，其中，在擴張部分中，護套30 呈包圍伸長紗束34的褶皺狀形態。護套30內部的伸長紗束34具有大致線形形態，而不是護套30的褶皺狀形態。擴張部分14中護套30的褶皺狀形態通過優選地在織造帶子離開織機后的熱處理過程自動形成。在一些實施例中，如下面進一步解釋的，伸長紗33和護套30的底紗31和32在第一連接部分12和第二連接部分16連接并固定在一起。例如，伸長紗33和底紗31和32可以與接結紗38和39 —體地織造或交織在一起。在一些實施例中，接結紗38和39為比底紗更輕、旦尼爾數更小的紗。例如,在一些實施例中，接結紗可以是介于約300-1500旦尼爾之間的聚酯紗。在其他實施例中，接結紗可以是工業絲聚酯、尼龍、諾梅克斯(Nomex)、凱夫拉爾(Kevlar)或任何其他合適的紗。伸長紗33和護套30的底紗31和32的交織在對織造帶子10進行織造的過程中將兩種紗固定在一起。優選地，伸長紗33固定至護套30，使得在使用過程中伸長紗33和護套30在第一連接部分12和第二連接部分16不能容易地分開。 還可以通過將伸長紗33和底紗31和32縫制在一起的方式將伸長紗33固定至護套30。如上所述，伸長紗33由一種或多種在熱處理過程中長度上收縮的材料制成，護套 30的底紗31和32由一種或多種長度上不收縮或收縮明顯小于伸長紗33的材料制成。由于伸長紗33和護套30在第一連接部分12和第二連接部分14連接在一起，因此，伸長紗33 的長度相對于護套30的底紗31和32的長度顯著減小。以這種方式，伸長紗33的收縮將第一連接部分12拉動得更靠近第二連接部分16。護套30的底紗31和32的長度相對于伸長紗33的長度沒有顯著減小。因為由于伸長紗33的長度減小，護套30的長度被迫占據更短的距離，所以護套30在擴張部分14聚集在一起或堆聚起來。以這種方式，在對織造帶子 10熱處理之后，護套30在擴張部分14自動形成褶皺狀形態。可用作沖擊吸收元件的伸長紗33的重要特性可包括強伸長性、強收縮性以及“褶皺”護套的強收縮力(在收縮過程中產生的力)中的一些或全部。伸長紗33應該在受負載的情況下具有足夠強的伸長性和負載承受特性，以吸收負載的能量從而降低對身體處于突然減速狀態(例如從建筑物墜落、降落傘下降、或者車輛或飛機事故)下的人或其他體的沖擊。該收縮應該足夠強，以獲得伸長紗33和護套30之間正確的相對長度。完成的織造帶子10中伸長紗33和護套30的相對長度使得所形成的織造帶子10 的適當伸長(伸長紗33的伸展和護套30的展開)能阻止人體的降落或向前運動、并降低人體否則會感覺到的沖擊力。由于伸長紗33和護套30織在一起成單件式織造帶子，因此可以方便精確地控制伸長紗33和護套30的相對長度。并且，熱處理過程通過優選地在伸長紗33和護套30固定在一起之后，相對于護套30收縮伸長紗33，來提供對相對長度的方便和精確的控制。以這種方式，擴張部分14中的伸長紗33和護套30的相對長度被自動調整。不必在將伸長紗33裝配至護套30之前調整相對長度。這與傳統的系索是相反的，傳統的系索在將部分取向紗(POY)裝配至外部帶子之前調整或設定相對長度。可以使用各種熱處理過程來收縮伸長紗33。例如，可以將連續爐用于在線連續加熱過程。帶子可以連續織造并送入連續爐中進行熱處理。從連續爐中出來之后，連續的帶子可被切割成希望的長度以提供一個個的織物結構或系索。熱處理的另一示例是批處理， 其中各個織物結構被熱處理。伸長紗33具有允許伸長紗33在預定張力的作用下顯著伸展的伸長特性。伸長紗 33甚至在熱處理過程后仍然具有這種伸長特性。當織物結構處于拉伸負載作用下時，伸長紗33在張力的作用下伸展并吸收施加給所述織物結構10的力或能量。因此，伸長紗33是提供沖擊吸收特征的沖擊吸收元件。在一些實施例中，護套30提供頂護套層40和底護套層42，伸長紗束34位于頂護套層40和底護套層42之間。以這種方式，護套30包圍伸長紗束34。在替代實施例中，護套30具有其他構造。本發明的織物結構可以在任何希望的可編程的織機上制成，例如針織機(needle loom)。如上所述，織物結構10具有第一連接部分12、擴張部分14以及第二連接部分16。 擴張部分在使用過程中擴張。圖3表示的是根據本發明一實施例的織物結構10的織造圖案。織物結構10由多根伸長紗33 (可組成伸長紗束34)、多根底紗31和32、多根接結紗 38和39、以及多根橫向紗36形成。在一些實施例中，橫向紗可以為約1000旦尼爾的聚酯紗。在其他實施例中，橫向紗可以是工業絲聚酯、尼龍、諾梅克斯、凱夫拉爾或任何其他合適的紗。底紗31和32形成護套30。接結紗38和39以及底紗31和32在大致的經線方向上延伸。伸長紗束34，例如Ρ0Υ，也在大致的經線方向上沿著頂層40和底層42之間的護套 30內部延伸。在擴張部分14中，伸長紗束在熱處理過程中能夠自由收縮。還是在擴張部分14 中，伸長紗束34與多根橫向紗36(也稱為“緯紗”，英文為“weftyarn”或“pick yarn”)”) 織在一起。在圖3所示的實施例中，橫向紗36在第一附接點44和第二附接點46處在緯線方向上與伸長紗束34織在一起。在圖3的實施例中，第一附接點44對應于第五纟韋；第二附接點46對應于第十四緯。從而，該實施例的織造圖案每十四緯重復一次(十四緯重復圖案)。在這個實施例中，這兩個附接點被八緯隔開。在其他實施例中，所述附接點被四或十六緯隔開。圖19表示的是根據一實施例的織造帶子10的擴張部分14的部分剖視圖。在這個實施例中，采用了七個伸長紗束34。圖4-8是擴張部分14的緯線圖(也公知為紋板圖 (chain diagram)或三角圖(cam diagram))。在所有這些圖中，方格水平行代表橫向紗(也稱為緯紗)，豎直列(其對應于織機的綜(harness))代表經紗組，例如伸長紗束、底紗、或接結紗。圖4的緯線圖表示的是十六綜織機，綜1-2代表接結紗38和39，綜3-10代表底紗 31和32，綜11-14代表伸長紗束，綜15-16代表標識紗60。圖9表示的是織造帶子10在非附接點(例如圖3的非附接點48)處沿圖3的截面9-9所取的截面圖，在這個實施例中織造帶子10包括九個伸長紗束。如圖9所示，在非附接點上，橫向紗36與底紗31和32織在一起，而與伸長紗束34不織在一起。圖10表示的是織造帶子10在圖3的第一附接點46處沿圖3的截面10_10所取的截面圖。在投橫向紗36時織機抬高交替的伸長紗。圖11表示的是織造帶子10在圖3的第二附接點48處沿圖3的截面11-11所取的截面圖，其中當在第一附接點44處投橫向紗時被抬高的伸長紗束34現在被放低并且當在第一附接點44處投橫向紗時被放低的伸長紗束 34現在被抬高時，投橫向紗36。以這種方式，橫向紗36和伸長紗束34在第一附接點44處的織造圖案與橫向紗36和伸長紗束34在第二附接點46處的織造圖案相反。在這個實施例中，在十四緯的一個循環之后，該織造圖案重復。雖然圖3表示的是十四根緯紗重復，但是也可以采用少至約十根緯紗或更少緯紗來作為重復圖案，或者也可以采用多至約三十四根緯紗或更多緯紗。然而，橫向紗36可以在各種其他附接點處與伸長紗束34織在一起，并且可以以比圖3所示的更高或更低頻率的重復圖案來織造。織造帶子的擴張部分14可以具有各種其他織造圖案。圖5-8是用于形成具有各種織造圖案的織造帶子的擴張部分14的緯線圖。例如，圖5-8表示的是二十綜織機，綜1-2 代表接結紗，綜3-10代表底紗，綜11-14代表伸長紗，綜15-16代表標識紗。在擴張部分14中，接結紗38與底紗31和32交織在一起，但是接結紗38不與伸長紗33織在一起。圖12中示出了根據一實施例的第一連接部分12的織造圖案。在一些實施例中， 第二連接部分16具有與第一連接部分12相同的織造圖案。第一連接部分12包括多根底紗31和32，所述底紗31和32織造形成護套30 (所述護套具有頂層40和底層42)。接結紗38和39與底紗31和32及伸長紗束34織造在一起或交織一起。在第一連接部分12和第二連接部分16中，伸長紗束34連接并固定至護套30。從而，接結紗38和39通過將護套的頂層和底層縫制或者以其他方式交織在一起而將伸長紗束34固定至護套30。適于連接部分的織造的其他示例提供上底紗，所述上底紗與有或無接結紗的下底紗彼此交織。圖13-17是用于形成具有各種織造圖案的織造帶子的連接部分12或14的緯線圖。例如，圖13-15表示的是二十綜織機，綜1-2代表接結紗，綜3-10代表底紗，綜11-14代表伸長紗，綜15-16代表標識紗。圖16-17表示的是十七綜織機，綜1-2代表的是接結紗， 綜3_10代表的是底紗,綜11-14代表的是伸長紗,綜15-16代表的是標識紗。圖18的穿綜圖表示的是為形成圖I和2的織物結構，紗在綜內的布置。圖4-8以及圖13-17的緯線圖代表的是為形成織造織物結構，綜的動作。圖18的豎直軸代表的是用于制造這個實施例的織物結構的織機的綜的數目。在這個實施例中，使用了十二綜。圖18 的水平軸代表的是用于形成該織物結構的紗，底部線表示的是每部分重復的次數。例如，圖 18的第一列表不的是第一根紗處于第五個綜框內，而第二根紗處于第六個綜框內。在優選實施例中，織物結構10為由約248根尼龍底紗(該底紗具有約1680旦尼爾的線密度)、20根尼龍接結紗(該接結紗具有約1680旦尼爾的線密度)、以及90根伸長
紗(該伸長紗為具有約5580旦尼爾的線密度的部分取向紗)形成的4英尺(foot) Xl *
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英尺的尼龍結構。如圖18所示，陰影格子對應于標識紗60或者伸長紗33。在優選實施例中，根據圖18的穿綜圖制成的織物結構10可以在Mueller NFREQ針織機上形成。織物結構10的擴張部分14可以在溫度為249° F的爐中熱處理約4. 5分鐘。當例如上述那種的織物結構10的擴張部分14經歷熱處理時，伸長紗束34在長度上收縮，第一連接部分12和第二連接部分16移動得更靠近在一起，因為在連接部分中，伸長紗束34被固定至護套30。結果，擴張部分14在第一連接部分12和第二連接部分16之間減小長度；然而，由于護套30的底紗31和32不收縮，因此，護套聚集在一起，從而在擴張部分14中形成褶皺狀形態。希望的是，在擴張部分14中，護套30收縮得明顯小于伸長紗束34，從而維持伸長紗束34和護套30之間希望的長度差。至少一個連接部分12或16可以附接在硬件部件上，例如夾具、金屬扣鉤、背帶或座椅安全帶部件上。例如，一個連接部分可以附接在背帶上，另一連接部分可以附接在支撐負載的結構上。在一些實施例中，一個連接部分可以附接在背帶上和/或附接在用于附接至例如汽車或其他車輛中所用的兒童座位的夾具上。作為另一示例，如圖20所示，連接部分12或16可以附接至座椅安全帶部件52。如圖26所示，連接部分12或16可以可替代地地附接至夾具。織物結構10可以用作墜落保護裝置，以確保車輛乘客在可能由于突然停車造成的有害運動中的安全，或任何其他的可能出現快速的人體或其他體減速的應用中。當將織物結構應用于墜落保護裝置時，織物結構10的一端牢固地附接至用戶穿戴的安全帶上。織物結構10的相對端牢固地附接至固定結構。如果用戶墜落，織物結構10阻止人體的墜落并減小當使用戶停止時人體感覺到的沖擊。當人體墜落時，織物結構10伸直，用戶的負載開始施加在織物結構10上。伸長紗33伸展并吸收施加給織物結構10的負載的力。隨著伸長紗33的伸展，護套30隨著褶皺形狀的展開而伸長。當護套30到達其最大長度，即褶皺形狀完全展開時，織物結構10阻止人體進一步下落。護套30承載施加給擴張后的織物結構10的負載。吸收能量的伸長紗33降低或緩沖了墜落人體否則會感覺到的停止墜落的沖擊。在一些實施例中，織物結構10包括一根或多根俘獲紗50，如圖21-25所示。如圖 21所示，俘獲紗50，其可以為單絲紗，可以與底紗一起織在護套30內作為穿過織造帶子的額外紗(stuffer)，俘獲紗的至少一部分伸出織造帶子。圖7表示的是包括俘獲紗50的擴張部分14的緯線圖，而圖16表示的是包括俘獲紗50的連接部分12或16的緯線圖。在一些實施例中，俘獲紗50在至少一個連接部分和擴張部分14中固定至護套。在一些實施例中，俘獲紗50通過將其與護套交織的方式固定至所述至少一個連接部分，而在其他實施例中，可以通過粘合、縫制或其他合適的方式來固定俘獲紗50。俘獲紗50伸出織造帶子的部分可以插入標記物54內，如圖22所示。標記物54的一部分可以圍繞著俘獲紗50被壓縮在一起，從而形成標記物的壓縮部分56，標記物54的非壓縮部分形成標簽(tab)部分58， 如圖23所示。連接部分的有俘獲紗50伸出織造帶子的那部分，例如第二連接部分16，可以固定至標簽部分58，如圖24所示。當負載施加給織物結構從而引起擴張部分16擴張時，隨著標記物54的解壓并從連接部分中釋放并擴張至其原來未壓縮的形態，俘獲紗50斷裂并縮回，如圖25所示。標記物54的釋放表明，伸長紗33在負載的作用下已經伸長，織物結構 10已經展開。可替代地，標識紗60可以在擴張部分14中與護套30交織在一起，使得在織造帶子10的外部可以看到標識紗60。在一些實施例中，標識紗60具有與形成護套30的底紗 31和32不同的顏色。當伸長紗33遭受負載而伸長時，標識紗60沿著擴張部分14伸展，使得伸展的標識紗60指示出織物結構已經展開。在一實施例中，織物結構10被設計為在3. 5英尺內停止墜落的人體，其符合29C. F. R 1926. 104(d) (2008)。在這個實施例中，織物結構10具有約6英尺的成品可用長度。在其他實施例中，織物結構10具有約4英尺的成品可用長度。織物結構10由長度約為9. 5 英尺的織造帶子構成。熱處理后，伸長紗33的長度縮短為約6英尺，護套30保持其9. 5英尺的長度。然而，護套30縱向聚集在一起，從而在6英尺的成品長度上形成褶皺狀的形狀。 在織物結構10的使用過程中，伸長紗33將從約6英尺伸展至約9. 5英尺，從而將褶皺狀護套30展開至約9. 5英尺的最大長度。當織物結構10達到9. 5英尺的最大長度時，織物結構10停止人體的墜落。伸長紗33吸收該墜落的能量并降低當織物結構10停止該墜落時對人體的突然沖擊。在本發明的另一實施例中，織物結構中伸長紗和護套的長度使得在約11. 75英尺內停止墜落的人體。然而，可以根據本發明以任意希望的長度來制造所述織物結構。本發明的織物結構可以由任何合適的材料制成，包括，但不限于，被織造形成織物結構的合成材料紗。對本文所描述的目前優選的實施例進行各種改變或變形對于本領域技術人員是顯而易見的。這種改變或變形可以在不脫離本發明的精神和范圍并且不減少其預期優點的情況下進行。因此，意圖是，這種改變和變形被所附權利要求所覆蓋。
權利要求
1.一種織物結構，包括(a)織造帶子，包括(1)多根底紗和多根伸長紗，所述底紗和所述伸長紗在大致的經線方向上延伸；以及(2)多根橫向紗，所述橫向紗在大致的緯線方向上延伸；其中所述伸長紗包括部分取向紗；并且其中所述帶子包括(i)第一連接部分，其中所述底紗與所述伸長紗相互交織在一起；( )具有第一端部和第二端部的擴張部分，其中所述擴張部分的第一端部與所述第一連接部分相鄰，其中所述底紗構成包圍所述伸長紗的護套，其中至少一些所述橫向紗與所述伸長紗以及所述護套的底紗相互交織以將所述伸長紗與所述護套連接，其中所述伸長紗的長度比所述護套的長度短；以及(iii)具有第一端部和第二端部的第二連接部分，其中所述第二連接部分的第一端部與所述擴張部分的第二端部相鄰，并且其中所述底紗與所述伸長紗相互交織在一起。
2.權利要求I的織物結構，其中在所述擴張部分中所述伸長紗和所述護套之間的長度差足以在施加小于所述護套的斷裂強度的預定負載時允許所述伸長紗伸展。
3.權利要求I的織物結構，其中所述護套包括頂護套層和底護套層，并且其中所述伸長紗位于所述頂護套層和所述底護套層之間。
4.權利要求3的織物結構，其中所述頂護套層包括上底紗，所述底護套層包括下底紗， 并且其中在所述第一連接部分中，所述上底紗與所述下底紗相互交織。
5.權利要求I的織物結構，還包括標記物和俘獲紗，其中所述俘獲紗的一部分織在至少所述擴張部分中護套的至少一部分內并且被接收在所述標記物中，其中當所述擴張部分擴張時，所述標記物的一部分被釋放以指示這種擴張。
6.權利要求I的織物結構，還包括標識紗，其中所述標識紗被織成所述擴張部分中護套的一部分，并且具有與所述底紗不同的顏色。
7.一種形成織物結構中使用的擴張部分的方法，包括(1)織造帶子，所述帶子包括(i)在大致的經線方向上延伸的多根底紗，所述底紗形成護套；以及(ii)由護套包圍的多根伸長紗，其中所述伸長紗為部分取向紗，并且其中所述伸長紗在大致的經線方向上延伸；(2)通過將多根在大致的緯線方向上延伸的橫向紗與所述伸長紗織造在一起，將所述伸長紗連接至所述護套；以及(3)對所述帶子加熱，由此，所述擴張部分的長度相對于所述帶子的其余部分具有調整的長度。
8.權利要求7的形成擴張部分的方法，其中加熱包括施加足夠的熱以自動調整所述伸長紗的長度，使得所述伸長紗和所述護套之間的長度差足以在施加小于所述護套斷裂強度的預定負載時允許所述伸長紗伸展。
9.權利要求7的形成擴張部分的方法，還包括(i)提供俘獲紗；以及( )將所述俘獲紗的一部分織在至少所述擴張部分中護套的至少一部分內，并將所述俘獲紗接收在標記物中；其中當所述擴張部分擴張時，所述標記物的一部分被釋放以指示這種擴張。
10.權利要求7的形成擴張部分的方法，還包括將標識紗織成所述擴張部分中護套的一部分，其中所述標識紗具有不同于所述底紗的顏色。
全文摘要
本發明涉及沖擊吸收織物結構。提供了一種具有兩個連接部分以及介于兩個連接部分之間的擴張部分的織物結構。所述織物結構包括形成護套的底紗(31；32)、接結紗(38)、由護套包圍的伸長紗(34)、以及橫向紗(36)。在擴張部分(14)中，至少一些橫向紗(36)與伸長紗相互交織以將伸長紗與護套橫向連接。在制造過程中，擴張部分的熱處理使伸長紗的長度收縮。相對于伸長紗，護套基本上不會因為熱處理而收縮，而是聚集在一起成褶皺狀布置。施加給織物結構的拉伸負載使伸長紗伸展并使聚集的護套展開。高強度的護套在完全展開時承受拉伸負載，而當織物結構伸展或者伸長時伸長紗吸收能量。
文檔編號D03D11/02GK102605509SQ201210083739
公開日2012年7月25日 申請日期2009年2月6日 優先權日2008年4月15日
發明者J·E·詹寧斯, T·M·魯斯塞爾 申請人:美國Ykk公司