[发明专利]由多个连接物形成的材料及其制备方法

说明书

优先权要求

本申请要求2004年12月6日提交的、序列号为No.11/005,146的、同 时待决的美国专利申请的优先权。

技术领域

本发明大体上涉及由聚合物框架和与该框架共同模制(co-mold)的多 个聚合物连接物形成的材料。

背景技术

通常需要多种材料来适应复杂曲面和表面变形，其中某些材料可能是 连续的也或者可能是不连续的。例如，生产鞋类物品的鞋面是极具挑战性 的，因为在不断变化的运动中，鞋面所需要的曲线和表面可能会改变位置 和尺寸。由于不同身体部位的复杂曲线和形状，生产衣服也是极具挑战性 的。除了衣服与鞋类之外，还有很多应用也需要具有复杂形状的材料，比 如被单。

某些材料，比如坚固的皮革，通常缺乏舒服性和适应复杂形状的柔韧 性品质。历来，为了克服使用相对不期望的分层的片状材料制备产品的局 限性，片状料都是通过编织皮革条带、植物材料或织物来形成的。织物和 拉伸织物还可用于提供舒适性与柔韧性品质。由于非坚固编织材料具有经 由纱线或条带之间的缝隙形成的通气孔，所以这种方法制备的材料还具有 透气性。

在不受约束的编织材料(unrestricted woven material)中，条带可相对于 彼此自由地运动和移位。因此条带之间的间隔是可变的，并且可通过调整 涉及构造特征(anatomical feature)的对齐或者通过例如外压来提供适应性 与柔韧性。生产此类材料不仅劳动强度大而且成本高。此外，当在剪裁缝 制(cut and sew)应用中使用时，编织材料的边缘具有难以解决的拆线问题 (un-raveling issue)。

另一种用相对不柔韧的原料制造柔韧性、适应性材料的方法是相互连 接通常称为连接物的单独小元件。用比如在金属表带中所使用的线性连接 销连接在一起的连接物具有沿所述销的旋转轴(枢轴点)的柔韧性。用诸如 线、金属丝或弹性织物等的连接器穿在一起的多个连接物可形成大片的柔 韧性材料。因为通过将每个元件分别穿起来的方法来制备连接的或成串的 材料是耗时的，所以该方法对于大规模生产而言是不划算的。

期望提供一种具有透气性、柔韧性、适应性的并且具有可调整属性的 功能性材料，而无需将单个元件穿在一起或编织单个条带这样的劳动和相 关的耗废。

本发明的一个目的在于提供一种减少或克服现有已知装置中固有的 某些或全部困难的材料。鉴于以下发明内容以及某些优选实施方式的详细 描述，本发明的具体目标和优势对于本领域的技术人员，即对于那些本技 术领域知识渊博或有经验的人员是显而易见的。

发明内容

可使用本发明原理来有利地提供具有透气性、柔韧性、适应性以及可 调整属性的多聚合物材料。本发明的优选实施方式依靠两种注入的聚合物 的不相容的(incompatible)化学性质来形成框架和连接物，从而生产一种 由非结合态(non-bonded state)的所述框架和连接物形成的材料。这种结合 不相容性(bonding incompatible)允许一连串的连接物轮流地沿着所述框 架彼此独立地旋转、移位和滑动，并由此减少将单个连接物穿到框架阵列 上的劳动和困难。这种工艺能制造出一种柔韧的且能适应有机成形的表面 (organically shaped surface)的材料。可对注入的聚合物和收缩比例、以及组 成部件的几何形状、大小和间隔进行优化以提供柔韧性并达到动态性能的 目标。

依据一个优选实施方式，一种材料包括具有由第一聚合物形成的至少 一个细长型构件的框架。至少一个连接物由第二聚合物形成，每个连接物 的一部分在至少一个细长型构件的一部分的附近共同模制，且至少一个连 接物可相对于相应的细长型构件活动。

依据另一个优选实施方式，一种材料包括具有由第一聚合物形成的多 个细长型构件的框架。至少一个细长型构件包括沿所述细长型构件彼此隔 开的多个结节。多个连接物由第二聚合物形成。所述连接物可相对于所述 细长型构件活动。每个连接物的一部分在至少一个细长型构件的一部分的 附近共同模制。至少一个连接物包括凹进部分，细长型构件的末端容纳在 每个凹进部分中。至少一个连接物包括孔，细长型构件延伸通过每个孔。