[发明专利]柔性多层头盔及其制备方法

说明书

本发明公开了一种防护头盔，所述防护头盔可包括外壳和多层衬垫，所述多层衬垫设置在所述外壳内并且大小适于接纳穿戴者头部。所述多层衬垫可包括内层、中间层和外层。所述内层可包括具有朝用于接纳穿戴者头部的头盔内部区域取向的内表面。所述内层可包含密度在40‑70g/L范围内的中能量管理材料。所述中间层可与所述内层的外表面相邻设置，其中所述中间层包含密度在10‑20g/L范围内的低能量管理材料。所述外层可与所述中间层的外表面相邻设置，所述外层包括具有朝向所述外壳取向的外表面，其中所述外层包含密度在20‑50克/升(g/L)范围内的高能量管理材料。

技术领域

本文档的方面整体涉及包括用于改善能量管理的多层设计的头盔及其制备方法。头盔可用于需要为用户头部提供保护的任何应用，例如，用于赛车运动、骑行、橄榄球、曲棍球或登山。

背景技术

图1示出了常规头盔10的横截面侧视图，所述常规头盔10包括外壳12和单层的能量吸收材料14。头盔10可为用于骑行的模内成型头盔和用于强力运动的硬外壳头盔。单层的能量吸收材料14由相对刚性的单密度或双密度整体材料16，例如，发泡聚苯乙烯(EPS)形成。头盔10的整体刚性设计在受到冲击时通过使单层的能量吸收材料14变形而不允许头盔10挠曲或移动来提供能量耗散。头盔10的内表面18的轮廓包括固定比例的通用或标准化表面，诸如平滑且对称的形貌，其不能严密契合或合乎穿戴头盔10的人员的头部20的比例和轮廓。由于头部包括不同比例、平滑度和对称度，任何给定的头部20将包括与常规头盔10的内表面18的不同之处，这就会在头盔10的内表面18与穿戴者头部20之间产生压力点和一个或多个间隙22。由于有间隙22，穿戴者可能会经历头盔10相对于其头部20的移位和移动，因而可能会在头盔10的内表面18与用户头部20之间添加附加的垫料或舒适材料，以填充间隙22并降低移动和振动。

发明内容

在一个方面当中，一种防护头盔可包括外壳和多层衬垫，所述多层衬垫设置在外壳内并且大小适于接纳穿戴者头部。多层衬垫可包括内层，所述内层包括具有朝向供穿戴者头部使用的头盔内部区域取向的内表面，其中所述内层包含密度在40-70g/L范围内的中能量管理材料。多层衬垫还可包括中间层，所述中间层与内层的外表面相邻设置，其中所述中间层包含密度在10-20g/L范围内的低能量管理材料。多层衬垫还可包括外层，所述外层与中间层的外表面相邻设置，所述外层包括具有朝向外壳取向的外表面，其中所述外层包含密度在20-50g/L范围内的高能量管理材料。

对于特定实施方式而言，中间层可具有5-7毫米(mm)范围内的厚度，并且可在无粘合剂的情况下耦接到内层和外层以促进内层、中间层和外层之间的相对移动。多层衬垫的总厚度可小于或等于48mm。防护头盔可包括强力运动头盔，并且外壳可包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)的刚性层。防护头盔可包括骑行头盔，并且外壳可包括冲压成型、热成型或注塑成型聚碳酸酯壳。多层衬垫的至少一部分可为柔性衬垫，其被分段而在多层衬垫的各部分之间提供空间或间隙。多层衬垫还可包括顶部，所述顶部被构造为在穿戴者头部的顶部上方对齐，并且可在内层与外层之间没有设置中间层的情况下形成多层衬垫的顶部。

在一个方面当中，一种防护头盔可包括厚度小于或等于48mm的多层衬垫。多层衬垫可包括内层，所述内层包括具有朝向供穿戴者头部使用的头盔内部区域取向的内表面，其中所述内层包含中能量管理材料。多层衬垫可包括中间层，所述中间层与内层的外表面相邻设置，其中所述中间层包含厚度在5-7mm范围内的低能量管理材料。多层衬垫可包括外层，所述外层与中间层的外表面相邻设置，其中所述外层包含高能量管理材料。