MXPA99008461A - Almohadilla protectora flexible de peso ligero con insertos que absorben energia - Google Patents

Abstract

Se describe una almohadilla protectora mejorada para proteger el cuerpo humano contra fuerzas de impacto;la almohadilla se forma utilizando capas de espuma de polímero de celdas cerradas de alta densidad, espuma de polímero de celdas cerradas de baja densidad, e insertos absorbentes de energía elásticos o no elásticos;la capa de alta densidad absorbe y desvía las fuerzas de impacto, mientras que la capa de baja densidad actúa como un cojín contra el cuerpo humano que proporciona comodidad;la almohadilla puede estar provista de una pluralidad de agujeros a través de su espesor para proveer la capacidad de ventilación y liberar el calor del cuerpo humano, elárea de la superficie de los agujeros es suficientemente grande para permitir la ventilación adecuada pero no tan grande como para disminuir significativamente la protección que ofrece la almohadilla;la almohadilla también puede estar provista de una pluralidad de líneas de referencia a través de su superficie y parcialmente a través de su espesor para proveer la flexibilidad y comodidad a la parte del cuerpo humano que se ha de proteger;de acuerdo con la invención, los agujeros se pueden proveer con polo menos un inserto elástico absorbente de energía.

Description

ALMOHADILLA PROTECTORA FLEXIBLE DE PESO LIGERO CON INSERTOS QUE ABSORBEN ENERGÍA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere al acolchado protector para el cuerpo humano. La presente invención se refiere además a dichos acolchados protectores que son ligeros en peso, absorbentes de impactos, flexibles, y con capacidad de ventilación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Las almohadillas para la cadera, y otros acolchados protectores, se han utilizado para proteger al cuerpo humano del daño causado por impactos a causa de caídas, accidentes, deportes, y otros eventos relacionados. En particular, la fractura de un hueso como resultado de una caída accidental es un evento común en las personas de edad avanzada, en las personas que tienen osteoporosis y en las personas cuya posición de pie es tambaleante y tienen dificultad al caminar. En las personas de edad avanzada, especialmente aquéllas que padecen osteoporosis, las fracturas de huesos son muy difíciles de tratar y es altamente deseable en primera instancia evitar que les ocurra.

Una gran variedad de almohadillas y prendas protectoras han estado disponibles en el pasado, pero todas ellas con algunos inconvenientes. Una prenda típica de ropa protectora es una almohadilla que se fije permanentemente a una prenda, o que se deslice en un bolsillo en la prenda, o se sostenga en su lugar por medio de cintas o un adhesivo que no afecten la piel, para que la almohadilla se coloque sobre un área del cuerpo propensa a una lesión. Dicha área propensa a las lesiones, especialmente en las personas de edad avanzada, es el área de la cadera. La fractura de cadera, que se presenta del 2 al 3% de los casos especialmente en las personas de edad avanzada que caen frecuentemente, por lo general implica la fractura del extremo próximo del fémur. Esta parte del fémur consiste de una cabeza, de un cuello, de un trocánter mayor y de un trocánter inferior. El trocánter mayor se proyecta hacia afuera hacia el área distante lateral de la región de la cadera y por estar localizada de ese modo, está sometida a una fuerza de impacto sobre la cadera que surge por una caída, en particular por caídas en la calle. Para proteger el área de la cadera, las almohadillas se fijan típicamente a la parte interior de la ropa en el área que cubre las caderas, o se colocan en bolsillos confeccionados en la ropa a la altura del área de la cadera. Más específicamente, las almohadillas se colocan típicamente de tal forma que cubren el trocánter mayor, o en el caso de ciertos tipos de almohadillas que desvían la fuerza o energía, rodean el trocánter mayor sin cubrirlo verdaderamente.

El grado al cual una almohadilla necesita atenuar la fuerza de impacto durante una caída está sujeto a numerosos debates. Esto se debe a que las medidas de la fuerza que se necesita para fracturar los fémures de cadáveres de personas de edad avanzada en configuraciones de carga de caídas simuladas, varían ampliamente. Estas medidas varían entre 2110 Newtons (J.C. Lotz & W.C. Hayes, J. Bone Joint Surg. [Am], Vol. 72, pp 689-700, 1990) a 6020 Newtons (T.G. Weber, K.H. Yang, R. Woo, R.H. Fitzgerald. ASME Adv. Bioeng. BED22: pp 1 11-1 14, 1992) dependiendo de la proporción de carga. Además, la velocidad a la cual el torso de un humano que cae y se impacta sobre una superficie dura tal como un piso de azulejo puede variar entre el 2.0 a 4.5 metros/segundo. Los investigadores (S.N. Robinovitch. J. Biomech. Eng. Vol. 9, pp 1391-1396, 1994, han citado las velocidades promedio de aproximadamente 2.6 metros/segundo); ellos han medido la velocidad de voluntarios humanos que se dejan caer sobre sus caderas. Las cantidades estimadas de la fuerza que se aplica al trocánter mayor no cubierto con almohadillas durante una caída, también varían ampliamente entre 5700 Newtons a 10,400 Newtons (J. Parkkari y otros, J. Bone and Mineral Res., Vol. 10, No 10, pp 1437-1442, 1995). La mejor evidencia de la efectividad de una almohadilla se obtiene de estudios clínicos realizados en humanos vivos. Dicho estudio lo han llevado a cabo Lauritzen y otros, (Lancet, Vol. 341 , pp 11-13 1993) utilizando una almohadilla rígida de tipo concha. Se encontró que esta almohadilla reduce la incidencia de fracturas de cadera aproximadamente en un 50% en la población estudiada. Debido a estos resultados clínicos contundentes, la almohadilla de Lauritzen ha mostrado que provee resultados de atenuación de fuerza relativamente baja cuando se colocaron en una cadera artificial y se impactó con un péndulo pesado (35 kilogramos) que se movía a una velocidad de 2.6 m/seg. (S.N. Robinovitch, y otros, J. Biomechanical Engineering, Vol. 1 17, pp 409-413, 1995). Bajo estas condiciones de prueba in vitro, la almohadilla Lauritzen redujo la fuerza máxima femoral de alrededor de 5770 Newtons a aproximadamente 4800 Newtons, solamente a un 17% aproximadamente. Un producto protector de la cadera que se basa en la almohadilla de Lauritzen ha sido comercializado en Dinamarca por Sahvatex (una empresa colectiva entre Sahva A/S y Tytex A/S) bajo el nombre comercial de SAFEHIP™. Los protectores de cadera, que son estructuras en forma de óvalo, contienen conchas rígidas de plástico y se cosen en prendas de ropa interior de algodón. Estos descubrimientos clínicos sugieren dos hipótesis. Primero, que las pruebas de impacto por péndulo utilizadas por otros investigadores no se pueden correlacionar bien con el desempeño de la almohadilla in vivo aún cuando dichas pruebas pueden ser útiles para medir las capacidades de reducción de fuerza de varios sistemas de almohadillas en relación con los demás. En dichas pruebas, la almohadilla se coloca sobre una cadera artificial que se sostiene en una posición fija y se golpea lateralmente con una masa oscilante que pesa aproximadamente 35 kilogramos o más. En una caída verdadera, la dinámica es de algún modo diferente. En una caída, tanto la almohadilla como la masa del cuerpo humano se mueven hacia abajo, y de hecho se aceleran hacia abajo debido a la gravedad, y golpean un objeto fijo tal como el suelo o una superficie rígida que no tiene mucho movimiento en respuesta. Se podría suponer que si una cadera artificial elaborada con instrumentos se cayera sobre una superficie dura, para poder imitar mejor la dinámica de una caída, la categoría de disposición de varios sistemas de acolchados probablemente sería similar, pero de alguna forma se obtendrían diferentes resultados del porcentaje de reducción de fuerza. La segunda hipótesis supone que la prueba de péndulo no se correlaciona con el desempeño de la almohadilla ?n vivo, y que aún las almohadillas que proveen niveles relativamente bajos de reducción de fuerza máxima in vitro (aproximadamente 20% o más) puedan ser efectivas para reducir las fracturas de cadera sobre un segmento de población de personas de edad avanzada propensas a las caídas. En cualquiera de los casos y sin considerar el método de prueba, una almohadilla que reduce la fuerza máxima más que la almohadilla Lauritzen/Sahvatex probada clínicamente puede ser más efectiva para prevenir la fractura de cadera y proteger a un segmento aún más amplio de la población de personas de edad avanzada. Obviamente, mientras más reducción de fuerza se obtenga en una almohadilla, será más probable que reduzca la incidencia a la fractura de cadera. Sin embargo, el estudio realizado a los consumidores ha mostrado que, además de reducir la fuerza de impacto ejercida en el trocánter mayor durante una caída, las almohadillas deben proveer también otros beneficios para reforzar las necesidades del usuario. Estas se relacionan tanto con apariencia como comodidad del usuario y se incluyen atributos tales como un espesor máximo, un perfil de espesor, peso, capacidad de ventilación, flexibilidad, y capacidad de adaptación al cuerpo. Las almohadillas previas han tenido muchos inconvenientes en estos aspectos. Algunos acolchados de técnicas previas han resultado abultados e incómodos en un intento por proveer una protección adecuada contra el impacto; muchas almohadillas típicas de técnicas previas intentaron proveer una resistencia al impacto efectiva mayor de 25.4 mm (una pulgada) en espesor. Las almohadillas delgadas de las técnicas previas proveen típicamente baja resistencia al impacto, se caracterizaron porque proveen un porcentaje menor al 30% de reducción de la fuerza máxima conforme se midió con las caderas artificales que se dejaron caer o se golpearon con péndulos pesados. Otras almohadillas no han contado con la capacidad de ventilación, lo que da como resultado una acumulación de calor en la piel cubierta por la almohadilla. Todavía, existen otros acolchonados que han sido duros y rígidos, por lo que no se adaptan a las partes cubiertas del cuerpo. Además, las almohadillas duras de tipo concha tienden a ser incómodas al sentarse o al dormir cuando se utilizan. Las almohadillas de espuma suave requieren un espesor mayor para absorber las fuerzas de impactos, con un mayor espesor se tiene como resultado una almohadilla más voluminosa, menos cómoda y se incrementa la acumulación de calor bajo la almohadilla. Todas han tenido como resultado una incomodidad relativa para los usuarios.

La investigación realizada con los consumidores ha mostrado que los usuarios potenciales, sin considerar la edad o la condición física, se preocupan por su apariencia. Las almohadillas de cadera preferidas no deben ser mayores en espesor de 25.4 mm, y las más preferidas son aquéllas de 19 mm máximo en espesor o menos. La dimensión de espesor también es importante. Las almohadillas preferidas son aquéllas que están ahusadas del área del espesor máximo al perímetro de tal forma que ni la almohadilla ni las orillas de la almohadilla se pueden mostrar bajo la vestimenta normal. Se prefiere generalmente una escala del espesor del perímetro alrededor de la almohadilla de 12.77 mm o menos. Se prefiere aún más una escala de espesor de perímetro de 6.35 mm o menos. Y se prefiere todavía más una escala de espesor de perímetro de 3.18 mm o menos. El peso de la almohadilla es un asunto de interés, ya que la mayoría de los usuarios potenciales son mujeres de edad avanzada con tendencias al cuerpo delgado y reducida masa muscular,. Las almohadillas preferidas constan de aproximadamente 300 gramos cada una (600 gramos por par). Y aún más preferidas son las almohadillas cuyo peso es menor de 200 gramos cada una (400 gramos por par). Y muy preferido aún son las almohadillas que pesan menos de aproximadamente 100 gramos cada una (200 gramos por par). A diferencia de las almohadillas para el deporte cuyo propósito es su uso por períodos cortos, las almohadillas protectoras para la cadera para las personas de edad avanzada están diseñadas para usarse todo el día, ya sea dentro o fuera de casa, en todos los climas ya sea caliente o frío y bajo cualquier condición de humedad. Las almohadillas típicas de espuma están hechas de espumas de células cerradas que no traspasan ni la humedad ni la transpiración del cuerpo. Además, dichas almohadillas son aisladores térmicos y no disipan efectivamente el calor del cuerpo. Esto conduce a una mayor transpiración y acumulación de humedad bajo la almohadilla, lo que puede dañar la piel de usuarios de edad avanzada. Por lo tanto, las almohadillas preferidas tienen un área substancialmente abierta, preferiblemente al menos del 5% o más, y muy preferiblemente alrededor del 10% o más, para permitir la evaporación de la transpiración y ventilar el calor del cuerpo. En la presente se describe un nuevo acolchado protector mejorado, que provee una resistencia incrementada al impacto en una almohadilla relativamente delgada y ligera en peso. La resistencia incrementada al impacto se mantiene mientras se provee la capacidad de ventilación para evitar la acumulación de calor y la incomodidad asociada. Además, esta nueva almohadilla provee la flexibilidad y adaptación a la parte del cuerpo humano que se ha de proteger, sin ningún impacto adverso en sus cualidades protectoras.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, se provee una almohadilla protectora para proteger un área previamente definida del cuerpo humano contra impactos, la almohadilla tiene una superficie y un espesor, la almohadilla consta de una capa de espuma de polímero de células cerradas de alta densidad en la superficie exterior de la almohadilla que queda lejos del cuerpo del usuario, y una capa de espuma de polímero de células cerradas de baja densidad en la superficie interior de la almohadilla, que queda en contacto con el cuerpo del usuario. Típicamente, la espuma de alta densidad tiene una densidad de alrededor de 128 a aproximadamente 192 kg por metro cúbico y preferiblemente alrededor de 160 kg. por metro cúbico. La espuma de alta densidad típicamente tiene una dureza durométrica Shore 00 de alrededor de 72 a aproximadamente 95. La espuma de baja densidad típicamente tiene una densidad de alrededor de 32 a aproximadamente 80 kg. por metro cúbico, y preferiblemente de 64 kg. por metro cúbico. La espuma de baja densidad típicamente tiene una dureza durométrica Shore 00 de alrededor 40 a aproximadamente 70. Las capas se fijan entre sí para proveer una almohadilla ligera en peso que proporciona una resistencia relativamente alta a las fuerzas de impacto y una comodidad relativa para el usuario. Las almohadillas de la presente invención tienen una o más cavidades para aceptar materiales adicionales absorbentes de energía en forma de clavijas o insertos. Estas cavidades se pueden cortar dentro de la almohadilla desde la parte exterior de la almohadilla extendiendo una porción de la distancia a través de la almohadilla, o situada dentro de la estructura interna de la almohadilla y cubierta por las capas interiores y exteriores de espuma. Estas cavidades generalmente se localizan en o alrededor del área central de la almohadilla. El material o materiales adicionales de inserción absorbentes de energía se seleccionan para que tengan una menor dureza, o menor rigidez, o menor resistencia a la compresión, o mayor amortiguamiento que la espuma de alta densidad. En este aspecto, el amortiguamiento se refiere a la capacidad del material para disipar la energía del impacto internamente, donde la mayoría de la energía utilizada para deformar el material se disipa directamente en calor. El material o materiales adicionales de inserción absorbentes de energía se seleccionan de aquellos grupos que constan de poliolefinas u otras espumas poliméricas, espumas de hule elástico, elastómeros de alto amortiguamiento, composiciones de poliuretano de alto amortiguamiento, geles curativos de poliuretano, geles de plastisol de cloruro de polivinilo, espumas viscoelásticas y materiales relacionados. Al incluir dichos materiales adicionales absorbentes de energía se logra una almohadilla que generalmente se puede volver a utilizar después de múltiples impactos. De acuerdo con la presente invención, también se pueden construir almohadillas desechables de un solo uso. En dichos casos la cavidad o cavidades se rellenan con un material triturable, no elástico tal como una espuma de poliestireno expandido u otra espuma plástica que es irreversiblemente triturable bajo la fuerza de impacto de una caída. La almohadilla puede tener una pluralidad de líneas de referencia a través de la superficie externa y parcialmente a través del espesor para proveer substancialmente flexibilidad y adaptación al área del cuerpo humano cubierta por la almohadilla, sin afectar significativamente la resistencia a las fuerzas de impacto. Las líneas de referencia pueden pasar a través del material o materiales de inserción o se pueden colocar de tal manera que no atraviesen el material o materiales de inserción. La almohadilla también puede tener una pluralidad de áreas abiertas en la superficie y completamente a través del espesor para proveer la capacidad de ventilación y disipación de calor dei área del cuerpo humano cubierta por la almohadilla, mientras mantiene una resistencia significativa a las fuerzas de impacto. En general, la almohadilla pesa menos de 100 gramos aproximadamente y tiene un espesor máximo preferido menor de alrededor de 25.4 mm. El tamaño total de la almohadilla o del área cubierta por la almohadilla puede variar de alrededor de 96.7 a aproximadamente 387.0 cm cuadrados. El porcentaje del área abierta puede variar de alrededor del 5% a aproximadamente 50% dependiendo del tamaño total de la almohadilla. En general, el porcentaje del área abierta de la almohadilla se selecciona de tal manera que provea una ventilación máxima mientras sigue proporcionando aproximadamente el 40% o más de reducción de fuerza máxima conforme se midió en una prueba de impacto de caída en una cadera artifical. Las almohadillas preferidas de la presente invención cumplen o rebasan el objetivo de reducción de fuerza máxima del 40% a un peso de almohadilla de 100 gramos o menos; un mínimo de reducción de fuerza del 40% es clave para la presente invención. Por lo tanto, la relación del porcentaje de reducción de fuerza máxima, conforme se midió en una prueba de impacto de caída en cadera artificial, al peso de la almohadilla en gramos es aproximadamente de 0.4 por ciento por gramo. Muy preferidas son las almohadillas que cumplen o rebasan el 40% del objetivo a los pesos de las almohadillas de 50 gramos o menos, proveyendo así al menos 0.8% de reducción de fuerza/gramo. Y muy preferidas aún son las almohadillas que cumplen el 40% del objetivo a los pesos de almohadilla de 30 gramos o menos proveyendo así al menos 1.33% de reducción de fuerza/gramo. Por lo general, la escala preferida de la relación de reducción de fuerza porcentual por gramo del peso de la almohadilla es de alrededor de 0.25 por ciento por gramo a aproximadamente 8.00 por ciento por gramo. Esta relación es muy preferiblemente de alrededor de 0.40 por ciento por gramo a aproximadamente 6.00 por ciento por gramo. Dichas almohadillas se pueden fijar a una prenda de manera permanente o desmontable. Las prendas preferiblemente están hechas de tela que promueven por capilaridad la acumulación de la transpiración fuera del cuerpo humano.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Aunque la descripción detallada concluye con reivindicaciones que particularmente señalan y reivindican distintivamente la presente invención, se cree que la misma se puede entender mejor a partir de la descripción siguiente junto con los dibujos anexos, en los cuales: La figura 1 es una vista en planta de una almohadilla protectora de la presente invención. La figura 2 es una vista parcial en sección transversal a través de las líneas 2-2 de la figura 1. La figura 3 es una vista en planta de una modalidad alternativa de una almohadilla protectora de la presente invención. La figura 4 es una vista en perspectiva de la almohadilla de cadera de la figura 1 que muestra la almohadilla en una posición flexionada. La figura 5 es una vista en planta de otra modalidad alternativa de una almohadilla protectora de la presente invención. La figura 6 es una vista parcial en sección transversal a través de las líneas 6-6 de la figura 5. La figura 7 es una vista en planta de otra modalidad alternativa de una almohadilla protectora de la presente invención en la cual el inserto está completamente encapsulado por las capas de espuma de alta densidad y de baja densidad.

La figura 8 es una vista parcial en sección transversal a través de las líneas 8-8 de la figura 7.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Haciendo referencia ahora a los dibujos en detalle donde se indica con números el mismo elemento en las diferentes perspectivas, se muestra en la figura 1 una modalidad de la presente invención, de la almohadilla protectora 10. La almohadilla protectora 10 es relativamente ligera en peso y es relativamente delgada (menos de 25 mm en espesor, pero muy preferiblemente 19 mm o menos). También puede ser relativamente flexible y su contorno conforme se requiera dependiendo de su uso específico, como se describirá en mayor detalle posteriormente en la presente. La almohadilla 10 tiene una área abierta en alto grado en su espesor para la capacidad de ventilación, al mismo tiempo que mantiene una resistencia significativa al impacto, como se muestra por medio de los agujeros 12. La presente almohadilla 10 también reduce efectivamente la fuerza de un impacto al menos en un 40% comparado con la fuerza de impacto experimentada sin protección, conforme se midió con un probador de caída de cadera artificial elaborado con instrumentos. La figura 1 además muestra la colocación de un inserto absorbente de energía, segmentado por las líneas de referencia 14 en las cuatro secciones A, B, C y D, formando un inserto en forma de cuadrado localizado en el centro de la almohadilla. Además de tener una forma cuadrada, la forma del inserto puede ser circular, ovalada, rectangular, triangular, pentagonal, hexagonal o de cualquier otra forma. La capa de alta densidad 16 forma la superficie exterior de la almohadilla, y la capa de baja densidad 18 forma la superficie interior de la almohadilla. La almohadilla 10 puede ser confeccionada en una variedad de formas basándose en el estilo deseado en particular y en su aplicación, tal como en forma rectangular (como se muestra en la figura 3), cuadrada, redonda, ovalada y similares. Los insertos múltiples E, F, G y H se muestran localizados cerca del centro de la almohadilla; los expertos en la técnica podrán vislumbrar una variedad de diferentes posiciones y configuraciones para estos insertos. En la figura 3, los agujeros 12 proveen Sa capacidad de ventilación y las líneas de referencia 14 proveen la flexibilidad y la adaptación al área protegida del cuerpo humano. Los agujeros 12, para la capacidad de ventilación y disipación del calor del cuerpo bajo la almohadilla, pueden variar de alrededor de 3.18 mm a aproximadamente 25.4 mm en diámetro dependiendo de los niveles de ventilación y de resistencia al impacto deseados. Se pueden emplear también otros agujeros de forma tal como la ovalada, cuadrada y similares. El área de la superficie dedicada a los agujeros 12 debe ser suficientemente amplia para proveer suficiente ventilación, pero no tan amplia como para disminuir la reducción de la fuerza máxima y la capacidad de la almohadilla 10 menos del 40%; el área dedicada a los agujeros 12 puede variar del 5 al 50 por ciento del área de la superficie total para mantener al mismo tiempo una resistencia significativa al impacto. La almohadilla 10 se puede dividir en forma reticular partiendo parcialmente a través de su espesor, produciendo líneas de referencia 14. Las líneas de referencia 14 se cortan preferiblemente desde una profundidad de alrededor de 1/4 a 3/4 del espesor total de la almohadilla, y a través del área de superficie, como se muestra en las figuras 1 y 3. Las líneas de referencia 14 se cortan o se moldean en la almohadilla desde la superficie exterior o desde el lado de la espuma de alta densidad de la almohadilla. Esto hace que la almohadilla sea muy flexible y sea capaz de adaptarse a una amplia escala de formas y tamaños. La flexibilidad para las líneas de referencia 14 se muestran en la figura 4. El patrón y la separación para aplicar las líneas de referencia puede variar. Para propósitos ilustrativos, las figuras 1 , 3 y 4 muestran las líneas de referencia cortadas a + o - 45° de las orillas rectas de las almohadillas y pasando a través de los centros de los agujeros en las almohadillas. Las líneas de referencia también se pueden cortar a 90° de las orillas rectas de la almohadilla o a cualquier ángulo entre + y - 45° y 90° de las orillas. Las líneas de referencia pueden pasar a través de los agujeros, entre los agujeros, o en combinaciones a través de y entre los agujeros. Las líneas de referencia no se necesitan cortar en líneas rectas paralelas y perpendiculares a las otras como se muestra en las figuras 1 ,3 y 4. También se pueden cortar en una disposición en forma de ventilador de un lado de la almohadilla. Se pueden cortar en curva, en forma sinusoidal, o en forma de zig-zag cruzando la almohadilla. La separación preferida entre las líneas de referencia es entre 6.53 mm y alrededor de 50.8 mm. La separación más preferida entre las líneas de referencia es entre 12.77 mm y aproximadamente 25.4 mm. La figura 5 muestra todavía otra modalidad de la presente invención, en este caso una almohadilla que contiene un accesorio único de inserción circular "J" y sin líneas de referencia. La almohadilla se confecciona con al menos dos tipos diferentes de materiales de espuma más uno o más materiales de inserción colocados en la cavidad o cavidades de la almohadilla. La capa exterior contra impacto 16 es un material rígido de alta densidad, preferiblemente una espuma de polímero de células cerradas, por ejemplo espuma de polietileno Voltek L1000 (Voltek, Lawrence, Massachusetts 01843). De acuerdo con el fabricante, este material tiene una densidad aproximada de 160 kg/m3 (10 libras/pie cúbico), una dureza durométrica Shore 00 de alrededor de 75, una fuerza a la compresión de alrededor de 4.49 kg/cm2 a una deformación de 25%, y una resistencia a la compresión de alrededor de 6.8 kg/cm2 a una deformación de 50%. La capa interior 18 es un material de cojín suave de baja densidad, también preferiblemente de una espuma de polímero de células cerradas, por ejemplo la espuma de polietileno Sentinel MC3800 (Sentinel Products Corporation, Hyannis, Massachusetts 02601 ). De acuerdo con el fabricante, la espuma MC3800 tiene una densidad de alrededor de 64 kg/m3, una dureza durométrica Shore 00 de alrededor de 70.5, una resistencia a la compresión de alrededor de 1.75 kg/cm2 a una deformación de 25%, y una resistencia a la compresión de alrededor de 3.0 kg/cm2 a una deformación del 50%. La capa exterior 16 absorbe la fuerza del impacto vía compresión y desvía la fuerza del impacto al perímetro de la almohadilla y es lo suficientemente rígida para prevenir que la almohadilla se aplaste por el impacto, mientras que la capa interior 18 provee la comodidad y el grado de flexibilidad necesarios para adaptarse a diferentes partes del cuerpo humano. El resultado final es una combinación de alta reducción de fuerza, efectividad y comodidad. La lámina de la almohadilla 10 se puede fabricar al dividir en láminas las dos capas juntas y dándoles forma rectificando mecánicamente, o utilizando rodillos de moldeo y una cuchilla perfilada para tornear. Alternativamente, la almohadilla se puede fabricar calentando las dos capas y comprimiéndolas al mismo tiempo bajo calor y presión. Dichos métodos de fabricación son conocidos por los expertos en la técnica. Las capas de espuma son de espumas de células cerradas, preferiblemente espumas de células cerradas de poliolefina, pero se pueden utilizar también otros materiales que tengan propiedades similares. Las espumas de células cerradas de poliolefinas adecuadas se derivan de polietilenos de baja densidad (LDPE), polietilenos lineales de baja densidad (LLDPE), polietilenos de mediana densidad (MDPE), polietilenos de alta densidad (HDPE), copolímeros de acetato de etileno-vinilo (EVA), copolímeros de etileno metilacrilato (EMA), ionómeros de etileno, polipropileno y copolímeros de polipropileno. Estos materiales de poliolefina son preferidos porque no absorben ni el agua ni el sudor, ni mantienen el crecimiento microbiano y generalmente no irritan y no causan la sensibilización de la piel humana. Entre otros materiales adecuados se pueden incluir las espumas de hule derivadas del hule natural, hule butílico, poli-isopreno, polibutadieno, polinorbomeno, estireno-butadieno, neopreno, hule acrilonitrilo, y otros materiales de hule relacionados, espumas de poliuretano, y espumas de cloruro de polivinilo plastificado (PVC). Aunque los otros materiales, como los poliuretanos o espumas de hule, pueden actuar a los niveles deseables de resistencia al impacto, se debe tener cuidado en seleccionar dichos materiales para las almohadillas que se van a utilizar en contacto directo o indirecto con la piel humana. Los expertos en la técnica pueden formular grados especiales de cada uno, para inhibir la absorbencia del agua o del sudor, para prevenir el crecimiento microbiano y para prevenir la irritación y sensibilización de la piel, características que pueden provocar la incomodidad del usuario o pueden resultar en perjuicio de la salud del usuario. La capa exterior 16 tiene una densidad de alrededor de 128 a aproximadamente 192 kg/m3 con aproximadamente 160 kg/m3 que es la densidad preferida; la capa interior 18 tiene una densidad de alrededor de 32 a aproximadamente 80 kg/m3 con aproximadamente 64 kg/m3 que es la densidad preferida. Los valores preferidos dan como resultado una combinación de comodidad significativa y resistencia al impacto en una sola almohadilla. Adicionalmente, al proveer una capa de alta densidad exterior o superior con un espesor de al menos 50% del espesor total de la almohadilla se maximiza el desempeño de la almohadilla.

El material adicional absorbente de energía que se coloca en las cavidades en la estructura de la almohadilla, se puede seleccionar a partir de diferentes materiales, incluyendo (1 ) poliolefinas u otras espumas plásticas, (2) espumas de hule elástico, (3) espumas de alto amortiguamiento, (4) composiciones de poliuretano de alto amortiguamiento, (5) geles curativos de poliuretano, (6) geles de plastisol de cloruro de polivinilo de alto amortiguamiento, (7) espumas viscoelásticas, o (8) laminados termoplásticos elásticos. (1 ) Las poliolefinas preferidas u otras espumas plásticas son espumas de células cerradas, seleccionadas del grupo que incluye polietilenos de baja densidad (LDPE), polietilenos lineales de baja densidad (LLDPE), polietilenos de media densidad (MDPE), polietilenos de alta densidad (HDPE), copolímeros de etileno-vinil acetato (EVA), copolímeros de etileno-metil acrilato (EMA), ¡onómeros de etileno, polipropileno y copolímeros de polipropileno. Estos materiales de poliolefinas son preferidos porque no absorben ni el agua ni el sudor, no mantienen el crecimiento microbiano, y generalmente no provocan irritación ni sensibilización en la piel humana. Es generalmente preferido que la dureza o la resistencia a la compresión de las poliolefinas o de otros insertos de espuma plástica o insertos sean menores que las de la capa exterior de espuma de alta densidad de la almohadilla, preferiblemente menor de alrededor de 72 como se midió conforme a la escala del durómetro Shore 00. (2) Los insertos de hule espumado elástico pueden derivarse del hule natural, del hule butílico, poliisopreno, polibutadieno, polinorbomeno, estireno-butadieno, neopreno, hule de acrilonitrilo, y los materiales de hule relacionados, como espumas de poliuretano y espumas de cloruro de polivinilo plastificado (PVC). Si el inserto de hule espumado elástico se expone a la vista en el lado exterior de la almohadilla, es generalmente preferido que se seleccione una espuma de células cerradas para prevenir la absorción del agua durante el proceso de lavado. Es generalmente preferido que la dureza de los insertos de hule espumado sea menor que la dureza de la capa exterior de espuma de alta densidad de la almohadilla, preferiblemente menor de alrededor de 72 conforme se midió en la escala del durómetro Shore 00. (3) Entre los hules de alto amortiguamiento se incluyen aquellas familias de materiales de hule sólido caracterizados por que incluyen cargas elevadas de aceites, plastificantes y rellenadores tales como el negro de humo. El hule en sí se puede basar en poliisopropeno sintético o natural, polibutadieno, hule butílico, polinorbomeno, hule de monómero de dieno etileno-propileno (EPDM), hule estireno-butadieno, y otros hules conocidos por los expertos en la técnica de formulación de hule. Las propiedades de alto amortiguamiento generalmente se confieren a través de la incorporación de altos niveles de aceites, plastificantes, y rellenadores tales como el negro de humo. La formulación de hules de alto amortiguamiento que se basan en polinorborneno se describen en "A New Synthetic Rubber Norsorex® Polynorbomene" presentada por R.F. Ohm and T.M. Vial en la conferencia de División Hules, de American Chemical Society, Cleveland, Ohio, Octubre 4-7, 1977) y "Polynorbornene: The Porous Polymer" (R.F. Ohm, Chemtec, Marzo, 1980) ambas incorporadas en la presente solo por referencia. Aquellas formulaciones que muestran alto amortiguamiento a la fuerza de impacto a temperatura ambiente y a frecuencias de deformación comparables con aquéllas experimentadas en la caída en el suelo de un humano, son las preferidas. Ejemplos de dichos materiales derivados de polinorborneno y hule butílico se pueden obtener en Rubber Associates, Inc. (Barberton, Ohio 44203) en escalas de dureza durométrica Shore A de 70 a aproximadamente 30. Los preferidos para la invención actual son los hules de alto amortiguamiento que tienen una dureza durométrica de Shore A de 50 o menos. Aún más preferidos son los hules de alto amortiguamiento que tienen una dureza durométrica de Shore A de alrededor de 40 o menos. (4) Las composiciones de poliuretano de alto amortiguamiento se forman por la reacción de polioles substancialmente lineales, ligeramente ramificados, que tienen grupos finales de hidroxilo y un número de pesos moleculares promedio en la escala de 600 a 1200 gramos por mol con un diisocianato aromático en menor cantidad que la cantidad estequiométrica. Las composiciones de este tipo se describen en la patente de E.U.A. 4,346,205 incorporada en la presente por referencia. Se pueden obtener comercialmente materiales similares bajo el nombre comercial de Sorbothane® en Sorbothane, Inc. (Kent, Ohio 44240). Aunque es un sólido, el Sorbothane® ofrece propiedades casi líquidas que permiten exhibir una alta absorción de energía y un alto amortiguamiento mecánico. Está disponible en una dureza que varía de 70 en la escala durométrica de Shore 00 a aproximadamente 30. El Sorbothane® en sí puede funcionar como una almohadilla efectiva para reducir la fuerza de impacto en el cuerpo, pero su densidad alta de alrededor de 1280 kilogramos por metro cúbico crea una almohadilla muy pesada que pudiera ser inconveniente para usar. Al utilizar el Sorbothane®, así como las composiciones de poliuretano de alto amortiguamiento como un inserto o inserto dentro del laminado de espuma de peso ligero de la presente invención, se puede obtener un alto amortiguamiento mecánico al mismo tiempo que se mantiene una almohadilla de peso relativamente ligero. (5) Los geles de poliuretano curativos su utilizan frecuentemente para duplicar las propiedades del tejido humano y de la piel. Tienen excelentes propiedades de amortiguamiento de energía y elasticidad. Una familia de los geles de poliuretano curativos se deriva de 3 sistemas componentes de materiales líquidos que constituyen un componente "A" descrito como una solución de glicol terminada con diisocianato aromático, un componente "B" descrito como una solución de polibutadienpoliol, y un componente plastificante "C" descrito como una mezcla de carboxilatos de dialquilo y alquilo. Se elabora una formulación típica a partir de 50 partes en peso del componente "A", 100 partes en peso del componente "B" y de cero a 200% en peso del total de la mezcla A/B. Dichos geles los fabrica BJB Enterprises, Inc. (Garden Grove, California 92643) bajo el nombre comercial de Flabbercast™. Oras familias de geles de poliuretano curativos se pueden derivar de 3 sistemas diferentes de componentes líquidos. Un ejemplo es Skinflex lll™, que también se obtiene en BJB Enterprises. En Skinflex lll™, el componente "A" se describe como una mezcla de polioxipropilenglicol terminado con diisocianato aromático, el componente "B" se describe como una mezcla de poliol-diamina, y el componente plastificante "C" se describe como un dialquilcarboxilato. La relación de la mezcla es 50 partes de "A" y 100 partes de "B" en peso mientras que el plastificante "C" puede variar de cero a 50% del peso total de "A" y "B". Los geles de poliuretano curativos tienen densidades relativamente altas y los insertos de almohadillas elaborados de los mismos pueden ser pesados y añaden peso a la almohadilla. Es posible disminuir el peso de los insertos hasta el 50% o más al añadir rellenadores huecos orgánicos e inorgánicos, por ejemplo microesferas de vidrio hueco, al gel antes que sea curado. Las cuentas de vidrio Scotchlite™ (3M Co., St. Paul, Minnesota 55144) son ejemplos de rellenadores adecuados de peso ligero. Ya que es posible que el plastificante migre hacia el gel de poliuretano curativo, es generalmente preferido encapsular totalmente el inserto en gel entre las capas de espuma de baja densidad y de alta densidad como se muestra en la figura 8. (6) Los geles de plastisol de cloruro de polivinilo (PVC) de alto amortiguamiento se preparan a partir de una porción mayor de plastificante y una porción menor de resina de PVC. Dichos plastisoles son dispersiones de resinas de PVC de tamaño especial de partícula fina dispersadas en líquidos plastificantes. Se pueden incluir además componentes adicionales, tales como estabilizadores térmicos, colorantes y otros aditivos conocidos por los expertos en la técnica de plastisoles. En general, un plastisol es líquido a temperatura ambiente. Al calentarse a una temperatura adecuadamente alta, la fusión se presenta convirtiendo el plastisol en una masa homogénea viscosa con una excelente resistencia al impacto. Un ejemplo de dicho material y de su aplicación en un asiento de bicicleta resistente a los golpes, se describe en la patente de E.U.A. 5,252,373 incorporada en la presente por referencia. Un plastisol adecuado es el "Plastomeric Plastisol MI430 Clear base" y un plastificante adecuado es el "Plastomeric Type B Plasticizer". Ambos productos están disponibles en Plastomeric, Inc. Waukesha, Wisconsin de acuerdo al cual, la base líquida M1430 contiene 53% de resina de copolímero de PVC, 27% de tereftalato de di-octilo, 2.5 de aceite de soya epoxicubo, 3% de estabilizadores de calcio-zinc, 7% de tixotropo a base de PVC, y 7.5% de trixotropo a base de plastificante de adipato. La escala de temperatura de fusión de dichos plastisoles radica entre 135°C y 204.4°C (que puede estar por encima de los puntos de suavizamiento de las espumas de poliolefinas preferidas utilizadas en la almohadilla laminada de esta invención. En lugar de fusionar el plastisol líquido dentro de la cavidad o cavidades de la almohadilla, puede ser necesario el colar el plastisol líquido en un molde de metal o plástico adecuados, calentarlo a la temperatura de fusión en donde se fusiona en un gel y después insertar el producto de hule rígido en la cavidad o cavidades de la almohadilla. Puesto que es posible que el plastificante migre hacia el gel fusionado, se prefiere generalmente encapsular por completo el inserto de gel entre las capas de espuma de baja densidad y alta densidad como se muestra en la figura 8. Los geles de plastisol de PVC con densidades relativamente altas y los insertos de las almohadillas hechos de los mismos, pueden ser pesados y pueden añadir peso a la almohadilla. Es posible reducir el peso de los insertos hasta un 50% o más al añadir rellenadores huecos orgánicos e inorgánicos, por ejemplo microesferas de vidrio hueco, al gel antes de que sea curado. Las cuentas de vidrio Scotchlite™ (3M Co., St. Paul, Minnesota) son ejemplos de rellenadores adecuados de peso ligero. (7) Las espumas viscoelásticas son materiales a base de poliuretano de células abiertas que ofrecen propiedades de alto amortiguamiento y de alto impacto y la capacidad de absorción de golpes. El alto amortiguamiento producido en estos materiales hace que la respuesta de las espumas al esfuerzo mecánico sea altamente sensible al rango de deformación. A proporciones reducidas de carga, las espumas se deforman lentamente actuando muy similarmente como un fluido altamente viscoso. A proporciones altas de deformación, como es en el caso de un impacto, las espumas actúan como materiales mucho más rígidos. Entre los ejemplos de dichos materiales se incluye la familia de CONFOR™ de espumas viscoelásticas disponibles en AeroE.A.R. Specialty Composites (Indianapolis, Indiana 46268). Estas espumas tienen densidades que varían de alrededor de 92.8 a aproximadamente 102.4 kilogramos por metro cúbico y con una dureza durométrica Shore 00 a temperatura ambiente de aproximadamente 20 o menor. Aunque las espumas viscoelásticas por sí mismas pueden actuar como almohadillas absorbentes de golpes efectivas, son de células abiertas. Esta estructura de células abiertas causará que absorban grandes cantidades de agua si se lavan, lo que hace que sea muy difícil de secarlas después. Para las almohadillas de la presente invención, es preferible encapsular totalmente el inserto de espuma viscoelástica entre las capas de espuma de células cerradas de baja densidad y alta densidad como se muestra en la figura 8. La escala preferida de espesor del inserto de espuma viscoelástica es de alrededor de 6.35 mm a aproximadamente 19.0 mm. (8) Los laminados alveolares termoplásticos elásticos consisten de un material de alma alveolar termoplástico laminado entre dos películas de plástico por medio del uso de calor, adhesivos o ambos. Ejemplos de dichos materiales alveolares están disponibles en Hexcel Corporation (Pleasanton, California 94588) bajo las marcas comerciales de Cecore™ polipropileno y alveolar termoplástico de poliéster, Cecore™ Cush 'n alveolar termoplástico de polipropileno y poliuretano termoplástico TPU™ emparedado alveolar termoplástico de poliuretano. El TPU™ emparedado alveolar termoplástico de poliuretano tiene un tamaño de célula de 6.35 mm y está disponible con revestimientos de película que varían en espesor de alrededor de 0.27 mm a 0.508 mm. Para las almohadillas de la presente invención, el emparedado alveolar utilizado como inserto absorbente de energía puede consistir de una capa de alrededor de 12.7 mm de espesor o dos capas cada una de 6.35 mm de espesor. La comodidad al usar almohadillas de cadera se puede mejorar con el diseño de la prenda. La tela de la prenda puede mejorar la capacidad de ventilación, particularmente cuando se combina con una almohadilla con aberturas para el flujo de aire. Las telas que promueven por capilaridad el paso de la humedad natural fuera de la piel, promueven la regulación de la temperatura y la comodidad. "Cottonwick", fabricado por Colville Inc. of Winston Salem, North Carolina, es una tela particularmente efectiva para este propósito. Tiene un asa de punto única con un revestimiento de silicón polimerizado que absorbe por capilaridad la humedad hacia la tela. El asa de punto forma capilares en forma de cono y el revestimiento de silicón dirige la humedad fuera de la superficie de la tela hacia los conos. Las almohadillas de la presente invención se pueden fijar permanentemente a la prenda, por ejemplo, al coserlas en los bolsillos de tal forma que las almohadillas no se puedan retirar. Las almohadillas que se utilizan en dicha prendas por lo tanto necesitan ser al menos lavables a mano junto con la prenda, y preferiblemente lavables a máquina. Después de lavarlas, las prendas y las almohadillas se deben secar. Ambos procedimientos, tanto el secado en línea a temperatura ambiente como el secado a máquina con aire caliente se facilitan gracias a las áreas abiertas en las almohadillas que promueven el flujo de aire a través de la tela de la prenda y de las almohadillas. Alternativamente, la prenda puede tener bolsillos que se pueden abrir y cerrar por medio de cierres, broches de presión, sujetadores de gancho o de lana y similares. Esto permite que las almohadillas se retiren de la prenda de tal forma que la prenda se pueda lavar de forma separada si se desea. Los siguientes ejemplos son ilustrativos de la invención más no limitativos de la misma: EJEMPLO 1 Almohadilla de laminado de espuma maquinada con cavidad pero sin inserto Se construye una almohadilla de capas múltiples al cortar primero en forma de cubo una pieza de espuma de polietileno MC3800 (Sentinel Products Corporation, Hyannis, Massachusetts, 02601 ) con una densidad de 64 kg por metro cúbico de una lámina de espesor de 6.35 mm de tal forma que la pieza tenga dos lados rectos opuestos uno al otro y paralelos uno al otro y dos lados en forma de curva opuestos uno al otro como se muestra en la figura 7. Se cortan en forma de cubo al mismo tiempo 8 agujeros de 12.7 mm de diámetro espaciados alrededor de la pieza. La distancia entre los lados rectos es aproximadamente de 127 mm y la distancia entre los lados curvos medidos a través del centro de la pieza es de aproximadamente 139.7 mm. Esta primera pieza es el lado de la piel o el lado del usuario en la almohadilla. Se corta en forma de cubo una segunda pieza de espuma, de forma circular y de aproximadamente 1 14.3 mm de diámetro de aproximadamente 12.7 mm de espesor, de la espuma de polietileno Minicell L1000 (Voltek, Lawrence, Massachusetts 01843) con una densidad de aproximadamente 72.64 kg por metro cúbico. Esta pieza también tiene 8 agujeros de 12.7 mm de diámetro cortados en forma de cubo al mismo tiempo y con la misma disposición de espacio como la primer pieza de espuma. Se corta también al mismo tiempo, un agujero mucho más grande, en forma de cubo, aproximadamente de 76.2 mm en diámetro y colocado con su centro coincidiendo con el centro de la pieza,. Esta segunda pieza es el lado exterior de la almohadilla lejos del cuerpo del usuario. Las dos piezas de espuma están laminadas con cinta con adhesivo en ambos lados 3M #343 (3M Co., St. Paul Minnesota 55144) de tal forma que los ocho agujeros de 12.7 mm de cada pieza se alinean uno con el otro. Posteriormente, el ensamble laminado se tornea mecánicamente utilizando una rueda de torno en forma de copa para proveer los lados ligeramente ahusados a la almohadilla en todas las direcciones y para dar al laminado una sección transversal en forma de curva o domo con la espuma L1000 colocada al lado más extremo o convexo de la almohadilla. La almohadilla terminada pesa aproximadamente 12 gramos. Esto permite que una almohadilla laminada tenga una cavidad aproximada de 76.4 mm en diámetro y aproximadamente 12.7 mm de profundidad localizada en el centro de la almohadilla. La espuma de alta densidad completamente rodea la cavidad mientras que la espuma de baja densidad forma el fondo de la cavidad. El espesor máximo es aproximadamente de 19 mm en las áreas de la almohadilla inmediatamente adyacentes a la cavidad aproximadamente 3.18 mm o menos alrededor del perímetro de la almohadilla. La capacidad de la almohadilla para amortiguar ante el impacto contra una superficie dura se mide en una cadera artificial, construida con espumas de poliolefina y neopreno de células cerradas así como con otros componentes y están diseñadas para imitar tanto la respuesta del tejido suave y la respuesta pélvica de una cadera de un humano en una caída. La cadera artificial se deja caer a una distancia de aproximadamente 37.5 cm de tal forma que su velocidad al impacto con una placa horizontal de acero es aproximadamente de 2.7 metros por segundo. La cadera artificial pesa aproximadamente 35 kg y tiene un fémur artificial y un trocánter mayor artificial. Una celda de carga de 2270 kg (Producto No. 8496-01 , GRC Instruments, Santa Barbara, California) mide la fuerza trasmitida al trocánter mayor artificial cuando la cadera artificial se deja caer sobre la placa de acero. La fuerza medida en el trocánter artificial cuando la cadera artificial sin protección de almohadilla se deja caer y se impacta contra la placa de acero es de aproximadamente 6000 Newtons.

Para comparar con las almohadillas de esta invención, se retira el protector de cadera de un producto SAFEHIP™ (Sahvatex, Denmark), y se coloca en la cadera artificial y se sostiene en su lugar sobre el área del trocánter mayor artificial por medio de una tela elástica que cubre la piel exterior de la cadera. Cuando se deja caer la cadera artificial acolchonada y se impacta contra la placa de acero a 2.7 metros/segundo, la fuerza máxima que se mide en el trocánter artificial es aproximadamente del 30% menor que la medida con la cadera artificial sin protección. La almohadilla SAFEHIP™ pesa aproximadamente 31 gramos, lo que hace que el porcentaje de reducción de fuerza por gramo en peso de la almohadilla sea aproximadamente 1 por ciento/gramo. Sin embargo, este nivel de reducción • de fuerza se encuentra por debajo del mínimo del objetivo de reducción de fuerza del 40% de las almohadillas de la presente invención. La almohadilla de este ejemplo se coloca sobre la cadera artificial y se sostiene en su lugar sobre el área del trocánter mayor artificial por medio de una tela elástica que cubre la piel exterior de la cadera. La cavidad de la almohadilla se centra sobre el trocánter mayor artificial. Cuando la cadera artificial acolchonada se deja caer y se impacta contra la placa de acero a 2.7 metros por segundo, la fuerza máxima medida en el trocánter artificial es aproximadamente del 67% menor que la medida con la cadera artificial sin acolchonar. La reducción de fuerza por gramo del peso de la almohadilla es por lo tanto aproximadamente de 5.58%/gramo.

La almohadilla de este ejemplo desvía la mayoría de la fuerza de impacto a las áreas que rodean el trocánter artificial. La espuma rígida de alta densidad que rodea a la cavidad previene que la almohadilla se aplaste y además previene que la piel artificial y los tejidos blandos artificiales que cubren el trocánter hagan contacto directamente con la placa de acero durante el impacto. Sin embargo, cuando una almohadilla de esta construcción se coloca en los bolsillos de una prenda interior y los usa una persona debajo de su ropa normal, el contorno de la cavidad es fácilmente visible, lo que crea una impresión fuertemente negativa del producto de la almohadilla /prenda EJEMPLO 2 Almohadilla de laminado de espuma con inserto de espuma de poliolefina Se construye de la misma forma una almohadilla idéntica a la descrita en el ejemplo 1. En una cavidad de 76.4 mm de diámetro y aproximadamente 12.7 mm de profundidad localizada en el centro de la almohadilla, se une una pieza de espuma de polietileno de baja densidad (6.08 kg/m3) Plastazote® LD60 (Zotefoams, Inc., Hackettstown, New Jersey 07840) además aproximadamente de 76.4 mm en diámetro y aproximadamente 12.7 mm de espesor, por medio de la misma cinta con adhesivo en ambos lados 3M #343 (3M Co., St. Paul, Minnesota 55144) utilizada para laminar las capas de espuma. La almohadilla terminada pesa aproximadamente 14 gramos. Cuando se evaluó en el probador de caída de la cadera artificial, con el inserto centrado sobre el trocánter artificial, la fuerza máxima medida sobre el trocánter artificial es aproximadamente 66% menor que la medida en la cadera artificial no acolchonada. Por consiguiente, la reducción de fuerza por gramo de la almohadilla es aproximadamente de 4.71 %/gramo.

EJEMPLO 3 Almohadilla de laminado de espuma con inserto de Sorbothane® Se construye una almohadilla idéntica a la descrita en el ejemplo 1. En una cavidad de 76.4 mm de diámetro y aproximadamente 12.7 mm de profundidad localizada en el centro de la almohadilla, se une una pieza de Sorbothane® de dureza durométrica 50 de Shore 00 (de Sorbothane, Inc., Kent, Ohio 44240) de poliuretano de alto amortiguamiento, además de aproximadamente 76.4 mm en diámetro y aproximadamente 12.7 mm de espesor, por medio de la misma cinta con adhesivo en ambos lados 3M #343 (3M Co., St. Paul, Minnesota 55144) utilizada para laminar las capas de espuma. La almohadilla finalizada pesa aproximadamente 95 gramos. Cuando se evaluó en el probador de caída de cadera artificial, con el inserto centrado sobre el trocánter artificial, la fuerza máxima medida en el trocánter artificial es aproximadamente de 57% menor que la medida en la cadera artificial no acolchonada. La reducción de fuerza por gramo del peso de la almohadilla es por lo tanto aproximadamente de 0.60%/gramo.

EJEMPLO 4 Almohadilla de laminado de espuma con inserto de Flabbercast TM Se construye una almohadilla idéntica a la descrita en el ejemplo 1. En una cavidad de 76.4 mm de diámetro y 12.7 mm de profundidad localizada en el centro de la almohadilla, se vierte una formulación de Flabbercast™ líquido (Garden Grove, California 92643) que consiste de 50 partes en peso del componente "A", 100 partes en peso del componente "B", y suficiente plastificante "C" para igualar el 100% en peso de la mezcla total A/B. Se separa la almohadilla y se permite que el gel cure y solidifique. Al finalizar el ciclo de curación, la almohadilla finalizada pesa aproximadamente 59 gramos. Cuando se evaluó en el probador de caída de la cadera artificial, con el inserto centrado sobre el trocánter artificial, la fuerza máxima medida en el trocánter artificial es aproximadamente 69% menor que la medida en la cadera artificial no acolchonada. La reducción de fuerza por gramo del peso de la almohadilla es por lo tanto aproximadamente de 1.17%/gramo.

EJEMPLO 5 Almohadilla de laminado de espuma con inserto de Flabbercast™ de peso ligero Se construye una almohadilla idéntica a la descrita en el ejemplo 1. En una cavidad de 76.4 mm de diámetro y 12.7 mm de profundidad localizada al centro de la almohadilla, se vierte una formulación líquida Flabbercast™ que consta de 50 partes en peso del componente "A", 100 partes en peso del componente "B", suficiente plastificante "C" para igualar el 100% en peso de la mezcla total A/B, y aproximadamente 15% de cuentas de vidrio Scotchlite™ (Producto No. K15, 3M Co., St Paul, Minnesota 55144) del peso total de la mezcla A/B/C. Se separa la almohadilla y se permite que el gel cure y solidifique. Al finalizar el ciclo de curación, la almohadilla finalizada pesa aproximadamente 38 gramos. Cuando se evaluó en el probador de caída de cadera artificial, con el inserto centrado sobre el trocánter artificial, la fuerza máxima medida en el trocánter artificial es aproximadamente 66% menor que la medida en la cadera artificial no acolchonada. La reducción de la fuerza por gramo del peso de la almohadilla es por lo tanto aproximadamente de 1.74%/gramo.

EJEMPLO 6 Almohadilla de laminado de espuma con inserto de hule de alto amortiguamiento de polinorborneno Se construye una almohadilla idéntica a la descrita en el ejemplo 1. En una cavidad de 76.4 mm de diámetro y aproximadamente 12.7 mm de profundidad localizada al centro de la almohadilla, se une una pieza de hule de alto amortiguamiento de polinorborneno de dureza durométrica de Shore A 40 (Rubber Associates, Inc., Baberton, Ohio), además de aproximadamente 76.4 mm de diámetro y aproximadamente 12.7 mm de espesor, por medio de la misma cinta con adhesivo en ambos lados 3M #343 (3M Co., St. Paul, Minnesota 55144) utilizada para laminar las capas de espuma. La almohadilla finalizada pesa aproximadamente 80 gramos. Cuando se evaluó en el probador de caída de cadera artificial, con el inserto centrado sobre el trocánter artificial, la fuerza máxima medida en el trocánter artificial es aproximadamente 42% menor que la medida en la cadera artificial no acolchonada. La reducción de fuerza por gramo de la almohadilla es por lo tanto de aproximadamente 0.52%/gramo.

EJEMPLO 7 Almohadilla de laminado de espuma con inserto de hule butílico de alto amortiguamiento Se construye una almohadilla idéntica a la descrita en el ejemplo 1. En una cavidad de 76.4 mm de diámetro y aproximadamente 12.7 mm de profundidad localizada al centro de la almohadilla, se une una pieza de hule butílico de alto amortiguamiento de dureza durométrica 40de Shore A (Rubber Associates, Inc., Barberton, Ohio 44203) además de aproximadamente 76.4 mm en diámetro y aproximadamente 12.7 mm de espesor , por medio de la misma cinta con adhesivo en ambos lados 3 M #343 (3M Co., St. Paul, Minnesota 55144) utilizada para laminar las capas de espuma. La almohadilla finalizada pesa aproximadamente 80 gramos. Cuando se evaluó en el probador de caída de la cadera artificial, con el inserto centrado sobre el trocánter artificial, la fuerza máxima medida en el trocánter artificial es aproximadamente 40% menor que la medida en la cadera artificial no acolchonada. La reducción de fuerza por gramo del peso de la almohadilla es aproximadamente de 0.5%/gramo.

EJEMPLO 8 Almohadilla de laminado de espuma con inserto en forma de emparedado alveolar de poliuretano termoplástico Se construye una almohadilla idéntica a la descrita en el ejemplo 1. En una cavidad de 76.4 mm de diámetro y aproximadamente 12.7 mm de profundidad localizada en el centro de la almohadilla, dos piezas de aproximadamente 6.35 mm de espesor de TPU™ de emparedado alveolar de poliuretano termoplástico (Hexcel Corporation, Pleasanton, California 94588) cada pieza con un tamaño de célula de aproximadamente 6.35 mm y una densidad nominal de aproximadamente 12.81 kg/m3 y además aproximadamente 76.4 mm en diámetro y aproximadamente 12.7 mm de espesor, se apilan una sobre la otra y se unen a la almohadilla por medio de la misma cinta con adhesivo en ambos lados 3M #343 (3M Co., St. Paul, Minnesota 55144) utilizada para laminar las capas de espuma. La almohadilla finalizada pesa aproximadamente 26 gramos. Cuando se evaluó en el probador de caída de cadera artificial, con el inserto centrado sobre el trocánter artificial, la fuerza máxima medida en el trocánter artificial es aproximadamente 56% menor que la medida en la cadera artificial no acolchonada. La reducción de fuerza por gramo del peso de la almohadilla es por lo tanto, aproximadamente 2.15%/gramo.

EJEMPLO 9 Almohadilla de laminado de espuma con inserto de espuma viscoelástica Se construye una almohadilla idéntica a la descrita en el ejemplo 1. En una cavidad de 76.4 mm de diámetro y aproximadamente 12.7 mm de profundidad en el centro de la almohadilla, una pieza de espuma de poliuretano CONFOR™ CF-47 (AeroE.A.R.Specialty Composites, Indianapolis, Indiana 46268) de aproximadamente 92.91 g/l y una dureza durométrica de Shore 00 de aproximadamente 20, además de aproximadamente de 76.4 mm en diámetro y aproximadamente 12.7 mm de espesor, se une por medio de la misma cinta con adhesivo en ambos lados 3M #343 (3M Co., St. Paul, Minnesota 55144) utilizada para laminar las capas de espuma. La almohadilla finalizada pesa aproximadamente 16 gramos. Cuando se evaluó en el probador de caída de cadera artificial, con el inserto centrado sobre el trocánter artificial, la fuerza medida en el trocánter artificial es de aproximadamente 66% menor que la medida en la cadera artificial no acolchonada. La reducción de fuerza por gramo del peso de la almohadilla es por lo tanto, aproximadamente de 3.88%/gramo.

EJEMPLO 10 Almohadilla de laminado de espuma con inserto de gel de plastisol de PVC Se construye una almohadilla idéntica a la descrita en el ejemplo 1. Se corta una muestra de gel de plastisol PVC de un cojín de asiento modelo A10305 marcado con la Patente de E.U.A. 5,252,373, de Sports Med (Birmingham, Alabama 35222). Se fabrica un inserto de almohadilla al calentar primero el gel a una temperatura de aproximadamente 176.6 grados C en un vaso de laboratorio hasta que se licúa, después se vierte el líquido caliente en un molde de metal circular de aproximadamente 76.4 mm de diámetro y aproximadamente 12.7 mm de profundidad, y después se permite que el gel se enfríe a temperatura ambiente por medio del cual regresa a su estado original de gel suave. El gel enfriado, aproximadamente de 76.4 mm en diámetro y aproximadamente 12.7 mm de espesor, se retira del molde y se une a la parte inferior de la cavidad de 76.4 mm de diámetro y 12.7 mm de profundidad localizada en el centro de la almohadilla por medio de la misma cinta con adhesivo en ambos lados 3M #343 (3M Co., St. Paul, Minnesota 55144) utilizada para laminar las capas de espuma. La almohadilla finalizada pesa aproximadamente 61 gramos. Cuando se evaluó en el probador de caída de cadera artificial, con el inserto centrado sobre el trocánter artificial, la fuerza máxima medida en el trocánter artificial es aproximadamente 71 % menor que la medida en la cadera artificial no acolchonada. La reducción de fuerza por gramo del peso de la almohadilla es por lo tanto, aproximadamente de 1.6%/gramo.

Claims (9)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Una almohadilla protectora para proteger un área previamente definida del cuerpo humano contra fuerzas de impacto, la almohadilla tiene una superficie interior, una superficie exterior y un espesor; la almohadilla está constituida por una primera capa de espuma de polímero de células cerradas de alta densidad relativamente, una segunda capa de espuma de polímero de células cerradas de baja densidad relativamente y caracterizada porque incluye al menos un inserto absorbente de energía elástico, las capas y el inserto se unen para proveer una almohadilla de peso relativamente ligero, con una resistencia relativamente alta a fuerzas de impacto y una comodidad relativa cuando se aplica al área del cuerpo humano.

2.- Una almohadilla protectora, que tiene un espesor y un peso, para proteger un área previamente definida del cuerpo humano contra fuerzas de impacto y que provee una reducción de fuerza de al menos el 40 por ciento, la almohadilla es menor de 20 milímetros en espesor y menor de 100 gramos en peso, la almohadilla tiene una relación de reducción de fuerza en porcentaje por peso en gramo de la almohadilla, conforme se midió en un probador de impacto de caída en una cadera artificial, de preferiblemente alrededor de 0.25 por ciento por gramo a 8.00 por ciento por gramo, muy preferiblemente de 0.40 por ciento por gramo a 6.00 por ciento por gramo, muy preferiblemente de 0.50 por ciento por gramo a 6.00 por ciento por gramo.

3.- La almohadilla de conformidad con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada además porque dicha almohadilla está constituida por uno o más insertos de amortiguamiento de fuerza.

4.- La almohadilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque el inserto se caracteriza por: a) espuma de poliolefina, espuma de plástico, espuma de hule elástico, hule de alto amortiguamiento, poliuretano de alto amortiguamiento, gel de poliuretano curativo, gel de plastisol de cloruro de polivinilo de alto amortiguamiento, espuma viscoelástica, o laminado alveolar termoplástico elástico; b) polietileno de baja densidad, polietileno de baja densidad lineal, polietileno de mediana densidad, polietileno de alta densidad, copolímeros de acetato de etileno-vinilo, copolímeros de etilen metilacrilato, ionómeros de etileno, polipropileno, o copolímeros de polipropileno; c) una espuma hecha de hule natural, de hule butílico, poliisopropeno sintético, polibutadieno, polinorborneno, estireno-butadieno, neopreno, hule acrilonitrilo, poliuretano, o cloruro de polivinilo plastificado; d) un material de alto amortiguamiento elaborado de poliisopropeno sintético, poliisopreno natural, polibutadieno, hule butílico, polinorborneno, hule de monómero de dieno etileno-propileno, o hule estireno-butadieno, combinados con altos niveles de aceites, plastificantes o rellenadores tales como negro de humo; e) la composición de poliuretano de alto amortiguamiento formada por la reacción de polioles substancialmente lineales ligeramente ramificados, que tienen grupos finales de hidroxilo y que tienen pesos moleculares promedio en la escala de 600 gramos por mole a 1200 gramos por mole con diisocianato aromático en menor cantidad que la cantidad estequiométrica; f) Sorbothane®; g) un gel de poliuretano curativo derivado de un material líquido de tres componentes que tiene un diisocianato aromático terminado en un componente de solución de glicol, un componente de solución de polibutadienpoliol, y un componente plastificante constituido por una mezcla de carboxilatos de dialquilo y alquilo; h) un gel de plasticisol de cloruro de polivinilo de alto amortiguamiento preparado de una dispersión de resina de cloruro de polivinilo de tamaño de partícula especialmente fino, dispersada en un líquido plastificante y además constituida por una mayor porción de plastificante y una menor porción de resina de cloruro de polivinilo; i) una espuma viscoelástica que posteriormente está constituida por un material de base de poliuretano de células abiertas; o j) un material de alma alveolar termoplástico laminado entre dos películas de plástico por medio del uso de calor, adhesivo, o ambos.

5.- La almohadilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque la primera capa tiene una densidad de 128 a 192 kilómetros por metro cúbico, y la segunda capa tiene una densidad de alrededor de 32 a 80 kilómetros por metro cúbico.

6.- La almohadilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque está constituida por 6 una pluralidad de líneas de referencia a través de la superficie exterior y parcialmente a través del espesor para proveer una substancial flexibilidad y adaptación al área del cuerpo humano cubierta por la almohadilla, al mismo tiempo que mantiene una resistencia significativa a las fuerzas de impacto.

7.- La almohadilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque está constituida por una pluralidad de áreas abiertas que se extienden a través del espesor para proveer la capacidad de ventilación y la disipación de calor que surge del área del cuerpo humano que está cubierta por la almohadilla, al mismo tiempo que mantiene una resistencia significativa a fuerzas de impacto.

8.- La almohadilla de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque está constituida por una prenda unida a la almohadilla, la prenda constituida por una tela que mantiene por capilaridad la transpiración lejos del cuerpo.

9.- La almohadilla de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada además porque el inserto está constituido por un material de amortiguamiento no elástico tal como una espuma de poliestireno.