Охлаждающие ткани
Изобретение относится к текстильной промышленности и касается охлаждающих тканей. Ткани имеют массив охлаждающих элементов, соединенных с базовым материалом для поглощения тепла с одновременным сохранением желаемых свойств базового материала. Возможно использование охлаждающих элементов, содержащих охлаждающий гель, или полимер, или материал с фазовым переходом, при этом под воздействием влаги охлаждающие элементы претерпевают химическое или физическое изменение, благодаря чему обеспечивается поглощение тепла. Изобретение обеспечивает создание тканей, обеспечивающих охлаждение тела. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 18 ил.
Область техники
Настоящее изобретения, описанное на примерах вариантов его осуществления, относится, в основном, к тканям, используемым для одежды и других изделий, имеющих заданные эксплуатационные характеристики и, в частности, к тканям, содержащим массив охлаждающих элементов, связанных с основной тканью для улучшения охлаждения и/или впитывания пота и влаги.
Уровень техники
Тканевые материалы с заданными характеристиками, такие как материалы, впитывающие пот и влагу, и подобные материалы обычно представляют собой однородные слои, которые сплетены или иным образом объединены с внутренней стороной одежды. Целью применения этих материалов является улучшение впитывания пота и влаги и тем самым охлаждение тела. Однако многие ткани, обозначаемые как обладающие свойствами «охлаждения», не выполняют эту функцию и обеспечивают только воздухопроницаемость. Охлаждающие ткани, которые действительно включают слой охлаждающих материалов, таких как охлаждающие гели и материалы с фазовым переходом, также имеют недостатки, особенно, когда включены во внутреннюю сторону одежды в виде сплошного слоя. Например, при наличии однородного слоя охлаждающего материала возможно нарушение передачи паров влаги или прохождения воздуха. Кроме того, такие охлаждающие материалы не всегда обладают желаемыми характеристиками базовой ткани, например драпируемостью, эластичностью и другими подобными свойствами. Таким образом, при использовании слоя охлаждающего материала возможно нарушение воздухопроницаемости (или другой функции) базовой ткани, являющейся основой изделия.
Краткое описание чертежей
Варианты реализации настоящего изобретения пояснены в следующем подробном описании и на прилагаемых чертежах, на которых показаны примерные варианты реализации изобретения, не ограничивающие объем изобретения.
На фиг.1A в аксонометрии показана часть одежды, выполненная с использованием охлаждающей ткани, включающей базовую ткань и размещенные на ней охлаждающие элементы, в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.
На фиг.1B в аксонометрии показана обратная сторона показанной на фиг.1A охлаждающей ткани, выполненной в соответствии с различными вариантами реализации изобретения, когда охлаждающие элементы находятся в сухом состоянии.
На фиг.1C показано поперечное сечение изображенной на фиг.1A охлаждающей ткани в соответствии с различными вариантами реализации изобретения, когда охлаждающие элементы находятся в сухом состоянии.
На фиг.1D в аксонометрии показана обратная сторона показанной на фиг.1A охлаждающей ткани в соответствии с различными вариантами реализации изобретения, когда охлаждающие элементы находятся во влажном состоянии.
На фиг.1E показано поперечное сечение изображенной на фиг.1A охлаждающей ткани в соответствии с различными вариантами реализации изобретения, когда охлаждающие элементы находятся во влажном состоянии.
На фиг.2 показано тепловое изображение структуры охлаждающих элементов на базовой ткани в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.
На фигурах 3A-3F показан ряд конкретных, не ограничивающих объем изобретения, примеров образцов отдельных охлаждающих элементов для использования в соответствии с различными вариантами реализации изобретения, и
на фигурах 4A-4F показан ряд конкретных, не ограничивающих объем изобретения, примеров образцов соединенных охлаждающих элементов для использования в соответствии с различными вариантами реализации изобретения.
Подробное описание вариантов реализации изобретения
В приведенном ниже подробном описании даны ссылки на прилагаемые чертежи, являющиеся частью описания, в которых показаны посредством демонстрационных вариантов возможности практического осуществления изобретения. Следует иметь в виду, что возможно применение других вариантов исполнения и возможны конструктивные и логически вытекающие изменения в рамках объема настоящего изобретения. Поэтому приведенное ниже подробное описание не должно восприниматься как ограничение, и границы вариантов реализации настоящего изобретения определяются прилагаемыми пунктами формулы изобретения и их эквивалентами.
Для понимания вариантов реализации настоящего изобретения различные операции могут быть описаны как ряд отдельных операций, однако то, что операции приведены в описании в определенном порядке, не означает, что указанные операции зависят от порядка их выполнения.
В описании возможно использование терминов, основанных на зрительном восприятии, например выше/ниже, назад/вперед и вверх/вниз. Такие термины используются только для упрощения описания и не ограничивают применение вариантов реализации настоящего изобретения.
В заявке могут использоваться термины «связанный» или «соединенный» со всеми их производными. Эти термины не следует рассматривать в качестве синонимов. Напротив, в отдельных вариантах реализации изобретения возможно использование термина «соединенный» для указания, что два и более элементов имеют прямой физический или электрический контакт друг с другом. Термин «связанный» также может означать, что два и более элементов имеют прямой физический или электрический контакт друг с другом. Однако «связанный» означает также, что два и более элементов не имеют прямого контакта, но объединены или взаимодействуют друг с другом.
В контексте описания фраза в виде «A/B» или «A и/или B» означает (A), (B) или (A и B). В контексте описания фраза в форме «по меньшей мере один из A, B, и C» означает (A), (B), (C), (A и B), (A и C), (B и C) или (A, B и C). В контексте описания фраза в форме «(A)B» означает B или (AB), то есть A является дополнительным элементом.
В описании возможно использование фраз «в варианте реализации изобретения» или «в вариантах реализации изобретения», относящихся к одному или более одинаковым или различным вариантам реализации изобретения. Кроме того, термины «содержащий», «включающий», «имеющий» и им подобные, используемые применительно к вариантам реализации настоящего изобретения, являются синонимами.
В различных вариантах реализации изобретения раскрыты ткани для одежды и других нательных принадлежностей, в которых могут использоваться массивы охлаждающих элементов, связанных или объединенных с основной тканью для обеспечения удаления влаги и отвода тепла, выделяемого телом, путем поглощения тепла и улучшения впитывания выделяемого пота и влаги при сохранении необходимых свойств базовой ткани. В различных вариантах реализации изобретения возможно использование охлаждающих элементов, содержащих гели или полимеры и/или материалы с фазовым переходом. В некоторых вариантах реализации изобретения возможны химические и/или физические изменения охлаждающих элементов под воздействием влаги и/или возможно поглощение ими энергии, вызывающее охлаждение кожи человека, носящего такую одежду. В некоторых вариантах реализации изобретения возможны конформационные изменения в результате химических и/или физических изменений, приводящие к растягиванию частей базовой ткани, таким образом, вызывая расширение пор ткани и улучшение воздухопроницаемости и/или впитывания влаги и пота основной тканью.
На фиг.1A в аксонометрии показан пример части одежды, сделанной из охлаждающей ткани, имеющей базовую ткань и охлаждающие элементы, размещенные на ней в соответствии с различными вариантами реализации изобретения. Как показано на фиг.1A, в различных вариантах реализации изобретения возможно размещение множества отдельных охлаждающих элементов 100 на базовой ткани 102 обычно в виде не сплошного массива, при этом некоторая часть базовой ткани между соседними охлаждающими элементами 102 открыта. В различных вариантах реализации изобретения, например в варианте, показанном на фиг.1A, возможно размещение охлаждающих элементов в массиве, состоящем из отдельных элементов, тогда как в других вариантах, рассмотренных подробно ниже, охлаждающие элементы размещены в связанной структуре. В некоторых вариантах реализации изобретения, например в варианте, показанном на фиг.1A, возможно выполнение каждого отдельного охлаждающего элемента в виде элемента с замкнутым контуром, например замкнутого кольца, квадрата, шестигранника или другой замкнутой формы, включающей в себя центральную часть 106 с открытой базовой тканью.
Как показано более подробно ниже, охлаждающие элементы 100 могут содержать один или несколько охлаждающих материалов, таких как охлаждающий гель или материал с фазовым переходом. В различных вариантах реализации изобретения возможно покрытие охлаждающими элементами 100 значительной площади поверхности базовой ткани 102 для достижения желаемой степени охлаждения, например, в различных вариантах реализации изобретения площадь покрытия поверхности охлаждающими элементами 100 составляет примерно 15-80%, 25-70%, 30-65% или 40-60%. Диапазон покрытия в различных вариантах реализации изобретения составляет примерно 20-85%, 30-75%, 35-65% или 40-60% от площади базовой ткани 102, не покрытой охлаждающими элементами. Обычно для выполнения желаемой функции базовой ткани 102 (например, растяжения, драпируемости, воздухопроницаемости, передачи паров влаги и/или впитывание влаги и пота) должна быть открыта достаточная площадь базовой ткани. Например, если открыта слишком малая часть базовой ткани, возможна утрата в значительной мере таких свойств, как прохождение паров влаги и/или проницаемость, даже несоразмерно с процентной долей покрытия.
В соответствии с различными вариантами реализации изобретения возможно использование базовой ткани 102 в качестве части любого вида одежды или белья, этот термин используют здесь для обозначения всего, что носят на теле, включая не только спортивную одежду, например облегающую одежду, футболки, шорты, рейтузы, нарукавники, повязки на голову и другую подобную одежду, верхний трикотаж, например жакеты, брюки, шарфы, шапки, перчатки, варежки и тому подобное, обувь, например туфли, сапоги, комнатные туфли и тому подобное, ночное белье, например пижамы, ночные сорочки и халаты, и дневное белье, например нижние рубашки, термобелье, майки, бюстгальтеры, носки, трикотажные изделия и другие подобные элементы одежды.
В различных вариантах реализации изобретения возможно размещение множества охлаждающих элементов 100 на базовой ткани 102, обладающей одним или несколькими желаемыми свойствами. Например, возможно применение составляющей основу базовой ткани 102, обладающей такими свойствами, как воздухопроницаемость, поглощающая способность, передача паров влаги и/или способность впитывать влагу и пот, необходимые обычно для нательной одежды, используемой как в помещении, так и на открытом воздухе. В некоторых вариантах реализации изобретения составляющая основу базовая ткань 102 может иметь другие желаемые характерные свойства, например износоустойчивость, антистатические характеристики, антибактериальное действие, водоотталкивающие свойства, огнестойкость, гидрофильность, гидрофобность, ветровое сопротивление, защита от ультрафиолетового излучения, эластичность, устойчивость к образованию пятен, несминаемость и тому подобные. В некоторых вариантах реализации изобретения области непокрытой базовой ткани 102 между охлаждающими элементами 100 и/или внутри охлаждающих элементов 100 обеспечивают возможность получения желаемых драпируемости, растяжения и/или фактуры. Конкретными примерами подходящих базовых тканей 102 являются нейлон, полиэфир, вискоза, хлопок, спандекс, шерсть, шелк или их смеси или другие материалы, имеющие необходимый вид, обеспечивающие соответствующие ощущения, вес, толщину, плетение, текстуру или другие желаемые свойства.
В различных вариантах реализации изобретения конфигурирование охлаждающего материала с обеспечением заданной части остающейся непокрытой охлаждающими элементами 100 базовой ткани 102 позволяет ткани выполнять необходимые функции и в то же время предоставляет достаточную площадь поверхности для охлаждающих элементов 100, обеспечивающих охлаждение тела в желаемой степени. В различных вариантах реализации изобретения возможно использование однослойной нательной одежды, содержащей один слой базовой ткани 102, в то время как в других вариантах возможно применение многослойной ткани, включающей в себя, например, один или несколько дополнительных слоев базовой или другой ткани. Например, возможно использование базовой ткани 102 в качестве тканевой прокладки для нательной одежды.
Далее рассмотрим фигуры 1B-1E. В различных вариантах реализации изобретения охлаждающие элементы 100 могут быть размещены таким образом и изготовлены из проводящего материала, что происходит поглощение вырабатываемого телом тепла. В некоторых вариантах реализации изобретения возможно применение охлаждающих элементов 100, изменяющих свои физические или химические свойства под воздействием влаги, например воды или пота, и эти физические или химические изменения в результате способны вызывать поглощение тепла, таким образом, обеспечивая охлаждения тела человека, носящего указанную одежду. На фиг.1B в аксонометрии показана нижняя сторона охлаждающей ткани, показанной на фиг.1A, а на фиг.1C показано поперечное сечение изображенной на фиг.1A охлаждающей ткани в соответствии с различными вариантами реализации изобретения, когда охлаждающие элементы находятся в сухом состоянии. В варианте реализации изобретения, показанном на фигурах 1B и 1C, охлаждающие элементы 100 расположены на нижней поверхности базовой ткани 102 (например, на обращенной к коже внутренней поверхности специальной одежды), так что охлаждающие элементы 100 находятся в удобном положении для поглощения выделяемого телом тепла и пота с кожи пользователя. Хотя на фигурах 1B и 1C показана охлаждающая ткань с охлаждающими элементами 100, связанными с нижней стороной базовой ткани 102, специалисту в данной области понятно, что в других вариантах реализации изобретения, вместо этого, возможна связь охлаждающих элементов 100 с верхней или наружной стороной базовой ткани 102 в зависимости от желаемых свойств охлаждающей ткани. В таких вариантах свойства впитывания пота и влаги или передача паров влаги базовой тканью позволяют выделяемой телом влаге (например, воде, водяным парам или поту) достигать элементов охлаждения 100, поскольку влага проходит через базовую ткань. В других вариантах реализации изобретения возможно, по крайней мере, частичное объединение или, по крайней мере, частичное проникновение охлаждающих элементов 100 в базовую ткань 102.
В одном конкретном варианте, не ограничивающем объем изобретения, возможно размещение охлаждающих элементов 100 на нижней или внутренней поверхности базовой ткани 102 таким образом, чтобы охлаждающие элементы 100 приняли выпуклую форму относительно поверхности кожи 104, и так, чтобы обычно в сухом состоянии они были отогнуты от тела (см., например, фигуры 1B и 1C). В показанном варианте реализации изобретения, когда охлаждающие элементы в сухом состоянии (см., например, фигуры 1B и 1C), подвергаются воздействию влаги, например воды, паров воды или пота, они способны поглощать влагу и претерпевать химические и/или физические изменения с поглощением выделяемого телом тепла, и в результате возможно также их конформационное изменение, в результате чего охлаждающие элементы 100 принимают вогнутую форму (см., например, фигуры 1D и 1E). Охлаждающие элементы 100, претерпевшие это конформационное изменение, можно рассматривать как находящиеся во «влажном состоянии», хотя специалисту в области, к которой относится изобретение, понятно, что охлаждающие элементы пользователь не воспринимает как влажные. В различных вариантах реализации изобретения возможно другое конформационное изменение, претерпеваемое охлаждающим элементом во «влажном состоянии», и возврат в «сухое состояние» по мере испарении воды из охлаждающего элемента. В различных вариантах реализации изобретения возможно многократное повторение этого процесса 100, 1000, 10000 и даже большее количество раз в течение срока службы ткани.
Как описано выше, в различных вариантах реализации изобретения в результате такого химического и/или физического изменения возможно преобразование энергии, позволяющее охлаждающим элементам 100 поглощать тепло, например, охлаждая кожу пользователя. В то же время в результате конформационного изменения возможно растяжение частей базовой ткани 102, например, в центральной зоне 106 каждого охлаждающего элемента 100, вызывающее расширение пор в плетении базовой ткани 102, тем самым улучшая воздухопроницаемость и способность впитывания пота и влаги базовой тканью 102 в этих зонах.
На фиг.2 в качестве примера показано тепловое изображение структуры охлаждающих элементов на базовой ткани в соответствии с различными вариантами реализации изобретения. Как показано на фиг.2, на тепловом изображении возможна регистрация охлаждающих элементов 100 как участков с более низкой температурой по сравнению с базовой тканью, например, при воздействии влаги. В различных вариантах реализации изобретения возможно использование охлаждающих элементов, содержащих охлаждающий гель и/или полимер, поглощающие тепло при воздействии влаги. В различных вариантах реализации изобретения охлаждающие гели и/или полимеры содержат, например, любой подходящий натуральный или синтетический полимерный материал, способный в сухом состоянии поглощать воду и сохранять воду в количествах, многократно превышающих собственный вес. Конкретными примерами натуральных смолистых веществ, использование которых возможно в качестве охлаждающих полимеров, являются, в частности, ксантан, агар, пектин, камедь плодоворожкового дерева, гидроксипропиловая гуаровая камедь, полиглюкоманнановая смола, катионная гуаровая смола, анионная гуаровая смола, альгинат, ирландский мох и гуммиарабик. Конкретными примерами целлюлозных полимеров, использование которых возможно в качестве охлаждающих полимеров, являются, в частности, метилцеллюлоза, этилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, карбоксиэтилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксиметилцеллюлоза и гидроксипропилцеллюлоза.
Конкретными примерами синтетических гидрогелевых полимеров, использование которых возможно в качестве охлаждающих гелей, являются, в частности, сшитые, набухающие в воде акриловые сополимеры. В конкретных вариантах реализации изобретения возможно применение синтетических гидрогелевых полимеров, включающих в себя, в частности, сополимеры, содержащие повторяющиеся блоки из одного или нескольких мономеров, выбираемых из (мет)акриловой кислоты, малеиновой кислоты, 2-(мет)акриломидо-2-митилпропаносульфаноловой кислоты, стиролсульфоната, винилсульфоновой кислоты и соответствующих солей аммония, амина и щелочных металлов, (мет)акриламид, виниловый спирт, винилацетат, малеиновый ангидрид, алкилвиниловые эфиры, винилморфолинон, винилпуридин, винилпирролидон и акрилонитрил и один и более сшивающих агентов, выбираемых из N,N'-метилен бис (мет)акриламида, (поли)этилен гликоль ди(мет)акрилата, (поли)пропилен гликоль ди(мет)акрилата, триметилпропан три(мет)акрилата, глицеринового три(мет)акрилата, глицеринового акрилат метилакрилата, этилен-оксид-модифицированный триметилпропан три(мет)акрилата, пентаэритрит тетра(мет) акрилата, дипентаэритрит гекса(мет)акрилата, триаллил цианурата, триалил изоцианурата, триалил фосфата, триалил амина, поли(мет)алилоксиалканеса, (поли)этилен гликольдиглисидил эфира, глицеринового диглисидил эфира, этилен гликоля, полиэтилен гликоля, пропилен гликоля, глицерина, пентаэритритола, этидендиамина, этилен карбоната, пропилен карбоната, полиэтиленимина, глицедил (мет)акрилата, диалиловой сахарозы, триалиловой сахарозы триалил амина и триалил метил амониум хлорида. Другие конкретные примеры охлаждающих полимеров включают парафин (CnH2n2+), жирные кислоты (CH3(CH2)2nCOOH), гидраты солей (MnH2O), гигроскопические материалы, триметилолетан и лауриновую кислоту. В конкретных вариантах реализации изобретения возможно использование охлаждающего геля, содержащего полиакрилат и/или полиакрилат натрия, смешанный или поперечно связанный на молекулярном уровне с нерастворимым компаундом, например с полиуретаном.
Другие конкретные, не ограничивающие возможности реализации, примеры включают сополимеры стиролового блока, являющиеся термопластичными эластомерами, которые могут включать по меньшей мере три блока, например два концевых блока жесткого полистирола и один средний мягкий эластомерный блок (например, на основе полибутадиена, полиизопрена и их гидрогенизованных эквивалентов). В различных вариантах реализации изобретения возможны несмешиваемые жесткие и мягкие блоки, так что на микроскопической шкале блоки полистирола образуют отдельные домены в резиновой матрице, тем самым обеспечивая физические поперечные связи с резиной.
Другие примеры возможных охлаждающих полимеров и способы их изготовления описаны, в частности, в патентах США №№6,469,080, 6,399,668, 6,127,454, 6,087,002, 5,244,735, 4,925,603 и 4,734,478. Дополнительные примеры охлаждающих полимеров, использование которых возможно в элементах с требуемыми эксплуатационными характеристиками, включают в себя, в частности, полимеры торговых марок ALCOSORB®, компания Ciba Specialty Chemicals, Чатанога, Тенесси, DRYTECH® компания Dow Chemical Company, Мидленд, Мичиган; NORSOCRYL®, AQUAKEEP®, компания Atofina, Париж, Франция, HYDROSORB™, компания HYDROSORB Inc., Ориндж, Калифорния и AQUALIC СА, компания Nippon, Shokubai Co., Ltd., Осака, Япония.
В других вариантах реализации изобретения возможно использование охлаждающих элементов на основе материалов с фазовым переходом. Вообще говоря, материалы с фазовым переходом обладают способностью поглощения или освобождения тепловой энергии для снижения или исключения передачи тепла в диапазоне стабилизации температуры конкретного материала с фазовым переходом. В различных вариантах реализации изобретения материал с фазовым переходом способен подавлять или прекращать поток тепловой энергии во время, когда этот материал поглощает или выделяет тепло, обычно в процессе фазового перехода. В различных вариантах реализации изобретения это действие возможно в течение короткого времени, например, оно возможно как барьер для тепловой энергии, пока все скрытое тепло материала, стабилизирующего температуру, поглощается или выделяется в процессе нагревания или охлаждения. В различных вариантах реализации изобретения возможно сохранение тепловой энергии в материале с фазовым переходом или вывод ее из этого материала и возможна эффективная перезарядка с помощью источника тепла или холода. В различных вариантах реализации изобретения за счет выбора соответствующего материала с фазовым переходом возможно создание элемента с рабочей характеристикой для конкретного применения, где желательна стабилизация температуры. В различных вариантах реализации изобретения возможно использование двух и более материалов с фазовым переходом с учетом конкретных температурных диапазонов и возможно смешивание таких материалов.
В различных вариантах реализации изобретения материалы с фазовым переходом, позволяющие использовать их, как здесь описано, обычно содержат парафиновые углеводороды, имеющие от 13 до 28 атомов углерода. В различных вариантах реализации изобретения точка плавления парафиновых углеводородов гомологического ряда непосредственно связана с числом атомов углерода, как показано в следующей таблице.
| Название соединения | Количество атомов углерода | Точка плавления (°C) |
| n-октакозан | 28 | 61,4 |
| n-гептакозан | 27 | 59,0 |
| n-гексакозан | 26 | 56,4 |
| n-пентакозан | 25 | 53,7 |
| n-тетракозан | 24 | 50,9 |
| n-трикозан | 23 | 47,6 |
| n-докозан | 22 | 44,4 |
| n-генэйкозан | 21 | 40,5 |
| n-эйкозан | 20 | 36,8 |
| n-нонадекан | 19 | 32,1 |
| n-октадекан | 18 | 28,2 |
| n-гептадекан | 17 | 22,0 |
| n-гексадекан | 16 | 18,2 |
| n-пентадекан | 15 | 10,0 |
| n-тетрадекан | 14 | 5,9 |
| n-тридекан | 13 | -5,5 |
В различных вариантах реализации изобретения могут использовать различные способы постоянного соединения охлаждающих элементов 100 с основной тканью 102, в частности путем склеивания, теплового прессования, печати или сшивания. В некоторых вариантах возможно соединение охлаждающих элементов с базовой тканью с помощью высокочастотной сварки, например сварки с применением радио или ультразвуковых частот. В некоторых вариантах возможно соединение охлаждающих элементов с базовой тканью с помощью нанесения гравированного покрытия. В некоторых конкретных, не ограничивающих возможности реализации, примерах в процессе нанесения гравированного покрытия используют валик для гравировки, проходящий в ванне для нанесения покрытия, в которой выгравированные точки или линии валика заполняются покрывающим материалом (например, гелем, используемым для охлаждающих элементов). Избыточное покрытие валика может быть снято с помощью лезвия, после чего производится нанесение покрытия на основу (например, базовую ткань), когда она проходит между гравировочным и нажимным валиками. В различных вариантах реализации изобретения процесс покрытия с помощью гравирования возможен с использованием прямой, обратной или различной офсетной печати, и в различных вариантах реализации изобретения возможно регулирование плотности покрытия за счет содержания сухого вещества, дозировки, глубины рисунка и/или скорости гравировочного валика.
В различных вариантах реализации изобретения элементы из материала с управляемой передачей тепла, могут быть расположены в виде рисунка, имеющего вид сплошного или не сплошного массива. Например, как показано на фигурах 3A-3F, возможно применение массива охлаждающих элементов, имеющих форму замкнутой петли, например форму кольца, приклеенных или закрепленных иным образом на базовой ткани в виде желаемого рисунка. Такая структура обеспечивает охлаждение пользователя, в то же время она позволяет выполнять желаемые функции базовой ткани (например, пропускать воздух и выводить пары влаги через ткань для снижения количества накапливаемой влаги). В различных вариантах реализации изобретения такие не сплошные, дискретные, отдельные элементы могут иметь форму колец, треугольников, квадратов, пятиугольников, шестиугольников, восьмиугольников, звезд, крестов, полумесяцев, овалов или возможны любые другие элементы с фактически замкнутым контуром, содержащие внутри замкнутого контура центральную часть, на которой базовая ткань оставлена открытой.
Хотя в вариантах реализации, показанных на фигурах 3A-3F, охлаждающие элементы показаны как отдельные дискретные элементы, в некоторых альтернативных исполнениях возможно такое размещение охлаждающих элементов, при котором они соединены друг с другом, например, в виде сетчатого рисунка или любого другого рисунка, допускающего частичное покрытие базовой ткани. Например, как показано на фигурах 4A-4F, возможна конфигурация охлаждающих элементов, размещенных на базовой ткани частично или полностью, в виде множества и возможно использование комбинированного рисунка, содержащего как отдельные элементы (подобные показанным на фигурах 3A-3F), так и связанные геометрические рисунки (как изображенные на фигурах 4A-4F). В различных вариантах реализации изобретения возможен симметричный, упорядоченный, случайный и/или асимметричный рисунок охлаждающих элементов. Кроме того, как рассматривается ниже, возможно размещение набора охлаждающих элементов на базовой ткани в наиболее важных местах для улучшения эксплуатационных показателей нательной одежды. В различных вариантах реализации изобретения возможно также варьирование размеров охлаждающих элементов и/или промежутков между ними в различных частях нательной одежды, чтобы обеспечить баланс между улучшенными характеристиками охлаждения и сохранением функциональных свойств базовой ткани.
В некоторых вариантах реализации изобретения доля площади поверхности базовой ткани, покрытой охлаждающими элементами, по отношению к поверхности базовой ткани, оставшейся непокрытой охлаждающими элементами, составляет примерно от 25% до 67%. Было показано, что в этом диапазоне обеспечивается надлежащий баланс охлаждающих характеристик и желаемых свойств базовой ткани (например, воздухопроницаемости или впитывания пота и влаги). В отдельных вариантах реализации изобретения эта доля покрытия площади поверхности может находиться в пределах примерно от 30% до 65% или примерно от 40% до 60%.
В различных вариантах реализации изобретения возможно изменение размещения, структуры и/или коэффициента покрытия охлаждающих элементов. Например, возможна концентрация охлаждающих элементов на определенных участках, где охлаждение имеет более важное значение (например, в центральной части тела), и возможно наличие участков, где нет или очень немного охлаждающих элементов, там, где важнее обеспечить функцию, связанную со свойствами базовой ткани. В различных вариантах реализации изобретения для оптимизации, например, потребностей охлаждения и воздухопроницаемости возможны различные коэффициенты покрытия разных участков нательной одежды, например 67% для грудной клетки и 30% для конечностей.
В различных вариантах реализации изобретения возможно применение охлаждающих элементов с наибольшими размерами (или с наименьшими размерами промежутков между ними) в центральных частях тела для улучшения их охлаждения, и возможно применение охлаждающих элементов с наименьшими размерами (или с наибольшими промежутками между ними) на периферийных участках тела. В некоторых вариантах реализации изобретения возможно постепенное изменение степени покрытия охлаждающих элементов по всей одежде, как необходимо для местного охлаждения.
Несмотря на то, что в данном описании приведены и проиллюстрированы некоторые варианты реализации изобретения, специалисту понятно, что в пределах объема настоящего изобретения, вместо показанных и описанных вариантов реализации, могут быть использованы альтернативные и/или эквивалентные, предназначенные для достижения таких же результатов. Специалистам понятно, что реализация вариантов настоящего изобретения возможна множеством различных способов. Настоящая заявка охватывает любые варианты или модификации рассмотренных здесь исполнений изобретения. Поэтому очевидно, что варианты реализации настоящего изобретения ограничены только пунктами формулы изобретения и их эквивалентами.
1. Охлаждающая ткань для использования в одежде, содержащая:
базовый материал, являющийся проницаемым для воздуха или водяных паров или обладающий влагопередающими или теплопередающими свойствами, и
массив охлаждающих элементов, связанных с первой стороной базового материала и выполненных с возможностью поглощения тепла под воздействием влаги, причем охлаждающие элементы расположены таким образом и с такими промежутками, что базовый материал частично сохраняет указанные свойства проницаемости для воздуха или водяных паров, или влагопередающие, или теплопередающие свойства.
2. Охлаждающая ткань по п. 1, в которой охлаждающие элементы содержат охлаждающий полимер, материал с фазовым переходом или комбинацию указанных материалов.
3. Охлаждающая ткань по п. 1, в которой охлаждающие элементы выполнены так, что при воздействии влаги претерпевают конформационное изменение.
4. Охлаждающая ткань по п. 3, в которой конформационное изменение улучшает передачу паров влаги через охлаждающую ткань.
5. Охлаждающая ткань по п. 3, в которой конформационное изменение включает в себя изменение выгнутого профиля на вогнутый.
6. Охлаждающая ткань по п. 3, в которой конформационное изменение приводит к растяжению участка базового материала.
7. Охлаждающая ткань по п. 6, в которой базовый материал имеет поры и растянутый базовый материал имеет расширенные поры.
8. Охлаждающая ткань по п. 7, в которой расширенные поры имеют конфигурацию, усиливающую проницаемость базового материала для воздуха или водяных паров, или влагопередачу, или теплопередачу.
9. Охлаждающая ткань по п. 1, в которой базовый материал содержит впитывающую влагу ткань.
10. Охлаждающая ткань по п. 1, в которой охлаждающие элементы покрывают примерно от 25% до 67% площади поверхности базового материала.
11. Охлаждающая ткань по п. 10, в которой охлаждающие элементы покрывают примерно от 40% до 60% площади поверхности базового материала.
12. Охлаждающая ткань по п. 1, в которой максимальное расстояние между охлаждающими элементами составляет менее 1 см.
13. Охлаждающая ткань по п. 1, в которой минимальное расстояние между охлаждающими элементами составляет более 1 мм.
14. Охлаждающая ткань по п. 1, в которой охлаждающие элементы включают в себя элементы с замкнутым контуром.
15. Охлаждающая ткань по п. 1, в которой охлаждающие элементы соединены между собой.
16. Охлаждающая ткань по п. 1, в которой первая сторона базового материала обращена к телу пользователя.
17. Способ изготовления охлаждающей ткани, включающий этапы, на которых:
выбирают базовый материал, являющийся проницаемым для воздуха или водяных паров или обладающий влагопередающими или теплопередающими свойствами, и
соединяют базовый материал с массивом охлаждающих элементов, выполненных с возможностью поглощения тепла при воздействии влаги, причем охлаждающие элементы расположены таким образом и с такими промежутками, что базовый материал частично сохраняет указанные свойства проницаемости для воздуха или водяных паров, или влагопередающие, или теплопередающие свойства.
18. Способ по п. 17, в котором охлаждающие элементы содержат охлаждающий полимер, материал с фазовым переходом или комбинацию указанных материалов.
19. Способ по п. 17, в котором охлаждающие элементы выполнены так, что они претерпевают конформационное изменение при воздействии влаги.
20. Способ по п. 19, в котором конформационное изменение приводит к растяжению участка базового материала.
