專利名稱：功能性室外衣服的制作方法
技術領域：
為了滿足消費者對于生理穿著舒適性和功能性能的需求，現(xiàn)代化的室外衣服中采用了越來越多的創(chuàng)新科技來抵抗多變的環(huán)境條件和各種鍛煉活動。本發(fā)明涉及具有精密液體水分管理和緩沖行為的功能性室外衣服設計和制造。
背景技術：
衣物系統(tǒng)的基本功能是作為屏障來保護人體抵抗外部環(huán)境并且調整身體及其環(huán)境之間的熱交換和水分交換。同時，其還產(chǎn)生一定的可能是愉悅的的舒適感覺，或者由于皮膚和織物之間的接近且連續(xù)的相互作用而是不愉悅的。衣物中的溫度和水分分布及其傳輸行為、機械相互作用(例如皮膚和衣物之間的相對運動、摩擦和變形)已經(jīng)被廣泛地認識到 是影響舒適感覺、甚至穿著者在各種穿著條件下的生存的重要因素。功能性能和舒適行為對于室外衣服而言是極其重要的，室外衣服可用作可能經(jīng)受多變環(huán)境條件和各種鍛煉活動的人員的保護裝置。長久以來，已經(jīng)認識到衣物的熱和水分傳遞行為對于人類生存是極其重要的。影響衣物的熱行為的因素將會包括干熱絕緣、水分和蒸氣透過衣物的傳遞、與衣物的熱交換(傳導、對流、輻射、蒸發(fā)和冷凝)、壓縮、泵運效果、空氣穿透、主體姿態(tài)(subject posture),等等。例如,在山間徒步旅行可能是，當徒步旅行者早晨處于山腳時，外面是晴朗且炎熱的，但是山頂處卻正在下雪?；顒铀揭部赡軓耐讲铰眯衅陂g的強水平變化到休息和比較期間的低水平。另一個可常常觀察到的現(xiàn)象是滑雪之后在滑雪服的內表面處聚集了液滴，并且使得穿著者感覺非常不舒服。這兩個例子揭示了熱和水分傳遞行為在室外衣服設計中扮演著重要的角色。基于功能性織物和衣服方面的文獻回顧，已經(jīng)在該領域廣泛研究了許多現(xiàn)有的創(chuàng)新技術。例如，US2009093179、CN101333282(A)公開了一種方法，其用于用具有多層膜結構的防水且水分可透過紡織原料來制備織物。CN201139120(Y)公開了一種制備納米遠紅外陰離子多功能運動鞋的方法，該運動鞋是抗菌的、防水的、水分可透過的、抗磨損的以及防滑的。這種類型的已出版專利涉及織物的功能增強。在室外衣服設計方面，CN201097636 (Y)教導了一種使用水冷卻來設計衣服的方法；US2008196140(A1)公開了一種具有體溫調節(jié)性能的衣服，其包括前袋、位于前袋后面的前囊以及兩個側通風開口，前袋具有側進入開口以便在不活動期間將手放在其內或取暖。US2007210051 (Al)報導了一種制備透氣的加熱器元件的方法，該加熱器元件用于衣服或用于衣服的襯里，例如室外夾克；DE102004007811(A1)教導了一種摩托車夾克設計，其具有兩層結構和可調節(jié)的通風結構；FR2857830(A1)公開了一種在后背和肩部處具有特殊設計的衣服結構，以增加抗磨損性。W02006098641(A2)提供了一種方法來增大熱絕緣；W02006085947 (A2)進一步教導了軍事戰(zhàn)斗制服，其使用無紡復合織物以提供防火性質。另一方面，從生理角度看，人一衣物一環(huán)境是物理、感覺、心理和信息意義上的動態(tài)的相互作用系統(tǒng)。成年人在舒適環(huán)境條件下口測的正常體溫的范圍在36. 3°C和37. I0C之間。通過多個溫度調節(jié)機制將芯溫度維持成接近于37. (TC。通過用身體和環(huán)境之間交換的熱來平衡由身體產(chǎn)生的熱，從而維持該溫度。身體所產(chǎn)生的熱是新陳代謝化學反應的副產(chǎn)物，并且由新陳代謝釋放的能量的約43%被用于完成生物工作。剩余的能量作為熱損失掉。體溫高于和低于“正?！彼降淖兓蓳p害鍛煉行動。生理溫度調節(jié)獨立于清醒的自主行為，而行為性溫度調節(jié)通過清醒行為來運轉，并且清醒行為包括諸如改變活動水平、更換衣服之類的動作。生理學者的現(xiàn)有研究成果公開了體溫是通過對于熱損失平衡產(chǎn)熱來控制的。存在三種獨立的產(chǎn)熱機制，包括基礎產(chǎn)熱、顫抖和自主鍛煉，對于普通成年人而言，這將會分別產(chǎn)生大約70-100 Kcal/hr、500 Kcal/hr以及300-1100 Kcal/hr的能量。并且，熱調節(jié)控制系統(tǒng)已經(jīng)被皮膚血流、出汗和顫抖影響。皮膚血流被調節(jié)以改變皮膚溫度，以便減小或增大熱損失，其被假定為受來自皮膚和中央芯的溫度信號控制。
出汗是一種從身體釋放過多熱量的有效機制，出汗由汗腺決定，汗腺產(chǎn)生調整的出汗。汗腺受平均體溫信號和皮膚體溫信號控制。Guyton和HalI在2000年發(fā)現(xiàn)對于不適應環(huán)境的人幾乎不會達到I L/hr，而對于良好適應環(huán)境的人可出汗多至2-3 L/hr，當汗蒸發(fā)時，帶走約十倍的基礎身體產(chǎn)熱。此外，Randall在1946年報導了身體上的汗腺分布不是均勻的，最密集的地方在手背，隨后是伸肌表面、魚際隆起和胸部。該成果還表明身體各部分的出汗量也是不同的，并且對于衣服設計而言，水分傳遞行為的要求是不同的。有兩種類型的出汗，即不可感知的流汗和可感知出汗，其中，不可感知流汗是不可控制的并且在其作為皮膚上的水分被感知之前就已經(jīng)蒸發(fā)了。出汗受熱調節(jié)機制控制并且可作為皮膚上的水分被感知。通常，皮膚上的溫度約為33°C，并且例如在滑雪運動時，環(huán)境溫度可在_20°C。所想到的是，在衣服厚度的方向上存在從皮膚溫度下降到環(huán)境溫度的溫度梯度場。在它們中間，應當考慮兩個特殊的溫度點。兩個溫度點之一是露點，其涉及溫度和相對濕度(RH)。溫度越低，則RH越低并且越容易出現(xiàn)冷凝。另一個溫度點是冰點(0°C )，在冰點時，水將會改變其相態(tài)到固體冰。從以上分析可知，在寒冷環(huán)境(低于0°C)中，空氣中存在的水蒸氣含量較低，并且難以傳遞穿過衣服的外殼層，其斷言具有諸如驅水、擋風和透氣的性能?，F(xiàn)有技術教導人們在許多特定方面和方式中改善舒適性和/或功能性能，但是現(xiàn)有技術中極少能完整地將穿著者的生理反應、衣物系統(tǒng)和環(huán)境考慮為整個系統(tǒng)來設計室外衣服并且滿足各種環(huán)境條件和活動的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是設計一種室外衣服，其具有熱絕緣、基于材料功能性質的液體/水蒸氣傳遞行為、心理和生理要求的優(yōu)化平衡。通過根據(jù)本發(fā)明的具有多層結構的功能性室外衣服來實現(xiàn)該目的，所述功能性室外衣服具有織物，該織物具有至少三個限定的功能區(qū)域，即用于保護胸部和上背的上軀干部(trunk)、用于保護胃部區(qū)域和下背的下軀干部以及肩部區(qū)域，該肩部區(qū)域至少分配到穿著者身體的肩部，其中，所述功能區(qū)域包括不同的絕緣等級，并且其中，所述上軀干部具有最聞的絕緣等級。雖然該室外衣服具有特殊設計，但是在穿著本發(fā)明的衣服期間，身體的芯總是具有穩(wěn)定的溫度水平。另一個優(yōu)點是由于上軀干部的相對高的絕緣等級而避免了穿著者身體的半身或軀干的嚴重冷卻。根據(jù)本發(fā)明的進一步發(fā)展，尤其有利地設置的是，下軀干部的絕緣等級高于肩部區(qū)域的絕緣等級。下軀干部具有比肩部區(qū)域更高的表面，并且其接觸表面直接暴露于風雨，這使得有必要讓胃部區(qū)域和下背受到比身體的肩部更好的保護。具體地，功能區(qū)域由具有三層的織物制成，該具有三層的織物具有內皮膚層、外皮膚層和芯層。外皮膚層各自地織物的外殼是防水的，其中，外皮膚層由防水性高于3000 mmH20、優(yōu)選地高于的6000 mm H2O的材料制成，并且具有高于3000 g/m2日、優(yōu)選地高于8000
g/m2日的水蒸氣滲透率。不同功能區(qū)域的芯層由具有各種厚度等級的絕緣材料制成。芯層具有不同的特定功能(諸如熱絕緣或調節(jié))并且滿足對于現(xiàn)代水分管理或緩沖材料的預期?；貪裥酝ǔ８哂?3%并且小于15%。每個功能區(qū)域的芯層在所述功能區(qū)域的整個面積上延伸。優(yōu)選地，絕緣材料由約30%羊毛和約70%合成線制成。替代地，根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的衣服的另一進一步發(fā)展設置的是，功能區(qū)域的芯層由具有各種絕緣值的不同絕緣材料制成。應用具有各種絕緣值的不同絕緣材料的優(yōu)點是，衣服的多層結構的厚度可相對恒定?？苫诳寺逯?、材料導熱率或熱阻以及環(huán)境條件來選擇熱絕緣。ISO 9920、ISO 11079和ISO 11092被引用來確定衣物系統(tǒng)。需要在不同環(huán)境溫度和活動下的克洛值。內皮膚層是具有給定回濕性特征和優(yōu)異透氣性的材料。此外，內皮膚層實現(xiàn)了對于現(xiàn)代水分管理性能的預期，其中，OMMC高于0. 5，優(yōu)選地OMMC高于0. 8。另外，緊挨著皮膚的內皮膚層必須是溫暖、干燥、柔軟和平滑的。因此，衣服具有高度的穿著舒適性。下軀干部的面積度量(square measure)是上軀干部的面積度量的約兩倍。兩個功能區(qū)域相互的表面百分比的構造的優(yōu)點是避免了身體上部的嚴重冷卻或過熱。再一次，肩部區(qū)域具有比上軀干部更小的面積度量。衣服還包括兩個另外的功能區(qū)域，其中，一個區(qū)域形成為衣領，并且另一個區(qū)域構造為腋窩區(qū)域。衣領特別地保護身體的頸部，并且衣袖以及上和下軀干部中間的兩個腋窩區(qū)域使得能夠通過通風通道進行良好的水分傳輸。上軀干部由防水外皮膚層、高回濕性和高熱絕緣構成的輕質芯層以及具有水分管理的內皮膚層制成。根據(jù)本發(fā)明的進一步發(fā)展，所設置的是，下軀干部并且尤其是衣領包括防水外皮膚層、高回濕性和高熱絕緣構成的輕質芯層以及驅水內層。肩部區(qū)域包括肘部和衣袖的端部，并且也具有防水外皮膚層、高回濕性和輕質的較薄的且可壓縮襯料構成的芯層以及包括水分管理的彈性內皮膚層。身體的每個腋窩下面的腋窩區(qū)域至少包括具有高水分輸送的輕質外皮膚層以及具有水分管理特性和通風通道的內皮膚層。在穿著期間，身體、室外衣服和環(huán)境之間的熱和水分相互作用是兩個交換過程。第一個過程是身體和環(huán)境之間的熱交換，并且第二個過程是身體和環(huán)境之間的水分交換。在穿著期間，應當維持芯溫度一致以控制衣服的熱調節(jié)行為并且允許汗(液體/蒸氣)從身體傳遞到環(huán)境并且防止液體(雨)從外側穿透到內側。
從文獻中總結而來，人類生理特征和分布的分析建立了本發(fā)明的可持續(xù)基礎?；诃h(huán)境、鍛煉活動行為和生理反應的分析，為這種創(chuàng)造性的室外衣服設計限定了五個特殊的身體區(qū)域，其具有不同的材料性能要求。下表示出了每個功能區(qū)域的要求的總結。
權利要求
1.具有多層結構的功能性室外衣服，包括 織物，所述織物具有至少三個限定的功能區(qū)域，即用于保護胸部和上背的上軀干部(2，3)、用于保護胃部區(qū)域和下背的下軀干部(4)以及肩部區(qū)域(5)，所述肩部區(qū)域(5)至少分配到穿著者身體的肩部，其中，所述功能區(qū)域包括不同的絕緣等級，并且其中，所述上軀干部(2, 3)具有最聞的絕緣等級。
2.如權利要求I所述的衣服，其中，所述下軀干部(4)的絕緣等級高于所述肩部區(qū)域(5)的絕緣等級。
3.如權利要求I或2所述的衣服，其中，所述功能區(qū)域由具有內皮膚層、外皮膚層和芯層的三層織物制成。
4.如權利要求3所述的衣服，其中，不同的功能區(qū)域的芯層由具有各種厚度等級的絕緣材料制成。
5.如權利要求3或4所述的衣服，其中，所述功能區(qū)域的芯層由具有各種絕緣值的不同絕緣材料制成。
6.如權利要求4或5所述的衣服，其中，所述絕緣材料包括約30%羊毛和約70%合成線。
7.如權利要求3至6中任一項所述的衣服，其中，所述內皮膚層是具有給定回濕性特性的材料。
8.如權利要求I至7中任一項所述的衣服，其中，所述下軀干部(4)的面積度量是所述上軀干部(2, 3)的面積度量的約兩倍。
9.如權利要求I至8中任一項所述的衣服，還包括兩個另外的功能區(qū)域，其中，一個區(qū)域形成為衣領(6)，并且另一個區(qū)域構造為至少一個腋窩區(qū)域(7，8)。
10.如權利要求I至9中任一項所述的衣服，其中，所述上軀干部(2，3)由防水外皮膚層、高回濕性和高熱絕緣構成的輕質芯層以及具有水分管理的內皮膚層制成。
11.如權利要求I至10中任一項所述的衣服，其中，所述下軀干部(4)包括防水外皮膚層、高回濕性和高熱絕緣構成的輕質芯層以及驅水內層。
12.如權利要求I至11中任一項所述的衣服，其中，所述肩部區(qū)域(5)具有防水外皮膚層、高回濕性和輕質的較薄的且可壓縮襯料構成的芯層以及包括水分管理的彈性內皮膚層。
13.如權利要求8至12中任一項所述的衣服，其中，所述腋窩區(qū)域(7，8)包括具有高水分輸送的輕質外皮膚層以及具有水分管理特性和通風通道的內皮膚層。
全文摘要
一種具有多層結構的功能性室外衣服包括織物，所述織物具有至少三個限定的功能區(qū)域，即用于保護胸部和上背的上軀干部(2，3)、用于保護胃部區(qū)域和下背的下軀干部(4)以及肩部區(qū)域(5)，所述肩部區(qū)域(5)至少分配到穿著者身體的肩部，其中，所述功能區(qū)域包括不同的絕緣等級，并且其中，所述上軀干部具有最高的絕緣等級。
文檔編號A41D3/00GK102802454SQ200980163115
公開日2012年11月28日 申請日期2009年10月23日 優(yōu)先權日2009年10月23日
發(fā)明者王雄浩 申請人:杰夫格林有限公司