專利名稱：小環(huán)境氣候調(diào)節(jié)的服裝和組合結(jié)構(gòu)的制作方法
背景技術(shù)：
在要求主動(dòng)保護(hù)的領(lǐng)域，人們需要一種改進(jìn)的、輕重量的多功能服裝和裝備，它們可在變化的環(huán)境中長(zhǎng)期穿著。單個(gè)裝備或服裝是符合要求的，它能經(jīng)受各種挑戰(zhàn)、減少攜帶額外的特殊裝備的需要、并可滿足輕重量的需要。這種服裝對(duì)緊急救援人員、軍人及戶外作業(yè)人員來說是很有用的。
具備小環(huán)境氣候調(diào)節(jié)的服裝能隔離外界的極限溫度，同時(shí)也通過促進(jìn)來自皮膚的正常的濕度蒸發(fā)而保持舒適和健康，這種服裝在性能和簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方面均具有技術(shù)上的優(yōu)越性。為了提供隔離或熱傳導(dǎo)功能，有一些其它類似的結(jié)構(gòu)，它們依賴笨重或技術(shù)復(fù)雜的內(nèi)部材料。例如一些服裝中采用敞開微孔的泡沫材料，它們放置在穿著者皮膚的附近，起到熱隔離件和促進(jìn)來自皮膚的濕氣靜態(tài)傳送到第二吸收層的作用。這種泡沫材料的可呼吸性是有限的。另外，由于吸收層捕獲了濕氣，因此會(huì)由于濕氣飽和、細(xì)菌在吸收層中生長(zhǎng)而縮短服裝的穿著時(shí)間。
其它的先有技術(shù)的服裝采用含有相變的熱傳導(dǎo)材料的隔離袋。這種設(shè)計(jì)的選擇性功能依賴于采用冰，將冰放在服裝袋中。顯然這種服裝作為使用場(chǎng)合來說用途有限，僅適用于短期和嚴(yán)重情況。
另一種設(shè)計(jì)采用具有通道的水泡式結(jié)構(gòu)，通道中可用泵壓入流體。在水泡式結(jié)構(gòu)的通道中，放入封閉微孔泡沫的固態(tài)帶狀物，以迫使通道保持其所需要的形狀，使通道與穿著者的皮膚接觸區(qū)最大。為了使流體可在通道中流動(dòng)，通道壁必須可以膨脹，從而使流體可在封閉微孔泡沫的固態(tài)帶狀物周圍流動(dòng)。使流體流過這種結(jié)構(gòu)的泵的壓力會(huì)帶來問題，該壓力會(huì)使服裝比所需要的要硬，并對(duì)通道壁產(chǎn)生大的壓力。在這種結(jié)構(gòu)中，僅能有效地采用一種流體。由于流體必須圍繞著封閉微孔泡沫的帶狀物流動(dòng)，至少部分流體將在封閉微孔泡沫上方的通道內(nèi)流動(dòng)，該部分流體對(duì)相對(duì)于穿著者身體的傳熱無益。通過使通道保持所需要的形狀，封閉微孔泡沫的帶狀物可起到隔離部分流體流動(dòng)的作用，亦即它不能起作用。另外，采用封閉微孔泡沫的固態(tài)帶狀物在通道出現(xiàn)皺紋或通道受壓時(shí)，阻止了流體的流動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種含有高溫度蒸汽傳導(dǎo)區(qū)的可呼吸的隔離服裝，它可防止?jié)衿东@在服裝中而由于飽和而縮短穿著時(shí)間，并可限制微生物生長(zhǎng)。本發(fā)明由于服裝的設(shè)計(jì)和性能而可在場(chǎng)地上長(zhǎng)期使用。本發(fā)明還特別提供了服裝中的通路，即使在通路受壓時(shí)，流體、液體或氣體可流過該通路，在下面的說明書中或通過對(duì)本發(fā)明的實(shí)施可以看出本發(fā)明還具有附加的優(yōu)點(diǎn)。
按照本發(fā)明的目的，提供一種組合結(jié)構(gòu)、一種織物和制造服裝和組合結(jié)構(gòu)的方法，用以控制和調(diào)節(jié)靠近穿著者皮膚的小環(huán)境氣候。該組合結(jié)構(gòu)最好是織物，該織物含有一個(gè)可呼吸的第一基層，使第一基層最好具有每天每平方米至少約500克的濕蒸汽傳遞率。一層外蓋材料固定到第一基層上，形成至少一封閉的通路。該外蓋材料至少部分地形成通路的壁，第一基層也可形成部分壁。最好外蓋材料形成通路的所有的壁。
通路壁內(nèi)含有的填充材料允許流體盤旋地流過該通路。填充材料是紡織材料，最好是纖維、紗線、條帶、絮墊或如針織物、編織物或無紡布那樣的織物，這些結(jié)構(gòu)增加了通路壁的穩(wěn)定性。另外。通路內(nèi)組合在一起或單獨(dú)在通路內(nèi)的填充材料的多孔性使流過通路的流體可流過填充材料。該填充材料在基本不妨礙流體通過的情況下減慢了流體的流動(dòng)。形成通路的外蓋材料在第一基層的表面區(qū)域上形成一個(gè)圖案，該圖案可使組合結(jié)構(gòu)能被用來控制該結(jié)構(gòu)周圍的小環(huán)境氣候。
一種為穿著者提供小環(huán)境氣候控制的服裝制品，包括可呼吸的第一基層，外蓋材料固定到該第一基層上，由此在第一基層上形成至少一個(gè)通路。外蓋材料形成至少部分通路的壁。該通路在第一基層表面區(qū)域上形成一個(gè)圖案。填充材料包含在由外蓋材料形成的通路的壁內(nèi)。該填充材料最好是紡織品。作為整體或單獨(dú)地在通路壁內(nèi)的填充材料具有足夠的孔，以允許流體流過通路內(nèi)的填充材料。填充材料增加了支撐通路壁的結(jié)構(gòu)，同時(shí)對(duì)流體在通路內(nèi)的流動(dòng)沒有大的妨礙。外蓋材料上可形成流體進(jìn)口和出口，連接器連到其上，以使該通路可連到小型熱交換器上和其它服裝的其它通路或同一件服裝內(nèi)的別的板片上。
制造一種用于對(duì)穿著者提供小環(huán)境氣候控制的服裝的方法包括提供一第一基層板片。一片外蓋材料固定到第一基層板片上，外蓋材料形成至少一個(gè)位于第一基層板片表面區(qū)域上的通路，從而使該服裝能有效地調(diào)節(jié)由服裝覆蓋的穿著者身體的周圍部分的小環(huán)境氣候。具有允許流體流過的孔的填充材料在通路形成之前，放在外蓋材料的下方、兩片外蓋材料之間，或在通路形成后放在通路中。該服裝是將第一基層板片按產(chǎn)生服裝的需要裝在一起形成的。該第一基層板片可裝在一起在外蓋材料固定到形成含有填充材料的通路的基層片上之前，形成服裝的基本形狀。另外，該服裝可由一個(gè)基層板片制成。
該第一基層板片應(yīng)該是可呼吸的織物，最好是編織物、針織物或無紡布。外蓋材料最好是編織物、針織物、斯克林布、薄膜或無紡布。在一個(gè)實(shí)施例中，外蓋材料應(yīng)是不透氣的。填充材料可以是紡織品。流體進(jìn)口和出口可形成在外蓋材料上，以允許連接器安裝到進(jìn)口和出口上。
一種用于制造能對(duì)穿著者提供小環(huán)境氣候控制的組合結(jié)構(gòu)的方法，包括提供具有前側(cè)和后側(cè)的外熱塑性第一基層。熱塑性外蓋材料放在填充材料的上方，從而使填充材料位于第一基層和外蓋材料之間。然后用熱壓裝置切割外蓋材料和填充材料，形成封閉的通路，同時(shí)含有填充材料的外蓋材料位于通路的壁內(nèi)。熱壓裝置熔化了外蓋材料的邊緣，因此使該熔化的邊緣與具有形成含有填充材料的通路的組合織物的非熱塑性第一基層互鎖。然后合適的第一基層能縫在一起形成所需要的服裝。如上所述，服裝可用單個(gè)第一基層制成，將單個(gè)組合織物結(jié)構(gòu)切出服裝的圖案，再適當(dāng)?shù)乜p合或連接切開的組合織物結(jié)構(gòu)的合適的端部，以形成服裝。
下面通過采用附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的其它特征。


圖1表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的透視圖，示出流體流動(dòng)和蒸汽傳遞的組合織物；圖2表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，示出一件服裝或紡織品；圖3A表示一個(gè)通路的實(shí)施例的切開側(cè)視圖，其中外蓋材料和第一基層形成通路壁；圖3B表示一個(gè)通路的實(shí)施例的切開側(cè)視圖，其中外蓋材料形成通路壁；圖4表示一個(gè)通路的另一實(shí)施例的切開側(cè)視圖，其中外蓋材料形成通路壁；圖5表示在組合結(jié)構(gòu)、服裝或紡織品上的一種型式的封閉通路的又一實(shí)施例；圖6表示一種通路的一個(gè)實(shí)施例的透視圖，其中通路由將外蓋材料蓋在位于第一基層上的過濾材料上，然后外蓋材料在熱切割過程中焊接到第一基層上；圖7表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的透視圖，其中具有第二基層，和示出通路內(nèi)的流體流動(dòng)及蒸汽通過第一和第二基層傳遞；和圖8表示一部分服裝的透視圖，其中具有第一和第二基層，其中連接件連接到服裝內(nèi)的通路上。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在詳細(xì)參照?qǐng)D中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例、一個(gè)或多個(gè)例子。每個(gè)例子均用于說明本發(fā)明、而不是限制本發(fā)明。事實(shí)上，作為一個(gè)實(shí)施例的部分描述的特征可用于其它實(shí)施例中而得到另一個(gè)實(shí)施例。希望本發(fā)明可覆蓋所有這樣的修改和變型。
圖1表示代表本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的組合結(jié)構(gòu)10，使組合結(jié)構(gòu)10最好是一個(gè)組合織物。組合結(jié)構(gòu)10具有一第一基層11。至少一個(gè)封閉的通路12通過將外蓋材料13以位于第一基層上方的形式附著到第一基層上來形成，外蓋材料13產(chǎn)生至少部分通路的壁。通路12的壁含有在其內(nèi)部的填充材料14。復(fù)合結(jié)構(gòu)10是一個(gè)疊層結(jié)構(gòu)，它具有第一基層11和構(gòu)成通路12壁的外蓋材料13，還具有封閉在通路12壁內(nèi)的填充材料12。該組合結(jié)構(gòu)10可用來制造如毯子或睡袋那樣的產(chǎn)品，另外這種組合結(jié)構(gòu)10可用來制成服裝，該服裝可調(diào)節(jié)由該服裝覆蓋的穿著者身體部分周圍的小環(huán)境氣候。
圖2表示背心那樣的服裝20，它具有圖1的組合結(jié)構(gòu)10的疊層結(jié)構(gòu)。服裝20不僅限于背心，可采用這種疊層結(jié)構(gòu)的服裝的例子包括褲子、襯衣、夾克、鞋襪和帽子。作為具有組合結(jié)構(gòu)10的服裝10的疊層結(jié)構(gòu)，具有第一基層111，形成含有填充材料(未示出)的封閉通路112的外蓋材料113。在圖示的實(shí)施例中，第一基層111形成服裝20的內(nèi)側(cè)，在穿著者穿上服裝20時(shí)該層接觸穿著者身體。在組合結(jié)構(gòu)10或每件服裝20上可以要求具有多條通路。
外蓋材料113可按如何制成服裝20在制成服裝20前或后袋上。服裝20可由單片第一基層111制成，其中單個(gè)通路112由外蓋材料113形成，或者多個(gè)通路112由互連的外蓋材料113形成。也可采用多個(gè)第一基片111來制成服裝20，其中單個(gè)通路由外蓋材料113形成、或多個(gè)通路112由互連的外蓋材料113形成。
對(duì)于復(fù)合結(jié)構(gòu)10和服裝20，第一基層11和111最好是非熱塑性織物。該織物可由尼龍或其它能吸走濕氣的天然或人造的非熱塑性纖維制成。這種織物可以是傳統(tǒng)的編織、針織材料或無紡布，包括但并不限于紡粘型非織造織物、流體纏結(jié)的、針刺的、粘接的、網(wǎng)狀的或斯克林布及這些織物的組合。
由異種混捻紗、如尼龍/聚酯混紡制成的織物是可以符合要求的。第一基層11，111還可以是一層薄膜。該織物或薄膜的總的基本重量應(yīng)使該織物或薄膜足夠堅(jiān)固到能擔(dān)負(fù)它所承受的任務(wù)，還要足夠輕到不對(duì)穿著者增大負(fù)擔(dān)。該第一基層11、111應(yīng)該是可呼吸的。
圖3A、3B表示組合結(jié)構(gòu)10或服裝20的結(jié)構(gòu)的切開側(cè)視圖。外蓋材料213可形成通路212的壁，填充材料214裝在通路212內(nèi)。該外蓋材料最好是不透水的熱塑性薄膜或織物。該外蓋織物可以是編織、針織、粘接或無紡的。在一個(gè)實(shí)施例中，該外蓋材料是聚氨酯薄膜。當(dāng)具有該第一基層時(shí)，外蓋材料的總的基本重量應(yīng)使該外蓋材料足夠堅(jiān)固以完成它要完成的任務(wù)，同時(shí)足夠輕，使穿著者不感到增大負(fù)擔(dān)。這里叫作外蓋材料是由于它構(gòu)成了通路的至少部分的壁。
組合結(jié)構(gòu)和服裝內(nèi)的填充材料214的用途是對(duì)封閉通路212加上一個(gè)結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性，同時(shí)使流體流過填充材料214、因而流過通路212。填充材料應(yīng)是輕重量的和多孔的以允許流體流動(dòng)，必要時(shí)應(yīng)牢固到使通路212保持它所需要的形狀。該填充材料214還通過占據(jù)了通路212內(nèi)的空間而減少了流過封閉通路的流體量。如果流體是液體，產(chǎn)生流體流動(dòng)所需要的流體量的減少可轉(zhuǎn)化為減輕重量。
填充材料214最好是紡織品。該紡織品可以是纖維、紗線、絮墊、梳理纖維網(wǎng)或針織、編織、織帶、無紡、粘接或網(wǎng)編的織物或它們的組合。填充材料214應(yīng)具有高的Z座標(biāo)方位，從而使該材料具有三維特性。三維的編織、針織、絮墊或無紡布最好具有在X、Y和Z方向的纖維或紗線。由于在Z方向具有纖維或紗線，因此這種產(chǎn)品使填充材料具有Z座標(biāo)方向的附加強(qiáng)度。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，采用了三維經(jīng)編的隔離纖維。然而，傳統(tǒng)的“平”織物采用了方向?yàn)閄和Y座標(biāo)方向的纖維和紗線。如果采用傳統(tǒng)的平的織物，它們應(yīng)該疊層、起褶或起皺，從而產(chǎn)生所要求的三維性能。填充材料214還應(yīng)是彈性的，例如采用一種具有記憶的填充材料。作為例子填充材料214可以是一種紗線，它會(huì)由于膨脹或卷曲而形成三維的外形。
可用具有多孔的材料作為填充材料214，將這種材料的單獨(dú)部分組合在通路壁內(nèi)，例如將纖維聚集在一起，不必形成象起褶那樣的其它結(jié)構(gòu)。這些纖維本身不一定是多孔的，但應(yīng)將這些纖維組合在一起從而形成填充材料214。另外，填充材料的單獨(dú)部分可以是多孔的，如一層傳統(tǒng)的“平”的織物那樣。只要使流體可流過由填充材料214形成的結(jié)構(gòu)，就可達(dá)到想要的目的。這種填充材料214可使外蓋材料膨脹、也可不使它膨脹。
合適的無紡材料的例子是POWERLOFT，由密西西比的Kimberly-Clark制造的捻合的生物組件(biocomponent)。在一個(gè)實(shí)施例中，采用粘合或不粘合的一種高膨松梳理或氣流鋪置結(jié)構(gòu)作為填充材料214。形成梳理或氣流鋪置結(jié)構(gòu)的用作填充材料的推薦的纖維一種非圓截面的纖維，例如4DG，它可從由田納西州的Johnson市的纖維創(chuàng)新技術(shù)(FIT)研究所得到。
在圖3A和3B所示的實(shí)施例中，外蓋材料213在連接處215固定到基層211上，這些連接處215可用機(jī)械、化學(xué)或加熱方法產(chǎn)生。例如，可采用粘合、膠接或融接方法。當(dāng)采用熱切割或附著裝置時(shí)，外蓋材料213和填充材料214最好是熱塑性的，第一基層211是非熱塑性的。該熱壓裝置融化外蓋材料213和填充材料214，并將融化的外蓋材料壓入第一基層211，使外蓋材料213粘接到第一基層211上。外蓋材料213可包括一片或多片，它們連在一起形成封閉的通路212的壁。正如圖3B所示，外蓋材料213可形成包圍填充材料214的封閉通路212的所有的壁。這樣的實(shí)施例提供了一種通路212，它完全封住填充材料214，這可能是有利的。與外蓋材料213的片連在一起的連接處可以與將外蓋材料213固定到第一基層211上的連接處不同。例如，一片外蓋材料213可以是聚酯結(jié)構(gòu)，另一片是聚丙烯織物。然而如果出現(xiàn)熱粘接，這些材料的熔點(diǎn)相互接近。
通路212可以在外蓋材料213固定到第一基層212之前、或在將外蓋材料213附著到第一基層211期間形成。同樣地，填充材料可以在形成通路212之前放置在兩片外蓋材料213之間或在外蓋材料213和第一基層211之間，或者在通路212形成之后插入填充材料。
圖4表示不同于圖3A和3B的通路的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，兩片外蓋材料313在外蓋材料313固定到第一基層313上之前相互固定以形成通路312的壁，兩片外蓋材料313由通路連接處318連接。另外，這些外蓋材料313的片可以是相同類型的材料，也可以是不同類型的材料。這些通路連接處318可用機(jī)械的、化學(xué)的或熱壓方法產(chǎn)生，例如可采用粘接、膠接或熔接方法。外蓋材料313可用機(jī)械的、化學(xué)的或熱壓的方法、以與形成通路連接處318相同或類似的方法形成的織物連接處317來固定到第一基層311上。
正如圖1、2和5所示，封閉的通路12、112和412應(yīng)蓋住足夠的第一基層11、111和411的表面區(qū)，從而在穿著者身體所需要的區(qū)域產(chǎn)生小環(huán)境氣候。在第一基層11、111和411上的通路12、112和412可做成任何類型的圖案和形狀。通路12、112和412的圖案最好具有最大的覆蓋區(qū)，從而使服裝20有效地調(diào)節(jié)穿著者身體部分周圍的小環(huán)境氣候。在一個(gè)實(shí)施例中，通路12和112采用了如圖1和2所示的蛇形圖案，該蛇形圖案可以是縱向或緯向的。
圖5表示在服裝420上的通路圖案的不同實(shí)施例。與圖2中的服裝20一樣，服裝420具有一基層411和形成含有填充材料414的通路412的壁的透明的外蓋材料413，在該實(shí)施例中填充材料是疊層的斯克林布。然而取代服裝20中的通路的蛇形圖案的是服裝420的通路412具有帶平行的緯向通路422的塊狀圖案，該緯向通路422由平行的縱向通路432互相連在一起。只要覆蓋區(qū)能足以調(diào)節(jié)穿著者身體的目標(biāo)區(qū)周圍的小環(huán)境氣候，還可采用別的通路圖案。
正如圖6所示，填充材料514可放在一片外蓋材料513和第一基層511之間?？刹捎靡粋€(gè)熱或超聲切割裝置來同時(shí)切割外蓋材料513的邊緣并密封第一基層511的切割邊緣，從而形成封閉通路512。外蓋材料513和第一基層511形成通路512的壁。圖3A所示的實(shí)施例可用該方法形成。圖6表示熱切割和密封后的通路512。外蓋材料513與第一基層511形成通路512的外部，填充材料514在切割和密封后包含在通路512的壁內(nèi)，同時(shí)可以除去多余的外蓋材料513’和多余的填充材料514’。還可將填充材料514放在兩片外蓋材料513之間，接著再將它們放在第一基層511的頂面上，然后再進(jìn)行同樣的切割和密封過程。在該第二個(gè)實(shí)施例中，兩片外蓋材料513形成類似于圖3B所示實(shí)施例的通路512的所有的壁。
正如圖7所示，一種實(shí)施例具有第二基層621，該第二基層固定到與第一基層611相對(duì)的外蓋材料613上，并大致平行于第一基層611。該第二基層621也應(yīng)是可呼吸的織物，它可以是編織、針織或無紡的，并是足夠牢固到能完成需要的任務(wù)，同時(shí)要足夠輕到不使穿著者感到太重。該織物的可呼吸性防止在兩個(gè)基層之間產(chǎn)生不希望有的濕氣聚集。該第二基層621可為通路612及衣服穿著者提供附加的保護(hù)。在一個(gè)實(shí)施例中，最好將第一和第二基層611和612用同樣類型的織物制成。然而，可以采用相同或不同類型的織物或薄膜來作為同件衣服內(nèi)的第一基層611和第二基層621。
由于在這些實(shí)施例中的第一基層是可呼吸的，它就可傳送濕氣，使穿著者皮膚上的汗或其它濕氣吸出或從皮膚上除去、或揮發(fā)出去。據(jù)報(bào)告，健康的未受損傷的皮膚每24小時(shí)出汗損失約在240-1400克之間(gsm/天)。因此，在大多數(shù)實(shí)施例中，用作第一基層的合適的織物的濕氣傳遞率約大于或等于500gsm/天，最好約大于或等于1000gsm/天。如果一個(gè)實(shí)施例具有第二基層，采用具有同樣濕氣傳遞特性的第二基層，也可以是符合要求的。
通過采用第一基層中的織物，它允許服裝是可呼吸的，通過防止?jié)駳夥e聚在皮膚周圍，使穿著者感到更加舒適。同時(shí)濕氣并不聚集在服裝中，這是因?yàn)榈谝换鶎邮强珊粑摹Ｕ鐖D1、3A和3B所示，濕氣能從附近的皮膚通過第一基層11和211，這是因?yàn)樵摶鶎泳哂胁槐煌?2和212占據(jù)的結(jié)構(gòu)的水氣傳遞能力。因此可防止在組合結(jié)構(gòu)10或服裝20上的濕氣積聚，防止?jié)駳怙柡秃臀⑸锷L(zhǎng)。正如圖7所示，如果采用如上所述的第二基層，濕氣V1通過第一基層611并包含在第一和第二基層611和621之間的敞開區(qū)619內(nèi)，在該敞開區(qū)沒有通路612，然后該濕氣也穿過第二基層621，這是因?yàn)榈诙鶎泳哂袧駳鈧鬟f能力。
在這些實(shí)施例中的服裝允許以多種方式控制/調(diào)節(jié)由服裝覆蓋的穿著者身體部分周圍的小環(huán)境氣候。含在通路壁內(nèi)的填充材料至少部分由外蓋材料形成，該外蓋材料起到保持身體熱量的隔熱器作用，在穿著者周圍環(huán)境較冷時(shí)，該隔熱器使穿著者保持溫暖。同時(shí)，由于身體上的汗能通過可呼吸的第一基層的濕氣傳遞而有效地除去，因此身體可以比較舒適。
在極端氣候條件下，一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例允許通道12和612起到傳熱裝置的作用，此時(shí)流體F1流過通路12和612，如圖1和7所示。正如圖2、5和8所示，通路112，412和721可外裝連接器116、416和716，這些如管子或其它類型的接頭裝在流體進(jìn)口125，425和725以及流體出口126、426和427，這些連接器可連到一個(gè)在本領(lǐng)域已知的小型外部熱交換器上，該熱交換器將流體F1泵壓通過通路112、412和712。一件服裝可具有多個(gè)流體進(jìn)口125、425和725、以及出口126、426和726。另外，這些連接器116、416和716還可連接到同件服裝的其它片上的連接器116、416和716上，或連到其它服裝的連接器116、416和716；由此可以限制穿著者要攜帶的熱交換器泵的數(shù)量。
按照氣候的不同，冷或熱的流體F1可被傳送通過通路112、412和712。在熱的氣候下，冷的流體F1有助于除去來自穿著者身體的熱量，由此在冷卻穿著者身體時(shí)使?jié)駳鈧鬟f出來。在冷的氣候下，熱的流體F1有助于將熱量傳給穿著者的身體，由此溫暖穿著者的身體。按照通路112、412和712的壁的滲透性不同，流體F1可以是如水、抗凍液那樣的液體或空氣那樣的氣體。在溫或熱的氣候中，周圍的溫度低于穿著者皮膚的溫度，可用室溫空氣通過通路112、412和712循環(huán)。如果用液體作為流體F1，使通路112、412和712、連接器116、416和716以及熱交換器在封閉系統(tǒng)中工作是有利的。
如上所述，填充材料414和714應(yīng)有足夠的孔隙，以允許流體流過填充材料414和714。填充材料414和714基本上不妨礙流體的流動(dòng)。由于流體可流過填充材料414和714，外蓋材料113、413和713就不必膨脹或擴(kuò)張以允許流體從填充材料414和714周圍流過。這種填充材料414和714允許流體在沒有可膨脹的外蓋材料113、413和713的情況下更自由流動(dòng)，因此就要求較少的壓力來循環(huán)流體。較低的壓力提供了許多優(yōu)點(diǎn)，包括較小的壓力加在外蓋材料113、413和713和連接處上。因此，可采用重量較輕的外蓋材料，對(duì)外蓋材料113、413和713的連接處的要求就不太嚴(yán)格了。另外，連到小型熱交換器上的泵可以較小，因此減少了與服裝20和420相關(guān)的重量。此外，較低壓力還降低了服裝20和420下方的壓力，因此增加了服裝20和420的壽命。較小壓力使服裝20和420不會(huì)太硬，硬的服裝會(huì)限制穿著者的運(yùn)動(dòng)。另外，填充材料414和714的多孔性并不會(huì)隔開任何部分的流體，因?yàn)榱黧w可通過填充材料414和714、以及通路，由此改進(jìn)了與穿著者身體有關(guān)的熱傳導(dǎo)。上面僅為采用如上所述的填充材料414和714可以避免的一些缺點(diǎn)。
含在通路112、412和712內(nèi)的填充材料414和714還有其它用途，它可防止對(duì)通路112、412和712的壁的壓力或沖擊，填充材料414和714加上了支撐通路112、412和712的壁的結(jié)構(gòu)。填充材料414和714應(yīng)具有合適的支撐以防止永久變形，在實(shí)施例的情況下，采用熱交換器的通路112、412和712中的流體流，填充材料414和714可阻止回流和切斷通路112、412和712，這是由于在通路內(nèi)加上了結(jié)構(gòu)使通路112、412和712受到壓力或沖擊，并允許流體流過填充材料414和714。即使在通路中有皺褶，填充材料414和714的多孔性也可允許流體流動(dòng)。
如上所述，圖6示出在制造方法的一個(gè)實(shí)施例中，第一基層511具有附著到第一基層511上的通路512。在通路形成過程中，外蓋材料513熱接到第一基層511上，填充材料514呈片狀放在非熱塑性的第一基層511的表面上，在外蓋材料513切割之前，一片外蓋材料513放在填充材料的頂上。在該實(shí)施例中，包括但并不僅限于超聲切割的熱切割裝置同時(shí)將外蓋材料513和填充材料514切成需要的圖案，并將外蓋材料513的切割邊緣密封到第一基層511上，由此形成通路512。由于第一基層511不是熱塑性的，該加工過程不會(huì)損傷第一基層511的特征或?qū)ζ洚a(chǎn)生負(fù)面影響。在放在第一基層511上之前，可用一薄片填充材料514放在兩片外蓋材料513之間。采用這個(gè)方法可在組合織物的每個(gè)第一基層511上產(chǎn)生多個(gè)通路，然后該組合物可用于制成如睡袋、毯子或服裝。
一旦外蓋材料513和填充材料514放置并附著而在第一基層511上形成封密的通路512，該組合結(jié)構(gòu)可單獨(dú)使用或與其它材料結(jié)合，用來制作任何外、內(nèi)服裝或保護(hù)服，這些服裝包括但不僅限于保養(yǎng)或保護(hù)性的背心、夾克、褲子和軍裝。該材料還可用來保護(hù)頭部和腳部。該服裝不僅限于軍裝或緊急救援人員使用，還能在任何戶外活動(dòng)中穿著或穿著者暴露在極端環(huán)境時(shí)使用。
在每個(gè)這些實(shí)施例中，由于第一基層暴露區(qū)的高的濕氣傳遞率不受外蓋材料與填充材料的熱隔離特性的影響，因此對(duì)穿著者來說是有益的。另外由于通過第一基層暴露部分的濕氣傳遞，來自皮膚的汗可有效地排出，同時(shí)流體流過封閉的通路，進(jìn)一步按需要調(diào)節(jié)穿著者身體目標(biāo)區(qū)周圍的小環(huán)境氣候，因此身體可保持舒適。
應(yīng)該看到，對(duì)于一個(gè)本專業(yè)技術(shù)人員來說，在本發(fā)明中進(jìn)行各種修改和改型是顯而易見的，不超出本發(fā)明的范圍。本發(fā)明要包括在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的修改、改型和它們的等同物。
權(quán)利要求
1.一種組合結(jié)構(gòu)，用于對(duì)上述結(jié)構(gòu)周圍的區(qū)域提供小環(huán)境氣候控制，上述組合結(jié)構(gòu)包括一個(gè)可呼吸的第一基層；一個(gè)緊靠上述第一基層的外蓋材料，上述外蓋材料形成確定一個(gè)通路的壁的至少一部分，上述通路靠近上述第一基層并固定在第一基層的預(yù)定位置上；和接納在上述通路中的填充材料，上述填充材料對(duì)確定上述通路的壁加上支撐，同時(shí)允許調(diào)節(jié)小環(huán)境氣候的流體流過。
2.如權(quán)利要求1的組合結(jié)構(gòu)，其中上述組合結(jié)構(gòu)是一種織物。
3.如權(quán)利要求1的組合結(jié)構(gòu)，其中上述第一基層包括外熱塑性材料。
4.如權(quán)利要求1的組合結(jié)構(gòu)，其中部分上述通路的壁包括一部分上述基層，由上述外蓋材料和上述基層之間封接而成。
5.如權(quán)利要求1的組合結(jié)構(gòu)，其中上述通路的上述壁完全由上述外蓋材料形成。
6.如權(quán)利要求1的組合結(jié)構(gòu)，其中上述外蓋材料是從下組中選出的一種熱塑性織物編織物、針織物、斯克林布或無紡布。
7.如權(quán)利要求1的組合結(jié)構(gòu)，其中上述外蓋材料是不透氣的。
8.如權(quán)利要求1的組合結(jié)構(gòu)，其中上述外蓋材料是熱塑性薄膜。
9.如權(quán)利要求1的組合結(jié)構(gòu)，其中上述填充材料是纖維狀的。
10.如權(quán)利要求9的組合結(jié)構(gòu)，其中上述填充材料是紗線。
11.如權(quán)利要求9的組合結(jié)構(gòu)，其中上述填充材料是從下組中選出的織物編織物、針織物、條帶和無紡布。
12.如權(quán)利要求9的組合結(jié)構(gòu)，其中上述填充材料是從由包括網(wǎng)狀和絮墊組成的組合中選出的纖維狀結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求1的組合結(jié)構(gòu)，其中上述第一基層是從下組中選出的織物編織物、針織物和無紡布。
14.如權(quán)利要求1的組合結(jié)構(gòu)，其中上述第一基層具有的濕氣傳遞率至少約為每天每平方米500克。
15.如權(quán)利要求1的組合結(jié)構(gòu)，其中上述外蓋材料是機(jī)械固定到上述第一基層上的。
16.如權(quán)利要求1的組合結(jié)構(gòu)，其中上述外蓋材料是熱固定到上述第一基層上的。
17.如權(quán)利要求1的組合結(jié)構(gòu)，其中上述外蓋材料是化學(xué)固定到上述第一基層上的。
18.如權(quán)利要求1的組合結(jié)構(gòu)，還包括一個(gè)可呼吸的第二基層，該第二基層固定到上述通路的上述壁上的上述第一基層相對(duì)的一側(cè)，從而上述第一基層和第二基層大致相互平行，形成上述通路的上述蓋材設(shè)置在上述第一和第二基層之間。
19.一種服裝制品，用于為穿著者提供小環(huán)境氣候控制，上述服裝制品包括a)一種組合結(jié)構(gòu)包括一個(gè)可呼吸的第一基層，一個(gè)固定到上述第一基層上的外蓋材料，上述外蓋材料形成至少一個(gè)封閉通路的至少部分的壁，該封閉通路占據(jù)上述第一基層表面的預(yù)定區(qū)域；和一種包含在由上述外蓋材料形成的上述通路的上述壁中的填充材料，上述填充材料允許流體沿上述通路流過，上述填充材料支撐上述通路的壁，和b)上述組合結(jié)構(gòu)可安在穿著者身體的預(yù)定部分上。
20.如權(quán)利要求19的服裝制品，其中上述組合經(jīng)構(gòu)是織物。
21.如權(quán)利要求19的服裝制品，其中上述第一基層包括非熱塑性材料。
22.如權(quán)利要求19的服裝制品，其中上述通路的部分上述壁包括部分上述第一基層，由上述外蓋材料和上述基層之間封接而成。
23.如權(quán)利要求19的服裝制品，其中上述通路的上述壁僅包括上述外蓋材料。
24.如權(quán)利要求19的服裝制品，其中上述外蓋材料是不透氣的。
25.如權(quán)利要求19的服裝制品，其中上述填充材料是纖維狀的。
26.如權(quán)利要求19的服裝制品，其中上述第一基層的濕氣傳遞率至少約為每天每平方米500克。
27.如權(quán)利要求19的服裝制品，其中上述外蓋材料是機(jī)械固定到上述第一基層上的。
28.如權(quán)利要求19的服裝制品，其中上述外蓋材料是熱固定到上述第一基層上的。
29.如權(quán)利要求19的服裝制品，其中上述外蓋材料是化學(xué)固定到上述第一基層上的。
30.如權(quán)利要求19的服裝制品，還包括第二基層，該第二基層固定到上述通路上的上述第一基層相對(duì)的一側(cè)上，從而使上述第一基層和上述第二基層相互平行，上述外蓋材料形成的上述通道安置在上述第一和第二基層之間。
31.如權(quán)利要求19的服裝制品，其中上述第一基層是一塊用于上述服裝制品的板片。
32.如權(quán)利要求31的服裝制品，其中上述服裝制品是由上述第一基層的多塊板片制成的。
33.如權(quán)利要求19的服裝制品，其中上述通路具有由上述外蓋材料形成的流體進(jìn)口和出口。
34.如權(quán)利要求33的服裝制品，還包括裝到上述服裝制品的上述通路的上述外蓋材料的上述流體進(jìn)口和上述流體出口上的連接器。
35.一種用于對(duì)穿著者提供小環(huán)境氣候控制的服裝的制造方法，該制造方法包括下列步驟提供一可呼吸的第一基層板片，將一外蓋材料固定到第一基層板片上，該外蓋材料形成至少一個(gè)通路，將填充材料插在允許流體流過的通路內(nèi)，和根據(jù)需要裝上至少一個(gè)第一基層板片以形成服裝。
36.如權(quán)利要求35的制造方法，其中外蓋材料形成通路的所有的壁。
37.如權(quán)利要求35的制造方法，其中外蓋材料機(jī)械固定到第一基層板片上。
38.如權(quán)利要求35的制造方法，其中外蓋材料熱固定到第一基層板片上。
39.如權(quán)利要求35的制造方法，其中外蓋材料化學(xué)固定到第一基層板片上。
40.如權(quán)利要求35的制造方法，還包括切割外蓋材料并將其固定到第一基層板片上、填充材料放置在外蓋材料和第一基層之間。從而形成通路的步驟。
41.如權(quán)利要求40的制造方法，其中形成通路是用熱切割裝置進(jìn)行的，該裝置切割外蓋材料，由此在切割時(shí)將外蓋材料封裝到第一基層板片上。
42.如權(quán)利要求40的制造方法，其中填充材料放置在外蓋材料的兩層之間，填充材料和多層外蓋材料在切割和固定之前放置在基層板片上。
43.如權(quán)利要求35的制造方法，還包括在外蓋材料內(nèi)產(chǎn)生至少一個(gè)流體進(jìn)口和至少一個(gè)流體出口。
44.如權(quán)利要求35的制造方法，還包括將連接器安裝到外蓋材料的流體進(jìn)口和流體出口上。
45.如權(quán)利要求35的制造方法，還包括將一可呼吸的第二基層板片固定到第一基層板片的通路上，從而使第一基層板片和第二基層板片相互平行，通路安置在第一和第二基層板片之間。
46.如權(quán)利要求35的制造方法，其中外蓋材料和填充材料在第一基層板片裝在一起形成服裝之前固定到每個(gè)第一基層板片上。
47.如權(quán)利要求35的制造方法，其中外蓋材料和填充材料在第一基層板片裝在一起形成服裝之后固定到每個(gè)第一基層板片上。
48.一種制造用于提供小環(huán)境氣候控制的組合結(jié)構(gòu)的方法，該制造方法包括下列步驟提供一個(gè)具有前側(cè)和后側(cè)的非熱塑性的第一基層；將一熱塑性填充材料放在第一基層前側(cè)上方，將一熱塑性外蓋材料放在填充材料的上方，使填充材料位于第一基層和外蓋材料之間；用熱壓裝置切割外蓋材料和填充材料，含有填充材料的通路通過熔化外蓋材料的新切割的邊緣、使熔化的外蓋材料的邊緣與非熱塑性的第一基層互鎖來形成通路。
49.如權(quán)利要求48的制造組合結(jié)構(gòu)的方法，還包括將第二片熱塑性外蓋材料放置在填充材料和第一基層之間。
50.如權(quán)利要求48的制造組合結(jié)構(gòu)的方法，其中上述組合結(jié)構(gòu)是一種織物。
51.如權(quán)利要求48的制造組合結(jié)構(gòu)的方法，其中上述組合結(jié)構(gòu)用來制成服裝。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種組合結(jié)構(gòu)和用該組合結(jié)構(gòu)制成的服裝，該服裝可貼緊皮膚或是一件外套，本發(fā)明還關(guān)于一種制造組合結(jié)構(gòu)和服裝的方法。該服裝通過一層外蓋材料固定到第一基層上形成至少一個(gè)三維通路，為穿著者提供小環(huán)境氣候控制。該通路含有對(duì)其壁加上支撐的填充材料，并允許流體流過填充材料。該通路由它的容積或允許泵壓流體流過而提供了熱隔離。第一基層是可呼吸的，從而增加了穿著者的舒適程度。
文檔編號(hào)A41D13/002GK1533722SQ200410028228
公開日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2004年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月1日
發(fā)明者克里斯廷·W·賈維斯, 克里斯廷 W 賈維斯 申請(qǐng)人:克萊姆森大學(xué)