使用熱致變色染料監(jiān)控和最優(yōu)化鍛煉成果的服裝的制作方法
【專利摘要】用于監(jiān)控體力活動的過程中的最優(yōu)身體外殼溫度的服裝。所述服裝使用熱致變色染料和熱致變色油墨來指示隨著體力活動的開始和進行身體外殼溫度的變化。所述熱致變色染料和油墨在所述身體外殼溫度已經(jīng)達到指示最優(yōu)肌肉成果的溫度時顯色并通知所述服裝的穿戴者是增加還是降低體力活動的強度以建立或保持所述最優(yōu)身體外殼溫度。
【專利說明】使用熱致變色染料監(jiān)控和最優(yōu)化鍛煉成果的服裝
[0001]交叉參考相關(guān)應用
[0002]本申請要求于2012年4月6日提交的美國臨時申請?zhí)?1/621，066的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容在此為所有目的通過參考方式引入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本實用新型主要涉及紡織品，特別是運動服裝，所述運動服裝包含指示最優(yōu)肌肉成績并且也可以警告高熱肌肉狀態(tài)(包括反映在升高的身體外殼溫度中的高熱核心身體溫度)的多種熱致變色染料。
【背景技術(shù)】
[0004]健身服裝為運動員提供舒適感，允許運動員在不同的氣候和條件中鍛煉。這樣的服裝的現(xiàn)代迭代也從皮膚排走水分。但是，制造健身服裝的織物沒有通知穿戴者或教練鍛煉過程中的身體狀況。例如，所述織物不提供有關(guān)身體溫度、熱量消耗、或峰值成績的信息。相反，在某種程度上運動員或教練需要有這樣的信息，他們通常必須依靠電子傳感器或他們對身體進行得如何所作出的自行評估。
[0005]熱致變色顏料已經(jīng)遍布日?；顒拥脑S多方面。已被配制成油墨和染料的這些顏料也已經(jīng)在衣服制品中使用，其中主要是為了美觀的目的。熱致變色著色的衣服產(chǎn)品還沒有包含在更精確的溫度范圍內(nèi)例如用于溫度和肌肉成績監(jiān)控的熱致變色油墨和染料。
[0006]對于運動員來說，存在以經(jīng)濟的方式監(jiān)控和提高他們的成績的需要，特別是對于臨時或業(yè)余的運動員。溫度監(jiān)控對于成績最優(yōu)化可能還有很長的路要走。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型描述了用于監(jiān)控服裝穿戴者中的最優(yōu)身體外殼溫度的服裝。所述服裝可用于例如由運動員進行的溫度監(jiān)控以及醫(yī)學溫度監(jiān)控指示中。溫度監(jiān)控可以揭示高熱狀態(tài)。
[0008]在一些方面，所述服裝包括排汗織物，其可以包含棉、尼龍、聚酯或它們的共混物。在一些方面，所述服裝包含多種熱致變色染料。所述服裝可以包含在約32°C改變顏色的第一熱致變色染料、在約34°C改變顏色的第二熱致變色染料、和在約36°C改變顏色的第三熱致變色染料。所述服裝可以包含在約33°C改變顏色的第一熱致變色染料、在約35°C改變顏色的第二熱致變色染料、和在約37°C改變顏色的第三熱致變色染料?？蛇x的是，所述服裝可以包括包含在約33°C、在約34°C、或在約35°C改變顏色的熱致變色油墨的標識(logo)或設(shè)計(design)?？蛇x的是，所述服裝可以包含在約37°C改變顏色、在約38°C改變顏色、在約39 V改變顏色、或在約40 V改變顏色的第四熱致變色染料。
[0009]所述服裝優(yōu)選包括襯衫。所述襯衫可以僅在袖子中、或僅在所述襯衫的肩部部分中、或僅在所述襯衫的前部、或僅在所述襯衫的背部、或僅在所述襯衫的胸部部分中、或僅在所述襯衫的腹部部分中或其組合包含多種熱致變色染料，包括第一、第二、第三和第四熱致變色染料。
[0010]所述服裝可以在穿戴所述服裝的對象的體力活動中監(jiān)控最優(yōu)肌肉成果的方法中使用。在一些方面，所述方法包括如下步驟:鍛煉所述服裝下的一個或者多個肌肉群到提高所述肌肉群和所述服裝之間的身體外殼溫度的程度，通過檢測從所述服裝的第一顏色到所述服裝的第二眼色的變化來確定所述身體外殼溫度為至少32°c，和提高所述一個或者多個肌肉群的鍛煉強度至使所述肌肉群和所述服裝之間的所述身體外殼溫度升高直到所述身體外殼溫度為至少34°C的程度，和通過檢測從所述服裝的所述顏色到所述服裝的第三顏色的變化來確定所述身體外殼溫度為至少34°C。在一些方面，所述方法包括如下步驟:鍛煉所述服裝下的一個或者多個肌肉群到提高所述肌肉群和所述服裝之間的身體外殼溫度的程度，通過檢測從所述服裝的第一顏色到所述服裝的第二眼色的變化來確定所述身體外殼溫度為至少33°C，和提高所述一個或者多個肌肉群的鍛煉強度至使所述肌肉群和所述服裝之間的所述身體外殼溫度升高直到所述身體外殼溫度為至少35°C的程度，和通過檢測從所述服裝的所述顏色到所述服裝的第三顏色的變化來確定所述身體外殼溫度為至少35°C。
[0011]所述方法可以進一步包括通過檢測從所述服裝的所述第三顏色到所述服裝的第四顏色的變化來確定所述身體外殼溫度為至少36°c，和降低所述一個或者多個肌肉群的鍛煉強度至使所述肌肉群和所述服裝之間的所述身體外殼溫度降低直到所述身體外殼溫度為至少34°C的程度。所述方法可以進一步包括通過檢測從所述服裝的所述第三顏色到所述服裝的第四顏色的變化來確定所述身體外殼溫度為至少37°C，和降低所述一個或者多個肌肉群的鍛煉強度至使所述肌肉群和所述服裝之間的所述身體外殼溫度降低直到所述身體外殼溫度為至少35°C的程度。
[0012]本實用新型還提供了一種用于采用多種熱致變色染料來使排汗服裝著色的方法。所述方法主要包括如下步驟:使服裝與陽離子型試劑接觸足以賦予所述服裝的織物電荷的一段時間；漂洗所述服裝以除去所述陽離子型試劑；使所述服裝與染料溶液接觸足以使所述織物著色的一段時間，所述染料溶液包含在約32°C改變顏色的第一熱致變色染料、在約34°C改變顏色的第二熱致變色染料、和在約36°C改變顏色的第三熱致變色染料，或者，使所述服裝與染料溶液接觸足以使所述織物著色的一段時間，所述染料溶液包含在約33°C改變顏色的第一熱致變色染料、在約35°C改變顏色的第二熱致變色染料、和在約37°C改變顏色的第三熱致變色染料；向所述染料溶液添加分散劑并使所述服裝與所述分散劑接觸足以基本均勻地將所述熱致變色染料涂布在所述織物上的一段時間；向所述染料溶液添加固定劑并使所述服裝與所述固定劑接觸足以將所述熱致變色染料固定至纖維上的一段時間；向所述染料溶液添加粘合劑并使所述服裝與所述粘合劑接觸足以將所述熱致變色染料粘合至纖維上的一段時間；漂洗所述服裝以除去所述染料溶液；干燥所述服裝；以及可選地使用在約34°C改變顏色或在約35°C改變顏色的熱致變色油墨在所述服裝上涂上標識或設(shè)計。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]當結(jié)合附圖閱讀時，從下面的詳細描述可以最好地理解本實用新型。需要強調(diào)的是，根據(jù)通常的做法，附圖的各種特征不是按比例繪制。相反，為清楚起見，各種特征的尺寸被任意地放大或縮小。在附圖中包括的有以下圖形:
[0014]圖1圖示了響應于來自最優(yōu)熱量消耗和肌肉代謝的表面身體溫度中的變化的襯衫顏色變化。隨著達到沿著預定溫度連續(xù)區(qū)(continuum)的每種溫度,襯衫改變沿著所述連續(xù)區(qū)的顏色，并且被表示為所述圖像中的陰影的暗度增加?；跍囟鹊纳吆徒档?，顏色變化是可以逆轉(zhuǎn)的。
[0015]圖2圖示了在休息時(例如在訓練(workout)之前)和鍛煉某些肌肉群之后軀干的不同部位的表面身體溫度(攝氏度)。
【具體實施方式】
[0016]有關(guān)本實用新型的各方面的各種術(shù)語在整個說明書和權(quán)利要求書中使用。這些術(shù)語將賦予它們在本領(lǐng)域中的普通含義，除非另有說明。其他具體定義的術(shù)語應以在本文中提供的定義相一致的方式進行解釋。
[0017]通篇所用的單數(shù)形式“一個”、“一種”和“所述”包括復數(shù)對象，除非另有說明。
[0018]術(shù)語“包含”和“包括”涵蓋更具有限制性的術(shù)語“基本由......組成”和
“由......組成”。
[0019]本實用新型描述了用于在鍛煉過程中確定反映于身體表面熱變化的最優(yōu)和次優(yōu)肌肉成果的服裝，所述身體表面熱變化介導浸潰于或涂布在服裝的纖維上的熱致變色油墨和染料的顏色變化。本實用新型還描述了用于制造所述運動服裝的方法和用于基于身體表面溫度的變化評價在鍛煉過程中肌肉成果的方法。一個基本的特征是在特定身體表面溫度變化時改變顏色以反映次優(yōu)和最優(yōu)肌肉成果或者反映高熱狀態(tài)的熱致變色染料和油墨的混合物。
[0020]所述服裝可以是任何的衣服、平針織物(jersey)或紡織品的制品，優(yōu)選為打算在鍛煉過程中使用的衣服，不過在一些方面，所述衣服可以是目的用于高熱身體外殼溫度(包括醫(yī)療用途)的監(jiān)控。所述服裝可以是通常在特定類型的鍛煉或特定的體育活動過程中穿戴的衣服制品，包括跑步服裝、舉重服裝、步行健身服裝、滑雪(滑降或越野)服裝、自行車騎乘服裝、游泳服裝、交叉訓練服裝、登山服裝、瑜伽服裝和其他類型的運動衣服。服裝包括但不限于:襯衫、禮服、手腕帶、短褲、長褲、套褲、襪子、鞋子、旅游鞋、手套、帽子、面罩、頭帶、以及它們的變體或它們的組合。襯衫是優(yōu)選的。
[0021]所述服裝可以由任何合適的材料或纖維制成。所述服裝可以由棉、聚酯、尼龍、羊毛、纖維素、人造絲、萊賽爾纖維(Iyocell)、彈性纖維、氨綸(spandex)、絲料以及它們的組合制成。所述服裝可以具有排汗特性或吸濕特性。棉制服裝在一些方面是優(yōu)選的。
[0022]所述服裝優(yōu)選包含多種熱致變色染料。所述熱致變色染料可以浸潰或注入到用于制造所述服裝的材料的纖維中，或者所述染料可以涂布到纖維的表面上。所述服裝的纖維可以單獨使用熱致變色染料進行著色，或者可以使用熱致變色染料與常規(guī)非熱致變色染料的組合進行著色。在同時使用熱致變色染料和常規(guī)染料的情況下，各種染料類型可獨立地被浸潰或注入到制作所述服裝所使用的材料的纖維中，或者涂布到所述纖維的表面上，或者兩者。例如，在一些方面，使用常規(guī)的非熱致變色染料浸潰纖維，并使用熱致變色染料涂布所述纖維。在一些方面，所述纖維使用非熱致變色染料和熱致變色染料兩者進行涂布。
[0023]在一些方面，所述服裝進一步包括至少一種或多種熱致變色油墨，包括熱致變色涂料。因此，所述服裝的纖維除了包含熱致變色染料之外，該纖維還可以涂有熱致變色油墨。熱致變色油墨涂層可以施加到所述服裝的全部或部分。例如，包含熱致變色染料的服裝還可以包括已經(jīng)使用一種或者多種熱致變色油墨涂布在纖維的表面上的設(shè)計，包括標識。例如，參見圖1。熱致變色油墨涂層可能掩蓋所述服裝的一部分，使得由油墨覆蓋的部分的熱致變色染料的顏色變化將因為所述油墨覆蓋了所述染料而不可見。
[0024]熱致變色顏料響應于它們的微環(huán)境的變化通常為pH值的變化而改變顏色。一般來說，所述顏料在有色狀態(tài)和無色狀態(tài)之間變換。熱致變色染料和油墨一般與質(zhì)子供體酸性彩色顯影劑和低熔融蠟包裝在一起，所有這些都容納在聚合物膠囊或微膠囊中。在所述酸性彩色顯影劑存在的情況下，熱致變色染料被彩色顯影劑提供的質(zhì)子所質(zhì)子化，并且這種質(zhì)子化導致染料分子的構(gòu)象變化，從而導致顏色的變化。在沒有所述酸性彩色顯影劑存在的情況下，熱致變色染料分子恢復到其天然形式并且顏色變化被逆轉(zhuǎn)。這種顏色變化可以例如根據(jù)蠟的熔點進行控制，使得當蠟是固體形式時，染料和酸性彩色顯影劑被隔離，并且第一顏色是可見的，而當蠟熔化時，染料和酸性彩色顯影劑可以相互作用而使顏色發(fā)生變化，并且第二顏色是可見的，或者所述第一顏色變?yōu)闊o色。于是，可以根據(jù)蠟熔化的溫度控制顏色的變化。根據(jù)本實用新型，熱致變色染料優(yōu)選包括在所需的溫度基本熔化的蠟，使得可以實現(xiàn)更精確的溫度監(jiān)控。
[0025]根據(jù)本實用新型，可以使用任何合適的熱致變色染料。這些染料可以包含無色染料。所述染料可以包含液晶染料。所述染料可以包含無色染料和液晶染料的混合物。所述染料可以包含熒光母素(fluoran)或結(jié)晶紫內(nèi)酯。所述染料可以包含紅色、橙色、黃色、綠色、藍色或紫色的顏色，包括它們的任何濃淡變化(shade)。所含染料可以以液體、半液體、漿料或固體形式提供。
[0026]所述服裝優(yōu)選地包含在特定溫度下獨立地改變顏色的多種熱致變色染料。所述多種熱致變色染料中的每一種可以選擇為沿著溫度連續(xù)區(qū)的特定的點改變或失去顏色，從而暴露出下一種熱致變色染料的顏色，直到達到足夠高的溫度并且沒有進一步的顏色變化的可能，例如，熱致變色染料的溫度界限存在于所述服裝中或者存在于所述服裝上。
[0027]隨著身體的表面/外殼溫度的升高，將第一熱致變色染料及其酸性顯影劑隔離的低熔融蠟熔化，使第一染料和顯影劑相互作用，從而使第一染料變成無色，由此暴露第二熱致變色染料的顏色。隨著身體表的溫度進一步上升，將第二熱致變色染料及其酸性顯影劑熔化隔離的蠟熔化，使第二染料和顯影劑相互作用，從而使第二染料變成無色，由此暴露第三熱致變色染料的顏色。這種一般反應可以通過存在于所述多種熱致變色染料中的每一種熱致變色染料來進行，直到最后的熱致變色染料改變或失去其顏色。參見圖1。在一些方面，當最后的熱致變色染料已經(jīng)失去了它的顏色的時候，所述服裝的由非熱致變色染料所確立的基礎(chǔ)顏色被暴露。隨著身體表面溫度的降低，這些反應被逆轉(zhuǎn)，并且已經(jīng)改變顏色的每種熱致變色染料將恢復到其原來的顏色。隨著每種熱致變色染料依次恢復到其原來的顏色，所述服裝的顏色以相反的順序發(fā)生變化，例如，暴露出第二熱致變色染料的顏色，然后暴露出第一熱致變色染料的顏色。
[0028]所述服裝可以包含兩種、三種、四種、五種、六種、七種、八種、九種、十種或更多種熱致變色染料。在一些優(yōu)選方面，所述服裝包含兩種至五種熱致變色染料。在一些方面，所述服裝包含兩種至四種熱致變色染料。在一些方面，所述服裝包含三種至四種熱致變色染料。在一些方面，所述服裝包含兩種至三種熱致變色染料。
[0029]優(yōu)選的是，所述服裝中或者所述服裝上沒有熱致變色染料或熱致變色油墨改變休息身體外殼溫度的溫度，如鍛煉活動開始前的身體外殼溫度或者正常的身體外殼溫度。于是，在鍛煉前的休息身體外殼溫度，所述服裝包含第一顏色，并且該顏色將不改變，除非所述服裝被加熱至高于鍛煉前的溫度，即休息身體外殼溫度。所述加熱由與所述服裝的材料接觸或者臨近所述服裝的材料的皮膚提供。鍛煉前的休息身體外殼溫度可以為約29°C至約35°C，在有些方面，可以為約29°C至約31°C，在有些方面，可以為約30°C至約32°C，在有些方面，可以為約30°C至約33°C，在有些方面，可以為約31°C至約33°C，并且在有些方面，可以為約32°C至約34°C。于是，在有些方面，所述熱致變色染料或油墨在未超過約29°C的溫度時沒有改變顏色。在有些方面，所述熱致變色染料或油墨在未超過約30°C的溫度時沒有改變顏色。在有些方面，所述熱致變色染料或油墨在未超過約31°C的溫度時沒有改變顏色。在有些方面，所述熱致變色染料或油墨在未超過約32°C的溫度時沒有改變顏色。在有些方面，所述熱致變色染料或油墨在未超過約33°C的溫度時沒有改變顏色。在有些方面，所述熱致變色染料或油墨在未超過約34°C的溫度時沒有改變顏色。在有些方面，所述熱致變色染料或油墨在未超過約35°C的溫度時沒有改變顏色。
[0030]額外的熱致變色染料和油墨在所述服裝被加熱至高于鍛煉前的休息身體外殼溫度的溫度時改變顏色。這些染料和油墨可以在優(yōu)選高于約32°C的溫度改變顏色，包括失去顏色，在一些方面，在高于約33°C的溫度改變顏色，包括失去顏色，在一些方面，在高于約340C的溫度改變顏色，包括失去顏色，并且在一些方面，高于約35 V的溫度改變顏色，包括失去顏色。第二、第三、第四、第五和額外的熱致變色染料和油墨可以在所述服裝被加熱至逐漸高于鍛煉前的休息身體外殼溫度的較高溫度時改變顏色。所述加熱一般由與所述服裝的材料接觸或者臨近所述服裝的材料的皮膚提供，并且身體熱量隨著身體用力的增加而增力口。由于所述染料和油墨改變顏色，因此所述服裝至少有一部分也改變顏色。顏色變化反映所述服裝在任意給定部分的溫度。優(yōu)選的是，所述服裝包含至少兩種、在一些方面包含至少三種、并且在一些方面包含至少四種熱致變色染料。這些熱致變色染料可以在所述服裝被加熱至足以使與所述染料混合的特定的低熔融蠟熔化的溫度時改變顏色。所述服裝的不同部分的溫度是最臨近所述部分的身體外殼溫度的函數(shù)，并且所述服裝的給定部分的顏色優(yōu)選反映被該部分覆蓋的身體外殼的溫度。下表展示服裝溫度的非限定性示例，在該服裝溫度，每種染料或油墨可以以多種方式根據(jù)本實用新型的實施方式改變顏色。
[0031]表I包含四種熱致變色染料或油墨的服裝的溫度變化
[0032]
【權(quán)利要求】
1.運動服裝，其用于監(jiān)控所述服裝的穿戴者的最優(yōu)身體外殼溫度，所述服裝包括排汗織物，所述排汗織物包含在約32°c改變顏色的第一熱致變色染料、在約34°C改變顏色的第二熱致變色染料、和在約36 V改變顏色的第三熱致變色染料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動服裝，進一步包括包含在約34°C改變顏色的熱致變色油墨的標識或設(shè)計。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動服裝，其中，所述排汗織物包含棉和尼龍纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動服裝，進一步包含在約38°C改變顏色的第四熱致變色染料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動服裝，其中所述服裝是襯衫。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運動服裝，其中，所述第一熱致變色染料、所述第二熱致變色染料、和所述第三熱致變色染料僅存在于袖子中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運動服裝，其中，所述第一熱致變色染料、所述第二熱致變色染料、和所述第三熱致變色染料僅存在于所述襯衫的肩部部分上。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運動服裝，其中，所述第一熱致變色染料、所述第二熱致變色染料、和所述第三熱致變色染料僅存在于所述襯衫的胸部部分上。
9.運動服裝，其用于監(jiān)控所述服裝的穿戴者的最優(yōu)身體外殼溫度，所述服裝包括排汗織物，所述排汗織物包含在約33°C改變顏色的第一熱致變色染料、在約35°C改變顏色的第二熱致變色染料、和在約37 °C改變顏色的第三熱致變色染料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動服裝，進一步包括包含在約35°c改變顏色的熱致變色油墨的標識或設(shè)計。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的運動服裝，其中，所述排汗織物包含棉和尼龍纖維。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的運動服裝，其中所述服裝是襯衫。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的運動服裝，其中，所述第一熱致變色染料、所述第二熱致變色染料、和所述第三熱致變色染料僅存在于袖子中。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的運動服裝，其中，所述第一熱致變色染料、所述第二熱致變色染料、和所述第三熱致變色染料僅存在于所述襯衫的肩部部分上。
15.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運動服裝，其中，所述第一熱致變色染料、所述第二熱致變色染料、和所述第三熱致變色染料僅存在于所述襯衫的胸部部分上。
【文檔編號】A41D13/00GK203633534SQ201320613377
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】小克羅克特·E·肯尼思 申請人:小克羅克特·E·肯尼思