[发明专利]功能性室外衣服

说明书

技术领域

为了满足消费者对于生理穿着舒适性和功能性能的需求，现代化的室外衣服中采用了越来越多的创新科技来抵抗多变的环境条件和各种锻炼活动。本发明涉及具有精密液体水分管理和缓冲行为的功能性室外衣服设计和制造。

背景技术

衣物系统的基本功能是作为屏障来保护人体抵抗外部环境并且调整身体及其环境之间的热交换和水分交换。同时，其还产生一定的可能是愉悦的的舒适感觉，或者由于皮肤和织物之间的接近且连续的相互作用而是不愉悦的。衣物中的温度和水分分布及其传输行为、机械相互作用（例如皮肤和衣物之间的相对运动、摩擦和变形）已经被广泛地认识到是影响舒适感觉、甚至穿着者在各种穿着条件下的生存的重要因素。

功能性能和舒适行为对于室外衣服而言是极其重要的，室外衣服可用作可能经受多变环境条件和各种锻炼活动的人员的保护装置。长久以来，已经认识到衣物的热和水分传递行为对于人类生存是极其重要的。影响衣物的热行为的因素将会包括干热绝缘、水分和蒸气透过衣物的传递、与衣物的热交换（传导、对流、辐射、蒸发和冷凝）、压缩、泵运效果、空气穿透、主体姿态（subject posture），等等。例如，在山间徒步旅行可能是，当徒步旅行者早晨处于山脚时，外面是晴朗且炎热的，但是山顶处却正在下雪。活动水平也可能从徒步旅行期间的强水平变化到休息和比较期间的低水平。另一个可常常观察到的现象是滑雪之后在滑雪服的内表面处聚集了液滴，并且使得穿着者感觉非常不舒服。这两个例子揭示了热和水分传递行为在室外衣服设计中扮演着重要的角色。

基于功能性织物和衣服方面的文献回顾，已经在该领域广泛研究了许多现有的创新技术。例如，US2009093179、CN101333282(A)公开了一种方法，其用于用具有多层膜结构的防水且水分可透过纺织原料来制备织物。CN201139120(Y)公开了一种制备纳米远红外阴离子多功能运动鞋的方法，该运动鞋是抗菌的、防水的、水分可透过的、抗磨损的以及防滑的。这种类型的已出版专利涉及织物的功能增强。在室外衣服设计方面，CN201097636(Y)教导了一种使用水冷却来设计衣服的方法；US2008196140(A1)公开了一种具有体温调节性能的衣服，其包括前袋、位于前袋后面的前囊以及两个侧通风开口，前袋具有侧进入开口以便在不活动期间将手放在其内或取暖。US2007210051(A1)报导了一种制备透气的加热器元件的方法，该加热器元件用于衣服或用于衣服的衬里，例如室外夹克；DE102004007811(A1)教导了一种摩托车夹克设计，其具有两层结构和可调节的通风结构；FR2857830(A1)公开了一种在后背和肩部处具有特殊设计的衣服结构，以增加抗磨损性。WO2006098641(A2)提供了一种方法来增大热绝缘；WO2006085947(A2)进一步教导了军事战斗制服，其使用无纺复合织物以提供防火性质。

另一方面，从生理角度看，人－衣物－环境是物理、感觉、心理和信息意义上的动态的相互作用系统。成年人在舒适环境条件下口测的正常体温的范围在36.3℃和37.1℃之间。通过多个温度调节机制将芯温度维持成接近于37.0℃。通过用身体和环境之间交换的热来平衡由身体产生的热，从而维持该温度。身体所产生的热是新陈代谢化学反应的副产物，并且由新陈代谢释放的能量的约43%被用于完成生物工作。剩余的能量作为热损失掉。体温高于和低于“正常”水平的变化可损害锻炼行动。生理温度调节独立于清醒的自主行为，而行为性温度调节通过清醒行为来运转，并且清醒行为包括诸如改变活动水平、更换衣服之类的动作。

生理学者的现有研究成果公开了体温是通过对于热损失平衡产热来控制的。存在三种独立的产热机制，包括基础产热、颤抖和自主锻炼，对于普通成年人而言，这将会分别产生大约70-100 Kcal/hr、500 Kcal/hr以及300-1100 Kcal/hr的能量。并且，热调节控制系统已经被皮肤血流、出汗和颤抖影响。皮肤血流被调节以改变皮肤温度，以便减小或增大热损失，其被假定为受来自皮肤和中央芯的温度信号控制。

出汗是一种从身体释放过多热量的有效机制，出汗由汗腺决定，汗腺产生调整的出汗。汗腺受平均体温信号和皮肤体温信号控制。Guyton和Hall在2000年发现对于不适应环境的人几乎不会达到1 L/hr，而对于良好适应环境的人可出汗多至2-3 L/hr，当汗蒸发时，带走约十倍的基础身体产热。此外，Randall在1946年报导了身体上的汗腺分布不是均匀的，最密集的地方在手背，随后是伸肌表面、鱼际隆起和胸部。该成果还表明身体各部分的出汗量也是不同的，并且对于衣服设计而言，水分传递行为的要求是不同的。