(57)【要約】エネルギーを貯蔵するための第一のセクションおよび第一のセクションから受けたエネルギーを放出するための第二のセクションを含み、そのエネルギーが、好ましくは、放熱、発熱、発光及び電子回路の給電の一つのために使用される電気エネルギーである材料が提供される。理想的には、材料は、エネルギーを集め、そのエネルギーを第一のセクションに貯蔵するための電気エネルギーに変換するように適合された第三の層を含む。第四の防護セクションが材料の少なくとも一つの側に提供される。材料は、織られたストリップから、積層されたセクションからまたは同軸のセクションに形成することができ、それらが織り合わされて、通気性、吸湿性、耐湿性、防湿性及び伸縮性の少なくとも一つの特性を有する可撓性織物材料を形成する。2008542063.tif 000003
2008542063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギーを貯蔵するように構成された第一のセクションと、
第一のセクションから受けたエネルギーを放出するように構成された第二のセクションとを含む、
材料。
【請求項２】
第一のセクションに貯蔵される、または第二のセクションによって使用される電荷を得る第三のセクションをさらに含む、請求項1記載の材料。
【請求項３】
織られたストリップで形成されている、請求項1記載の材料。
【請求項４】
積層されたセクションで形成されている、請求項1記載の材料。
【請求項５】
織られた同軸セクションで形成されている、請求項1記載の材料。
【請求項６】
材料の少なくとも一方の側に形成された少なくとも一つの防護セクションをさらに含む、請求項1記載の材料。
【請求項７】
第一のセクションが電気エネルギーを貯蔵するように構成されている、請求項1記載の材料。
【請求項８】
第一のセクションが、周囲エネルギーを受け、周囲エネルギーを、第一のセクションに貯蔵するための電気エネルギーに変換するように構成されている、請求項1記載の材料。
【請求項９】
第三のセクションが、エネルギーを受け、エネルギーを、第一のセクションに貯蔵するための、または第二のセクションによって使用されるための、またはその両方のための電気エネルギーに変換するように構成されている、請求項2記載の材料。
【請求項１０】
第一および第二のセクションが、可撓性であるように、かつ、通気性、吸湿性（wickability）、耐水性、防水性および伸縮性の特性の少なくとも一つを有するように形成されている、請求項1記載の材料。
【請求項１１】
第一のセクションが第一の層を含み、第二のセクションが第二の層を含み、両セクションが互いに隣接するように配設されている、請求項10記載の材料。
【請求項１２】
第一のセクションにおけるエネルギー貯蔵および第二のセクションにおけるエネルギー放出の少なくとも一方を調整するための手段をさらに含む、請求項1記載の材料。
【請求項１３】
電気エネルギーを貯蔵するように適合された第一の層と、
第一の層に結合され、第一の層から電気エネルギーを受け、電気エネルギーを、放熱、発熱、発光および電気回路の給電の少なくとも一つのために利用するように構成された第二の層とを含む、
可撓性織物材料。
【請求項１４】
第二の層に結合され、エネルギーを集め、集めたエネルギーを、第二の層によってただちに使用するために第一の層によって貯蔵するための、または第一の層に貯蔵すると同時に第二の層によって使用するための電気エネルギーに変換するように適合された、第三の層を含む、請求項13記載の材料。
【請求項１５】
エネルギーの収集、変換、貯蔵および使用に干渉することなく第一、第二および第三の層を防護するように適合された少なくとも一つの防護層をさらに含む、請求項14記載の材料。
【請求項１６】
第一の層と第二の層とが同一平面にある、請求項13記載の材料。
【請求項１７】
第一の層によるエネルギー貯蔵および第二の層によるエネルギー利用の少なくとも一方を調整するための制御装置をさらに含む、請求項13記載の材料。
【請求項１８】
電気エネルギーを貯蔵するように適合された第一の可撓性フィラメントと、
第一の可撓性フィラメントに結合され、第一の可撓性フィラメントからの貯蔵されたエネルギーを、放熱、発熱、発光および電気回路の給電の少なくとも一つにおける使用のために受けるように適合された第二の可撓性フィラメントとを含む、
薄い可撓性織物を提供するために織られるように適合された可撓性織物材料。
【請求項１９】
エネルギーを得、得たエネルギーを、第二の可撓性フィラメントに貯蔵するための電気エネルギーに変換するように適合された、第三の可撓性フィラメントを含む、請求項18記載の材料。
【請求項２０】
第一および第二の可撓性フィラメントが互いに対して成層している、請求項18記載の材料。
【請求項２１】
第一、第二および第三の可撓性フィラメントが成層状態で配設されている、請求項19記載の材料。
【請求項２２】
第一の可撓性フィラメントにおけるエネルギー貯蔵および第二の可撓性フィラメントにおけるエネルギー使用の少なくとも一方を制御するためのレギュレータを含む、請求項18記載の材料。
【請求項２３】
エネルギーを貯蔵するように構成された第一のセクションと、
第一のセクションから受けたエネルギーを放出するように構成された第二のセクションとを含む、可撓性材料を含む、
衣服または装身具。
【請求項２４】
材料が、エネルギーを得、得たエネルギーを、第二のセクションに貯蔵するための電気エネルギーに変換するように適合された第三のセクションを含む、請求項23記載の衣服または装身具。
【請求項２５】
可撓性材料の少なくとも一方の側に形成された防護層をさらに含む、請求項24記載の衣服または装身具。
【請求項２６】
材料が、通気性、吸湿性、耐水性、防水性および伸縮性の少なくとも一つの特性を有する、請求項25記載の衣服または装身具。
【請求項２７】
第一のセクションにおけるエネルギー貯蔵および第二のセクションにおけるエネルギー放出の少なくとも一方を制御するための装置を含む、請求項23記載の衣服。
【請求項２８】
エネルギーを貯蔵するように構成された第一のセクションを提供することと、
第一のセクションに結合され、第一のセクションから受けたエネルギーを放出するように適合された第二のセクションを提供することとを含む、
可撓性材料を製造する方法。
【請求項２９】
エネルギーを集め、エネルギーを、第二のセクションに貯蔵するための電気エネルギーに変換するように適合された第三のセクションを提供することを含む、請求項28記載の方法。
【請求項３０】
材料の少なくとも一方の側に少なくとも一つの防護セクションを提供することを含む、請求項29記載の方法。
【請求項３１】
材料が、通気性、吸湿性、耐水性、防水性および伸縮性の少なくとも一つの特性を含む、請求項28記載の方法。
【請求項３２】
第一および第二のセクションが、合わせて成層される個々のパイルとして形成されている、請求項28記載の方法。
【請求項３３】
第一、第二および第三のセクションが、合わせて成層されて積層可撓性フィラメントを形成する可撓性フィラメントとして形成され、成層された可撓性フィラメントを織って可撓性材料を形成することをさらに含む、請求項29記載の方法。
【請求項３４】
第一、第二および第三の可撓性フィラメントが同軸に配設されている、請求項19記載の材料。
【請求項３５】
第一および第二の可撓性フィラメントが管状に配設されている、請求項18記載の材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、薄い可撓性材料に関し、特に、それと一体に形成された電気エネルギー貯蔵および放出能力を有する可撓性織物に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の説明
現在、エネルギー放出を光または熱の形態で具現化し、何らかの外部の強力な動力源によって駆動される材料がある。
【０００３】
たとえば、Colerらの米国特許第3,023,259号（特許文献1）は、一つの態様では、衣服の下で人を包み、体熱を利用して電気化学的温度を好ましい温度範囲内に維持することができるように設計された可撓性電池を記載している。この可撓性電池は、電気化学的システムの構成部品とで非反応性である金属から選択されたワイヤメッシュを組み込む可撓性電極を含む。活性電極材料、導電粒子および合成樹脂結合材を含む被覆組成物が提供されている。Colerらは、可撓性電池を好ましい作動温度範囲内に維持するための熱の使用を教示している。
【０００４】
Armbrusterの米国特許第3,535,494号（特許文献2）は、可撓性であり、プラスチック材料の層およびそのプラスチック材料の層の中に実質的に均一に分散した導電材料の小さな粒子を含む金属箔材料の使用を例示している。低電圧供給源が電流を提供し、その電流がシート材料中をその対向する両面に対して実質的に垂直な方向に通過し、シート材料およびそれに対する金属箔が1対のプラスチックシートの間に挟まれて、そのプラスチックシートとともに可撓性加熱ユニットを形成している。
【０００５】
Romaniecの米国特許第3,627,988号（特許文献3）は、可撓性電極を有する導通カード繊維状カーボンウェブおよびそのウェブの各面に被さり、それと連結された、緩く織られた織物の支持層を使用する電気加熱要素を記載している。
【０００６】
Lehovecらの米国特許第4,470,263号（特許文献4）は、衣服に付けられ、ユーザの皮膚に当たるコールドプレートを有する「Peltier-Cooled Garment」と題するものである。コールドプレートによって集められた熱はフィンを介して分散される。
【０００７】
Triplettらの米国特許第4,700,054号（特許文献5）は、少なくとも一つの電極および高抵抗の物質から調製された織物で形成された、導電ポリマーを含む電気装置を記載している。抵抗材料の正の温度係数は、14℃の温度範囲で少なくとも2.5倍増大し、または100℃の温度範囲で少なくとも10倍増大し、および好ましくはその両方である抵抗値を有する。
【０００８】
Nagatsukaらの米国特許第5,242,768号（特許文献6）は、電池の中で使用するための三次元織布に関する。織物材そのものは電池ではなく、電気を貯蔵することはできない。これは、電解質を含有する海水電池で使用されるように設計されている。
【０００９】
Schneiderらの米国特許第5,269,368号（特許文献7）は、内チャンバを有する可撓性ジャケットに収容された流体を利用する、飲料または他の物体の温度を制御するための再充電可能な温度調整装置に関する。ジャケットは、実行される機能に依存して、フリーザの中で再充電されるか、または電子レンジの中で加熱される。
【００１０】
Jonesの米国特許第6,049,062号（特許文献8）は、個人の体に装着される、温度制御を備えた加熱式衣服を記載している。この熱衣服は、内部ライナを含み、その内部ライナの中に加熱要素が設けられている。加熱要素は、衣服の面積の大部分の中に設けられ、少なくとも一つの可撓性蓄電池が熱衣服の内部ライナの中に設けられている。熱衣服の外層の中にあり、加熱要素と連絡したサーモスタットが温度を調整する。
【００１１】
Aisenbrayの米国特許第2004/0188418号（特許文献9）は、導電性の添加樹脂ベースの材料から製造された低廉な加熱装置を開示している。好ましくはニッケルめっきされた炭素繊維、ステンレス鋼繊維、銅繊維、銀繊維等のミクロン導体繊維が設けられている。導電性の添加樹脂ベースの加熱装置は、射出成形法、圧縮成形法または押出し成形法のような方法を使用して形成することができる。加熱装置を形成する導電性の添加樹脂ベースの材料はまた、所望の形に容易に裁断することができる薄い可撓性の羊毛織物の形態にあることもできる。
【００１２】
Knoerzerの米国特許第6637906号（特許文献10）は、照明付き製品パッケージに使用されるであろう、電池を直接薄膜層構造中に組み込んだ可撓性エレクトロルミネセンス(EL)膜を開示している。Knoerzerによって記載されたEL膜または薄膜エレクトロルミネセンス膜(TFEL)は、無機であり、電流によって励起されると発光するリン光体粒子からなる。Knoerzerは、電池からの直流を、EL膜を発光させるために使用される交流に変えるためのインバータを記載している。リン光体膜ではなく有機ポリマーである有機発光ポリマー(LEP)および有機発光ダイオード(OLED)の導入により、完全に可撓性のシステムに統合するのに問題であるインバータシステムは不要である。有機ポリマーの製造はまた、無機EL膜に対していくつかの処理上の利点を提示する。
【００１３】
しかし、現在、直接統合された電気エネルギー貯蔵局面を有し、なおかつ薄く、可撓性であり、従来の織物と同じくらい容易に製品へと製造することができる、エンジニアまたは設計者に利用可能な織物は何一つ存在しない。したがって、今日、最新のエンジニアリング織物に通常のすべての特性、たとえば防水性、通気性、吸湿性（wickability）、伸縮性、色およびテキスチャの選択を有するそのような織物が要望されている。これまで、これらの特性をすべて備えた織物は出現していない。
【００１４】
【特許文献１】米国特許第3,023,259号
【特許文献２】米国特許第3,535,494号
【特許文献３】米国特許第3,627,988号
【特許文献４】米国特許第4,470,263号
【特許文献５】米国特許第4,700,054号
【特許文献６】米国特許第5,242,768号
【特許文献７】米国特許第5,269,368号
【特許文献８】米国特許第6,049,062号
【特許文献９】米国特許第2004/0188418号
【特許文献１０】米国特許第6637906号
【発明の開示】
【００１５】
発明の簡単な概要
本発明の開示された態様は、最新のエンジニアリング織物のすべての特性、たとえば耐水性、防水性、吸湿性、通気性、伸縮性ならびに色およびテキスチャの選択を、電気エネルギーを貯蔵し、それを放出して加熱、冷却、照明および電気エネルギーの他の使用を提供する能力とともに備えた織物に関する。加えて、本発明の一つの形態で、エネルギーをその周囲から取り出し、それを電気エネルギーに変換し、それを後の使用に備えて織物の内部に貯蔵するオプションがある。薄膜付着技術、ポリマー技術、MEMおよび新たなエンジニアリング材料の到来および進歩により、今や、上記の特性をすべて備えた織物を製造することが可能である。
【００１６】
本発明の一つの態様で、エネルギー貯蔵セクションおよびエネルギー放出セクションを含む材料が提供される。任意の充電セクションまたは再充電セクションを、任意の処理およびシールセクションならびに任意の防護および装飾セクションとともに提供することができる。これらのセクションは、途切れなく接続される、またはいっしょに包み込まれる限り、同一平面配設または成層することができるということが留意されるべきである。
【００１７】
本発明のもう一つの局面にしたがって、織物は、半可撓性または可撓性、耐水性または防水性の一つまたは複数の性質を含み、薄いシート様材料または薄い織布として形成されている。
【００１８】
本発明のもう一つの局面にしたがって、織物は、織り合わされると、従来の織物、たとえばユーザによって装着される下着もしくは上着または履き物に使用される部品、たとえばインソールまたは特化された織物パネルとして使用することができる薄い可撓性材料を提供する、上記特性を有する材料のストリップから形成されている。
【００１９】
本発明のもう一つの態様にしたがって、電気エネルギーを貯蔵するように適合された第一の層および第一の層に結合され、第一の層から電気エネルギーを受け、その電気エネルギーを、放熱、発熱、発光および電気回路の給電の少なくとも一つのために利用するように構成された第二の層を含む可撓性織物材料が提供される。理想的には、第二の層に結合され、エネルギーを受け、または集め、受けた、または集めたエネルギーを、第一の層によって使用するために第二の層によって貯蔵するための、または第二の層に貯蔵すると同時に第一の層によってただちに使用するための電気エネルギーに変換するように適合された第三の層が提供される。
【００２０】
本発明のもう一つの態様にしたがって、エネルギーを貯蔵するように構成された第一のセクションおよび第一のセクションから受けたエネルギーを放出するように構成された第二のセクションを含む可撓性材料を含む衣服が提供される。理想的には、衣服の材料は、エネルギーを得、得たエネルギーを第二のセクションに貯蔵するための電気エネルギーに変換するように適合された第三の層を含む。
【００２１】
本発明のもう一つの態様にしたがって、可撓性材料を形成する方法が提供される。方法は、エネルギーを貯蔵するように構成された第一のセクションを提供すること、および第一のセクションに結合され、第一のセクションから受けたエネルギーを放出するように適合された第二のセクションを提供することを含む。理想的には、方法は、エネルギーを受け、または集め、エネルギーを、第二のセクションに貯蔵するための電気エネルギーに変換するように適合された第三のセクションを提供することを含む。
【００２２】
発明の詳細な説明
まず図1を参照すると、本発明の一つの態様にしたがって形成された可撓性シート10が示されている。
【００２３】
図1は、エネルギー放出セクション12およびエネルギー貯蔵セクション14を含む完成したエネルギー織物10の可撓性シート形態を図示するように働く。任意の充電セクション16または再充電セクション18またはそれらの組み合わせが、装飾セクションであることもできる任意の防護セクション20とともに示されている。これらのセクションは、別々に製造されたのち合わせて積層されることもできるし、各セクションをその下のセクションに直接付着させることもできるし、両技術の組み合わせを用いて最終的な織物を製造することもできる。これらのセクションは、同一平面配設、層、面および他の積み重ね配設をはじめとして、いかなる順序で配設することもでき、最終的な織物の中には各セクションの多数の態様があることができる。
【００２４】
セクションはまた、同じ平面上に異なる態様を有することもできる。たとえば、充電または再充電面のセクション16、18が光起電装置を使用する一方で別のセクションが圧電装置を使用することもでき、あるいは、エネルギー放出面のセクションが光を発することができる一方で別のセクションが熱を発することもできる。同様に、平面の一つのセクションが光を発することができる一方でその同じ平面の別のセクションが光起電装置を使用してエネルギー貯蔵セクションに再充電することもできる。いくつかのセクションは他のセクションのいくつかと電気的に接続されなければならない。これは、セクションとセクションとの間の特定のポイント22で直接起こる接触によって、またはリモートPCB26を介して接続するリード24を通して起こる接触によって実施することができ、それにより、オペレータ入力、モニタリングおよび制御能力を提供する。必要とはされないが、このPCB26は、リード24と同様に可撓性支持体上に構築することができ、かつこのPCB26は、当技術分野で公知であり、本明細書では詳細に説明しない制御法および装置を使用して多数の別個の織物態様を同時に制御することができる。簡潔にいうと、固定および可変性の抵抗、キャパシタンス、インダクタンスおよび前記の組み合わせのような制御ならびに対応するハードウェアに具現化されたソフトウェアおよびファームウェアを実装して電圧および電流、位相関係、タイミングおよび最終的に出力に影響する他の公知の変数を調整することができる。調整は、ユーザ制御式であることもできるし、または自動であることもできるし、またはそれらの組み合わせであることもできる。
【００２５】
セクションどうしを接続するリード24をリモートPCB26に接続することができるが、そうする必要はない。すべてのリード接続は、完全な電気絶縁を提供するために接触の点でシールされるべきである。回路、部品、スイッチおよびセンサを含む可撓性PCB26もまた、リードと同様に、別のセクションとして最終的な織物に直接統合することもできるし、同一平面配設することもできるし、成層することもできる。
【００２６】
個々のセクションをカスタム励起生地パネルに製造する一つの方法は、1) エネルギー貯蔵、エネルギー放出およびおそらくはエネルギー再充電セクションを互いに隣接して、または互いの上に(パネルレイアウトおよび機能に依存する)配置すること、2) 所望の機能を提供するであろう薄い可撓性回路を各セクションに取り付けることによって各セクションを電気的に相互接続すること、および次に 3) この電気的に統合されたセクションのシステム全体を通気性で防水性の膜の間に積層することからなるであろう。パネルの加熱態様で好ましい材料は、エネルギー貯蔵セクションのためのリチウムポリマー、エネルギー放出セクションためのPTCヒータ、再充電セクションのための圧電膜、薄い可撓性電気配線のためのポリエステル支持体上に付着された銅トレースおよび封入膜または防護セクションとしての高透湿性ポリウレタン膜からなるであろう。布材料を使用することができるが、好ましくは、封入膜上に積層されるであろう。布は、いかなるタイプの材料であってもよく、本明細書に記載する装飾セクションに対応するであろう。布のタイプは、所望の色、テキスチャ、吸湿性およびパネル外部の他の特性に完全に依存するであろう。
【００２７】
薄膜リチウムイオンポリマー電池、たとえばGaston Narada、Voltaflex、Solicore、Sanyo、Cymbet、Excellatron、Valence、AmperexまたはEnderelによって製造されているものが、理想的な可撓性で薄く再充電可能な電気エネルギー貯蔵セクションである。これらの電池の製造の詳細は工業所有権を有するものであるが、それぞれ、薄膜陽極層、陰極層および電解質層からなり、各電池は、電気エネルギーを貯蔵および放出し、再充電可能である薄い可撓性シートを形成する。今や、カーボンナノチューブが、Advanced Battery Technologies, Inc.により、容量を増すためにリチウムポリマー電池技術とともに使用されており、標準的なポリマー電池と同じやり方で最終的な布に統合されるであろう。エネルギー貯蔵セクションが、使用および屈曲とともに劣化しない性質を有する材料からなるべきであるということが留意されるべきである。リチウムポリマーの場合、これは一般に、電解質が可塑化されればされるほど、屈曲とともに生じるセルの劣化が少なくなるということを意味する。
【００２８】
エネルギー貯蔵セクションに使用することができるもう一つの技術は、Skeleton Technologies、Cooper Electronic Technology's PowerStor AerogelおよびTelcordia Technologiesによって開発され、製造されているタイプのスーパーキャパシタまたはウルトラキャパシタである。これらのタイプのスーパーキャパシタは、様々な技術を使用して薄い可撓性の再充電可能なエネルギー貯蔵膜を達成し、ウルトラおよびスーパーキャパシタ産業において、本発明における統合および使用のために現在市販されているものに関しての好例である。
【００２９】
また、様々なタイプの薄膜マイクロ燃料電池(PEM、DFMC、固体酸化物、MEMSおよび水素)が、NEC、Toshiba、Millennium Cell、MTI MicroおよびNippon Telegraph and Telephone Corporationのような社から市販されてきており、これらを最終的な織物に積層して統合された電源を提供して、薄膜電池または薄膜キャパシタ貯蔵セクションと合わせて(ハイブリッド化して)またはそれに代えて作動させることができる。
【００３０】
エネルギー放出セクションには、加熱、冷却および発光をはじめとするいくつかの態様がある。
【００３１】
加熱態様の場合、Minco、Birk Manufacturing、TempcoまたはQfoil by ECG Enterprises, Inc.によって製造されているような通常の細いワイヤまたはエッチングされた薄膜抵抗ヒータがうまく働く。また、Conductive Technologies、ThermoまたはITW Chronothermによって製造されているようなPTCまたは正温度係数抵抗性ヒータが薄膜自己調整式ヒータセクションの場合に非常にうまく働く。PTCの場合、そのヒータは、そのものを、製造前に決定された温度に具体的に調整するように構築されている。これは、抵抗性加熱要素が、センサおよび追加的回路を使用することなく、ヒータの瞬間的な温度に依存して、その抵抗を変化させることを意味する。これらの加熱要素をすべて、薄い可撓性の支持体、通常はカプトンまたはポリエステルに付着させ、それを、接着を用いて、または用いずに他の織物セクションに積層することもできるし、または加熱要素を隣接する織物セクションに直接付着させることもできる。たとえば、ヒータ要素をリチウムポリマー電池のパッケージング層に直接付着させたのち、ポリエステル、カプトン、ウレタンまたは他の薄い可撓性材料の薄膜で覆うと、加熱要素および／または織物セクションを封入し、絶縁することができる。
【００３２】
エネルギー放出セクションの冷却態様の場合、ITR internationalによって開発され、製造されているような薄膜超格子熱電冷却素子が最終的な織物への統合に理想的である。薄膜装置であるため、別の織物セクションをその支持体として使用して付着させることもできるし、または別個の支持体に付着させたのち、接着剤を用いて、または用いずに他の既存の織物セクションに積層することもできる。
【００３３】
エネルギー放出セクションの発光態様の場合、織物への統合に利用可能な多くの有機ポリマーベースの薄膜技術がある。OSRAM、Cambridge Display TechnologiesおよびUniversal Display Corporationによって製造される有機発光ダイオード(OLED)は、薄い可撓性シート形態に製造されるポリマーベースの装置であり、直流電源からインバータなしで直接給電することができる。インバータなしで直流電源を使用する適用可能な有機可撓性発光技術のいくつか他の例は、Cambridge Display Technologies製のポリマー発光ダイオード(PLED)、同じくCambridge Display Technologies製の発光ポリマー(LEP)、E-Ink製のElectronic Inkならびに現在Sarnoft、Softpixel、SamsungおよびToshibaによって開発され、製造されている可撓性液晶表示装置(LCD)を含む。織物の発光態様は、静的照明設計または変動ピクセル化表示を表示するために使用することができる。薄膜装置であるため、これらのすべての技術は、別の織物セクションをその支持体として使用して付着させることもできるし、あるいは別個の支持体に付着させたのち、接着剤を用いて、または用いずに他の既存の織物セクションに積層することもできる。
【００３４】
現在、充電および再充電セクションのいくつかの態様に関して利用可能なオプションが数多くある。態様が光エネルギーを使用してエネルギー貯蔵セクションを充電または再充電する場合、いくつかの光起電装置製造業者、たとえばETA Engineering's UnisolarおよびIowa Thin Film Technology's Powerfilmが、薄い可撓性の光起電セルを製造している。
【００３５】
態様が織物の屈曲および圧電材料を使用してエネルギー貯蔵セクションに貯蔵するための電気を発生させる場合、Continuum's PiezoFlex、Mide's Poweract、Measurement Specialties' Piezo FilmおよびAdvanced Cerametrics Incorporatedのような会社が、積層しやすく、最終的な織物に電気的に統合しやすい膜を製造している。
【００３６】
態様が磁気的、誘導的またはワイヤレス充電システムを使用して貯蔵のための電気エネルギーを発生させる場合、SplashpowerおよびSalcompのような会社が現在、積層され、最終的な織物に電気的に統合されることができる技術を製造している。
【００３７】
また、エネルギー放出態様として使用される熱電(ペルチェ)または光電(光起電)セクションの場合、このセクションはまた、エネルギー貯蔵セクションのためのエネルギー再充電セクションとして可逆的に使用することもできることが留意されるべきである。たとえば、システムが多量の余剰熱エネルギーを生成している場合、たとえば有酸素性が高い活動で使用される衣服の場合、その熱エネルギーを熱電セクションによって電気に変換してエネルギー貯蔵セクションに貯蔵したのち、有酸素性活動が停止したのち熱が存在しなくなったとき熱電セクションに戻して加熱のために可逆的に使用することができる。同じ類のエネルギー収穫技術を光電(光起電)セクションによって使用して、光が存在しなくなったとき光を発生させることもでき、およびまた、光が過剰に存在するとき光エネルギーを電気エネルギーに変換してエネルギー貯蔵セクションに貯蔵することもできる。圧電態様の場合、屈曲の間に電気エネルギーを作り出し、貯蔵したのち、織物の補剛が求められる場合に可逆的に使用して圧電セクションを補剛することができる。この文は、可逆性織物セクションのいくつかの態様を記載しただけであり、記載した態様の範囲内で数多くのセクション置換が可能である。
【００３８】
防護および修飾セクションに使用することができる製品が数多くある。Malden Millsは、適用可能な多くの製品を有する幅広い製品ラインナップを有する供給業者の好例である。たとえば、同社の製品ラインナップは、肌に接する状態での吸湿性、繊維状のフリース的快適さ、撥水性、指定の色、指定のテキスチャおよびそのセクションを最終的な織物に積層することによって組み入れることができる他の多くの特性のためにエンジニアリングされたセクションを含む。また、シーリングおよび防護外被として使用可能な多くの熱可塑性ウレタン(TPU)がある。これらの材料は、非常に高い透湿性(MVTR)を示し、きわめて防水性であって、アセンブルされたエネルギー貯蔵、放出および再充電セクションを、高度な防護および耐久性をも提供する高通気性の防水性材料に包み込むことを可能にする。これらのTPUを現在製造しているいくつかの会社は、American Polyfilm, Inc. (API)、OnmiflexおよびNoveonである。また、固体のモノリシック構造であるTPUに加えて、通気性の防水性シールおよび防護外被として使用可能な微孔質材料がある。この微孔質技術は、一般にGore製品で見られ、TPUと合わせて使用することができる。また、アセンブルしたセクションの周囲にこれらの通気性防水性外被を積層する場合、接着剤の使用または非使用にかかわらず、積層体の通気性を維持することに注意を払わなければならないことに留意すること。接着剤が使用されるならば、その接着剤もまた通気性を有しなければならない。接着剤を使用しない積層工程に関しても同じことがいえる。付着法がなんであろうと、最終的な織物パネルに必要と思われる特質であるのならば、外被用防護セクションの通気性および防水性を維持しなければならない。
【００３９】
図2は、各個々のストリップがエネルギー放出セクション、エネルギー貯蔵セクションおよび任意の充電／再充電セクションを含む織られたストリップ30を含む完成したエネルギー織物28の高可撓性織物形態を示す。ストリップ30は、必ずしも長方形のセクションで構成される必要はなく、同軸セクション32に構成されることもできる。ストリップ30は、回路が機能するために適用可能な同じポテンシャルで分離される織布の縦糸および横糸上の類似した接点36によって織物28の縁34に電気的に接続されることができるが、接続されなくてもよい。すべてのストリップ30が必ずしも同じ特性を有しなくてもよい。たとえば、38で示すように、異なるエネルギー放出態様を有するストリップを同じ織物片に織り込むことができる。
【００４０】
任意の処理またはシールセクション40を最終的な織物28の片側または両側に付着させて、織物の防水性および通気性を促進することもできる。この外被セクションは、液状の水を透過させないが、水蒸気および他のガスを自由に通すことを可能にする。このタイプの付着は当業者に周知であり、本明細書ではこれ以上詳細には説明しない。卓越した例は、防水性および通気性を与えるために織物に被着される工業所有権層GoreTexである。API、OmniflexまたはNoveonによって製造されているような熱可塑性ウレタンをはじめとして、現在、Goretexに代わる被覆が数多く市販されていることに留意すること。また、任意の防護または装飾セクション42を加えて最終的な織物の外部性質、たとえばテキスチャ、耐久性、伸縮性または吸湿性を変化させることもできる。
【００４１】
図3は、通気性および可撓性のような特質を最終的な織物に与えるためにすべて開口52をパターン付けされた、エネルギー貯蔵セクション46、エネルギー放出セクション48および任意の充電または再充電セクション50からなる高可撓性シート44を示す。織物44中のこれらの開口または穴52は、セクションごとのパターンで付着させることができ、その後、セクションを積層して合わせると、パターンが整列して、処理またはシール外被セクション54およびおそらくは修飾または防護セクション56だけによって覆われた開口を織物中に提供するか、あるいは、織物44は、積層後かつ処理もしくはシールセクション54または修飾もしくは防護セクション56または両方の被着の前に穴52を切られることもできる。これらの穴52はいかなる形であってもよいことが留意されるべきである。
【００４２】
処理またはシールセクション(54)は、織物44の防水性および通気性を促進するために、最終的な織物44の片側または両側に付着または接着され、それを包み込むことができる。このセクションは、液状の水をセクションに透過させないが、水蒸気および他のガスを織物セクションに自由に通すことを可能にする。このタイプの付着は当業者に公知であり、本明細書で詳細には説明しない。卓越した例は、防水性および通気性を与えるためにGoretex社が織物に被着させる工業所有権層である。API、OmniflexまたはNoveonによって製造されているような熱可塑性ウレタンをはじめとして、現在、Goretexに代わる被覆または膜が数多く市販されていることに留意すること。また、任意の装飾または防護セクション56を織物44の片側または両側に加えて最終的な織物の外部性質、たとえばテキスチャ、耐久性または吸湿性を変化させることもできる。図1および2の織物態様に関して、セクションは、同じ平面上で異なる態様を有することができる。たとえば、充電または再充電セクション50のセクションが光起電装置を使用する一方で別のセクションが圧電装置を使用することもでき、あるいは、エネルギー放出面のセクションが光を発することができる一方で別のセクションが熱を発することもできる。同様に、平面の一つのセクションが光を発することができる一方で同じ平面上の別のセクションが光起電装置を使用してエネルギー貯蔵セクションを再充電することもできる。セクションはまた、同一平面配設および積み重ね配設をはじめとして任意の順序で配設することができ、最終的な織物中の各セクションの多数の態様があることができる。
【００４３】
図4は、多くの可能な供給源から周囲エネルギー60を受け、それを電気エネルギーに変換し、織物とで一体に貯蔵したのち、その電気エネルギーを異なる方法62で放出することができる可撓性の統合織物58を示す。この図は、織物セクションの一つの態様のみを示すが、記載した態様の範囲内で数多くのセクション置換が可能である。
【００４４】
前記から、例示のために本発明の具体的な態様を記載したが、本発明の本質および範囲を逸することなく様々な改変を加えることができることが理解されると思われる。たとえば、例示的な態様は、「セクション」に関して説明したが、本発明は、層、プライ、フィラメント、ストリップ、ベルト等の形態をとることもできることが理解される。したがって、本発明は、請求の範囲およびその等価物によって限定される以外には限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
本発明の前記および他の特徴および利点は、以下の詳細な説明を添付図面と合わせて読むことにより、より容易に理解されると思われる。
【図１】本発明にしたがって形成された材料の第一の態様の等角投影図である。
【図２】本発明にしたがって形成されたシート様材料のもう一つの態様の等角投影図である。
【図３】本発明にしたがって形成された薄膜織物のさらなる態様の等角投影図である。
【図４】織物に出入りするエネルギーの流れを示す本発明のさらに別の態様の等角投影図である。
【図１】
2008542063.tif 000004
【図２】
2008542063.tif 000005
【図３】
2008542063.tif 000006
【図４】
2008542063.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成20年1月31日(2008.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気エネルギーを貯蔵するように構成された第一のセクションと、
第一のセクションから受けた電気エネルギーを放出するように構成された第二のセクションとを含む、
材料。
【請求項２】
第一のセクションに貯蔵される、または第二のセクションによって使用される電荷を得る第三のセクションをさらに含む、請求項1記載の材料。
【請求項３】
織られたストリップで形成されている、請求項1記載の材料。
【請求項４】
積層されたセクションで形成されている、請求項1記載の材料。
【請求項５】
織られた同軸セクションで形成されている、請求項1記載の材料。
【請求項６】
材料の少なくとも一方の側に形成された少なくとも一つの防護セクションをさらに含む、請求項1記載の材料。
【請求項７】
第一のセクションがエネルギーを受け、受けたエネルギーを電気エネルギーとして貯蔵するように構成されている、請求項1記載の材料。
【請求項８】
第一のセクションが、周囲エネルギーを受け、周囲エネルギーを、第一のセクションに貯蔵するための電気エネルギーに変換するように構成されている、請求項1記載の材料。
【請求項９】
第三のセクションが、エネルギーを受け、エネルギーを、第一のセクションに貯蔵するための、または第二のセクションによって使用されるための、またはその両方のための電気エネルギーに変換するように構成されている、請求項2記載の材料。
【請求項１０】
第一および第二のセクションが、可撓性であるように、かつ、通気性、吸湿性（wickability）、耐水性、防水性および伸縮性の特性の少なくとも一つを有するように形成されている、請求項1記載の材料。
【請求項１１】
第一のセクションが第一の層を含み、第二のセクションが第二の層を含み、両セクションが互いに隣接するように配設されている、請求項10記載の材料。
【請求項１２】
第一のセクションにおけるエネルギー貯蔵および第二のセクションにおけるエネルギー放出の少なくとも一方を調整するための手段をさらに含む、請求項1記載の材料。
【請求項１３】
電気エネルギーを貯蔵するように適合された第一の層と、
第一の層に結合され、第一の層から電気エネルギーを受け、電気エネルギーを、放熱、発熱、発光および電気回路の給電の少なくとも一つのために利用するように構成された第二の層とを含む、
可撓性織物材料。
【請求項１４】
第二の層に結合され、エネルギーを集め、集めたエネルギーを、第二の層によってただちに使用するために第一の層によって貯蔵するための、または第一の層に貯蔵すると同時に第二の層によって使用するための電気エネルギーに変換するように適合された、第三の層を含む、請求項13記載の材料。
【請求項１５】
エネルギーの収集、変換、貯蔵および使用に干渉することなく第一、第二および第三の層を防護するように適合された少なくとも一つの防護層をさらに含む、請求項14記載の材料。
【請求項１６】
第一の層と第二の層とが同一平面にある、請求項13記載の材料。
【請求項１７】
第一の層によるエネルギー貯蔵および第二の層によるエネルギー利用の少なくとも一方を調整するための制御装置をさらに含む、請求項13記載の材料。
【請求項１８】
電気エネルギーを貯蔵するように適合された第一の可撓性フィラメントと、
第一の可撓性フィラメントに結合され、第一の可撓性フィラメントからの貯蔵されたエネルギーを、放熱、発熱、発光および電気回路の給電の少なくとも一つにおける使用のために受けるように適合された第二の可撓性フィラメントとを含む、
薄い可撓性織物を提供するために織られるように適合された可撓性織物材料。
【請求項１９】
エネルギーを得、得たエネルギーを、第二の可撓性フィラメントに貯蔵するための電気エネルギーに変換するように適合された、第三の可撓性フィラメントを含む、請求項18記載の材料。
【請求項２０】
第一および第二の可撓性フィラメントが互いに対して成層している、請求項18記載の材料。
【請求項２１】
第一、第二および第三の可撓性フィラメントが成層状態で配設されている、請求項19記載の材料。
【請求項２２】
第一の可撓性フィラメントにおけるエネルギー貯蔵および第二の可撓性フィラメントにおけるエネルギー使用の少なくとも一方を制御するためのレギュレータを含む、請求項18記載の材料。
【請求項２３】
エネルギーを貯蔵するように構成された第一のセクションと、
第一のセクションから受けたエネルギーを放出するように構成された第二のセクションとを含む、可撓性材料を含む、
衣服または装身具。
【請求項２４】
材料が、エネルギーを得、得たエネルギーを、第二のセクションに貯蔵するための電気エネルギーに変換するように適合された第三のセクションを含む、請求項23記載の衣服または装身具。
【請求項２５】
可撓性材料の少なくとも一方の側に形成された防護層をさらに含む、請求項24記載の衣服または装身具。
【請求項２６】
材料が、通気性、吸湿性、耐水性、防水性および伸縮性の少なくとも一つの特性を有する、請求項25記載の衣服または装身具。
【請求項２７】
第一のセクションにおけるエネルギー貯蔵および第二のセクションにおけるエネルギー放出の少なくとも一方を制御するための装置を含む、請求項23記載の衣服。
【請求項２８】
電気エネルギーを貯蔵するように構成された第一のセクションを提供することと、
第一のセクションに結合され、第一のセクションから受けた電気エネルギーを放出するように適合された第二のセクションを提供することとを含む、
可撓性材料を製造する方法。
【請求項２９】
エネルギーを集め、エネルギーを、第二のセクションに貯蔵するための電気エネルギーに変換するように適合された第三のセクションを提供することを含む、請求項28記載の方法。
【請求項３０】
材料の少なくとも一方の側に少なくとも一つの防護セクションを提供することを含む、請求項29記載の方法。
【請求項３１】
材料が、通気性、吸湿性、耐水性、防水性および伸縮性の少なくとも一つの特性を含む、請求項28記載の方法。
【請求項３２】
第一および第二のセクションが、合わせて成層される個々のパイルとして形成されている、請求項28記載の方法。
【請求項３３】
第一、第二および第三のセクションが、合わせて成層されて積層可撓性フィラメントを形成する可撓性フィラメントとして形成され、成層された可撓性フィラメントを織って可撓性材料を形成することをさらに含む、請求項29記載の方法。
【請求項３４】
第一、第二および第三の可撓性フィラメントが同軸に配設されている、請求項19記載の材料。
【請求項３５】
第一および第二の可撓性フィラメントが管状に配設されている、請求項18記載の材料。
【国際調査報告】
2008542063.tif 000008
2008542063.tif 000009
2008542063.tif 000010