ПАРОПРОНИЦАЕМАЯ ВСТАВКА ДЛЯ ПРЕДМЕТА ОДЕЖДЫ И ОБУВИ, ПРЕДМЕТ ОДЕЖДЫ И ОБУВИ С ТАКОЙ ВСТАВКОЙ
STEAM-PERMEABLE INSERT FOR CLOTHING AND SHOES ITEM, CLOTHING AND SHOES ITEM WITH SUCH AN INSERT

Настоящее изобретение относится к паропроницаемой вставке для предмета одежды и обуви.
Настоящее изобретение также относится к предмету одежды и обуви, снабженному такой вставкой.
В настоящее время известны предметы одежды, которые защищают пользователя от атмосферных агентов и изготовлены из материалов, адаптированных для обеспечения достаточного уровня термоизоляции.
Назначением этих предметов одежды является поддержание микроклимата вокруг телапользователя, который может обеспечить ему адекватный уровень комфорта, предотвращая избыточное охлаждение тела.
Также известны предметы одежды, которые обеспечивают дополнительные системы контроля температуры.
Среди них имеются, например, отверстия в крайнем снаружи слое для предотвращения избыточного увеличения температуры микроклимата и/или для облегчения выведения во внешнюю окружающую среду пота в паровой фазе.
Патент США № 9060551 B2 содержит концепцию создания предмета одежды, снабженного динамическими отверстиями на внутренней и/или внешней ткани, которые под действием стимула, такого как изменениетемпературы или влажности, могут открываться для повышения проницаемости для воздуха или закрываться для предотвращения попадания дождя внутрь предмета одежды.
Однако эти динамические отверстия, рассмотренные выше, увеличивают сложность способа изготовления предмета, ограничивая свободу выбора материала и обуславливая эстетический выбор.
Кроме того, если отверстия расположены на наружном слое предмета, в дождливых условиях они закрываются, ограничивая тем самым отток пота в паровой фазе.
Концепции создания предмета одежды, снабженного ауксетической структурой, которая простирается в плоскости x-y, способной переходить от первой толщины в направлении z, которое перпендикулярно плоскости x-y, ко второй толщине в ответ на стимул, также известны из патента США № 9192198 B2.
Выражение "ауксетическая структура" относится к структуре, которая, при удлинении увеличивает свою толщину в направлении под прямыми углами к направлению, в котором прикладывается напряжение.
Указанная выше структура может модифицировать способность предмета одежды к термоизоляции посредством изменения своей толщины и, следовательно, объема воздуха, содержащегося в ней.
Однако такая структура отличается, по существу, неизменной проницаемостью для паров.
Кроме того, когда ауксетическая структура используется как подкладка для предмета одежды, размер изменения ее толщины является низким или в любом случае ограниченным, поскольку он ограничен натяжением материала, который содержит указанную подкладку.
Этот недостаток на практике ограничивает диапазон температур, в которых подкладка может обеспечивать адекватный уровень термоизоляции.
Патент США № 7347774 B2 содержит концепцию создания предмета одежды, который содержит области ткани, которая может модифицировать свою структуру под действием стимулов, таких как контакт с водой или изменения температуры.
Рассмотренные выше области состоят из структуры, которая имеет нижний слой и верхний слой.
Верхний слой содержит материал, который модифицирует свои размеры при контакте с водой или при изменениях температуры и снабжен разрезами.
Эти разрезы образуют клапаны, которые при воздействии указанных стимулов, скручиваются или сокращаются, образуя вентиляционные отверстия на разрезах.
Однако эти разрезы ограничиваются верхним слоем и, соответственно, вентиляция сильно зависит от присутствия нижнего слоя без разрезов.
Если нижний слой имеет, например, высокую величину термоизоляции, он может, следовательно, уменьшить заметным образом преимущества, обеспечиваемые вентиляцией.
Кроме того, известны предметы одежды, которые содержат традиционные изолирующие структуры, состоящие, например, из полиэстровой или полипропиленовой подбивки и имеющие сквозные отверстия, которые повышают их дышащие свойства.
Среди них имеется, например, продукт известный на рынке под торговым наименованием Ventrix от компании The North Face Apparel Corp.
Однако изолирующая способность или термоизоляция изолирующей структуры и предметов одежды, которые содержат ее, сильно уменьшается на этих сквозных отверстиях.
Следовательно, для поддержания адекватной термоизоляции, необходимо увеличить толщину изолирующей структуры.
Однако это придает некоторые недостатки, связанные с увеличением массы изолирующей структуры и предмета и с повышением жесткости указанного предмета одежды.
Кроме того, это определяет увеличение сложности изготовления предмета одежды из-за того, что изолирующая структура занимает больше места.
Также известны предметы одежды, которые снабжены изолирующими структурами, которые содержат слой полиэстровой или полипропиленовой подбивки, в которых поверх накладывается полимерный слой, который повышает и улучшает термоизоляцию структуры.
Однако полимерный слой ограничивает дышащие свойства этих изолирующих структур и, соответственно, также предмета одежды, который их содержит.
Задачей настоящего изобретения является создание паропроницаемой вставки для предмета одежды и обуви, предмет одежды и обуви с такой вставкой способные улучшить предыдущий уровень техники в одном или нескольких аспектах, приведенных выше.
При такой задаче, целью настоящего изобретения является создание паропроницаемой вставки для предмета одежды и обуви, предмет одежды и обуви с такой вставкой, которые могут изменять свою способность термоизоляции, когда температура изменяется.
Другой целью настоящего изобретения является создание паропроницаемой вставки для предмета одежды и обуви, предмет одежды и обуви с такой вставкой, которая может изменять свою проницаемость для пота в паровой фазе, когда влажность изменяется.
Другой целью настоящего изобретения преодоление недостатков, предыдущего уровня техники альтернативным путем по сравнению с осуществляемыми известными решениями.
Другой целью настоящего изобретения является создание паропроницаемой вставки для предмета одежды и обуви, которая является в высшей степени надежной, относительно простой при изготовлении и имеет конкурентоспособную стоимость.
Эта задача, а также эти и другие цели, которые станут лучше понятными далее, достигаются с помощью паропроницаемой вставки для предмета одежды и обуви, отличающейся тем, что она содержит по меньшей мере один первый слой, который содержит по меньшей мере одно слепое отверстие, и по меньшей мере один второй слой, который содержит по меньшей мере одну временно деформируемую часть, содержащую материал, который является чувствительным к изменениям влажности и/или температуры.
Другие характеристики и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из описания некоторых предпочтительных, но не эксклюзивных вариантов осуществления паропроницаемой вставки для предмета одежды и обуви по настоящему изобретению, иллюстрируемой в качестве неограничивающего примера в прилагаемых чертежах, где:
Фиг.1a и 1b представляют собой виды паропроницаемой вставки для предмета одежды и обуви по настоящему изобретению в двух рабочих конфигурациях;
Фиг.2 представляет собой вид детали паропроницаемой вставки по настоящему изобретению в конфигурации согласно Фиг.1a;
Фиг.3 представляет собой вид паропроницаемой вставки для предмета одежды и обуви по настоящему изобретению во втором варианте осуществления;
Фиг.4a и 4b представляют собой виды детали вставки на Фиг.3 в двух рабочих конфигурациях;
Фиг.5a и 5b представляют собой виды паропроницаемой вставки для предмета одежды и обуви по настоящему изобретению в третьем варианте осуществления, в двух рабочих конфигурациях;
Фиг.6 представляет собой вид способа изготовления детали вставки по настоящему изобретению;
Фиг.7 представляет собой вид предмета одежды со вставкой по настоящему изобретению;
Фиг.8 представляет собой вид детали предмета одежды на Фиг.7;
Фиг.9 представляет собой покомпонентный вид предмета одежды со вставкой по настоящему изобретению в другом варианте осуществления;
Фиг.10 представляет собой вид обуви со вставкой по настоящему изобретению;
Фиг.11 представляет собой вид детали обуви на Фиг.10.
Обращаясь к Фиг.1a и 1b, здесь, вставка по настоящему изобретению обозначается в целом ссылочным номером 10.
Такая вставка 10 содержит первый слой 11 и второй слой 12, который обращен к первому слою 11.
Эти два слоя распределены однородно и имеют обращенные друг к другу поверхности со сравнимыми размерами.
Первый слой 11 изготавливается из изолирующего материала, такого, например, как синтетическая подбивка известного типа, или что-либо подобное, и снабжен по меньшей мере одним слепым отверстием 13, начинающимся от поверхности, которая обращена ко второму слою 12, как показано на Фиг.2.
Второй слой 12 содержит по меньшей мере одну временно деформируемую часть 15 вблизи по меньшей мере одного отверстия 13 первого слоя 11 и/или на нем.
Выражение "временно деформируемый" означает, что часть деформируется, если подвергается воздействию данных климатических условий окружающей среды, в которых она помещена, что в случае настоящего изобретения представляет собой повышение температуры и/или влажности, как описано ниже, с возвращением к начальной форме, когда начальные климатические условия восстанавливаются.
В части 15 предусматривается второй слой 12 по меньшей мере с одним сквозным разрезом 14.
Этот по меньшей мере один разрез 14 по меньшей мере частично располагается поверх по меньшей мере одного отверстия 13.
Второй слой 12 изготавливают по меньшей мере в каждой части 15 из материала чувствительного к изменениям температуры и влажности, предпочтительно из полимерного материала с памятью формы (полимер с памятью формы или SMP).
Полимерные материалы с памятью формы способны сохранять одну или несколько форм и переходить от первой формы ко второй форме при приложении стимула.
В случае настоящего изобретения, этот стимул состоит в изменении температуры или влажности.
Первая форма придается полимерному материалу в ходе стадии обработки.
Вторая форма и необязательно дополнительные формы вместо этого придаются материалу в ходе одной или нескольких стадий программирования, в ходе которых полимер деформируется.
Стадия восстановления представляет собой стадию, в ходе которой материал восстанавливает первую форму, которая предшествовала деформации.
Этот полимерный материал с памятью формы может многократно переходить от первой формы ко второй форме или к одной из дополнительных форм без значительного ухудшения геометрии таких форм.
Если рассматривать термопластичные полимеры, как правило, если прикладывают усилие в течение короткого времени к образцу термопластичного полимера выше температуры стеклования, образец эластично восстанавливает исходную форму, как только приложение усилия прекращается. Если вместо этого приложение поддерживается в течение более длительного времени, происходит необратимая деформация из-за взаимного проскальзывания полимерных цепей.
В присутствии точек поперечной сшивки, вместо этого, проскальзывание полимерных цепей затрудняется.
Для получения точек поперечной сшивки необходимо иметь разделение фаз в образце с гибкими доменами, которые составляют термически обратимую фазу или мягкую фазу, и жесткими доменами, которые образуют фиксированную фазу или жесткую фазу.
Фиксированная фаза имеет более высокую температуру плавления чем термическиобратимая фаза.
Температура перехода, связанная с жесткими доменами, то есть с фиксированной фазой, обычно совпадает с температурой стеклования фиксированной фазы и представляет собой самую высокую допустимую температуру: если температура полимера выше этой температуры перехода, полимер плавится.
Температура перехода, связанная с жесткими доменами, ответственна за определение первой формы.
В ходе стадии обработки, полимерный материал нагревается и деформируется выше этой температуры перехода, для придания ему первой формы, которая стабильна при температуре, которая ниже указанной температуры перехода фиксированной фазы.
Затем осуществляют стадию программирования, на которой материалу придается вторая форма, которая стабильна при температуре ниже температуры перехода гибких доменов и связана с мягкой фазой.
Стадия программирования осуществляется при температуре в пределах между температурой перехода гибких доменов и температурой перехода жестких доменов, с последующим быстрым охлаждением ниже температуры перехода, связанной с мягкой фазой.
Температура перехода гибких доменов обычно совпадает с температурой стеклования мягкой фазы.
Быстрое охлаждение вызывает кристаллизацию гибких доменов, и это предотвращает восстановление формы и вызывает аккумуляцию внутреннего натяжения во второй форме.
Стадия восстановления предусматривается для нагрева материала в его второй форме до температуры в пределах между температурой перехода гибких доменов и температурой перехода жестких доменов, что приводит полимер в его первую форму.
Нагрев материала выше температуры перехода мягкой фазы высвобождает аккумулированное внутреннее натяжение, облегчая восстановление расположения полимерных цепей в их начальной форме.
По этим причинам наблюдается восстановление первой формы, приданной ранее, сопровождаемое быстрым уменьшением модуля упругости.
Пока материал остается ниже температуры перехода гибких доменов, остаются термодинамические барьеры, которые предотвращают возвращение полимерных цепей в начальное состояние с более высокой энтропией.
В начальном состоянии эти домены находятся при температуре, заключенной в пределах между температурой перехода гибких доменов и температурой перехода жестких доменов.
Температура перехода гибких доменов действует как молекулярный переключатель, делая возможным определение второй формы.
Термически обратимая фаза действует как физический агент для поперечной сшивки, и это воздействие обратно пропорционально температуре.
Выше температуры перехода мягкой фазы, любое свойство поперечной сшивки у термически обратимой фазы перестает существовать и аккумулированное натяжение делает возможным восстановление первой формы.
Если рассматривать полиуретаны, их поведение как полимеров с памятью формы связано с присутствием мягкой фазы, состоящей из полиола, и жесткой фазы, состоящей из диизоцианата, связанного с удлинителем цепей.
В частности, экспонирование полиуретанов для влажности вызывает понижение температуры стеклования.
Это явление можно использовать для осуществления перехода полимерного материала с памятью формы из второй формы в первую форму, который как правило, соответствует температуре, соответственно, ниже или выше температуры перехода мягких доменов.
Такое изменение формы может обеспечиваться просто посредством изменения влажности, воздействию которой подвергается полимерный материал, без значительного изменения температуры.
Как одно из последствий того, что сформулировано выше, когда влажность повышается по существу при постоянной температуре, полиуретаны имеют тенденцию к размягчению.
Следовательно, повышение влажности, оставляя при этом температуру, по существу неизменной, может определить такой же результат, какой осуществился бы при повышении температуры.
Такой полимер с памятью формы имеет поведение, которое является чувствительным к изменению влажности.
Значения температуры перехода фиксированной фазы и температуры перехода мягкой фазы могут легко устанавливаться теоретически и проверяться посредством термомеханических исследований.
Как правило, температура стеклования изменяется от -30°C до 260°C.
Имеются также полимеры с тройной памятью формы, которые содержат две вторых формы и первую форму.
Переход через различные формы осуществляется посредством постепенного повышения температуры. Полимеры, получаемые посредством наложения двух слоев различных полимеров с памятью формы, каждый из которых отличается различной температурой стеклования своей мягкой фазы или термически обратимой фазы, представляют особенный интерес для настоящего изобретения.
Второй слой 12, по существу, связан с первым слоем 11 по меньшей мере на каждой деформируемой части 15, например, с помощью адгезии, в окрестности, которая содержит по меньшей мере одно отверстие 13 первого слоя 11.
Адгезия может достигаться, например, посредством точек термически активируемого клея или посредством захвата полимерного материала на первом слое 11.
Работа вставки представляет собой то, что показано на Фиг.1a и 1b, и заключается следующем.
Изменения температуры и/или влажности вызывают изменения формы деформируемой части 15 по меньшей мере в одном пространственном измерении. Поскольку по меньшей мере одна деформируемая часть 15 соединена с первым слоем 11, эти изменения формы вызывают изменения ширины указанного по меньшей мере одного разреза 14, таким образом создавая большую или меньшую проницаемость для воздуха и пота в паровой фазе у структуры вставки 10.
Фиг.1a представляет собой вид вставки 10 с деформируемыми частями 15 второго слоя 12 в открытой конфигурации разрезов 14 (первая форма).
Выражение "открывание разрезов 14" означает, что противоположные клапаны второго слоя 12, которые их формируют, видимым образом разделены некоторым расстоянием.
Фиг.1b, вместо этого, представляет собой вид вставки 10 с деформируемыми частями 15 второго слоя 12 по существу в закрытой конфигурации разрезов 14 (вторая форма).
Выражение "закрывание разрезов 14" означает, что противоположные клапаны второго слоя 12, которые их формируют, находятся видимым образом рядом и/или по существу совпадают.
Фиг.2 представляет собой вид только первого слоя 11 в конфигурации вставки 10, показанной на Фиг.1a.
Переход из открытого состояния в состояние по существу закрывания и наоборот указанного по меньшей мере одного разреза 14 получается посредством движения клапанов одного или нескольких разрезов 14, которое по существу воспроизводится с помощью по меньшей мере одного отверстия 13.
Это зависит от того факта что указанная по меньшей мере одна деформируемая часть 15 соединена с первым слоем 11.
Указанный по меньшей мере один разрез 14 может иметь различные геометрические формы согласно требованиям и может иметь, например, форму подобную кресту и/или букве C и/или букве L, и/или букве T, и/или серпу, и/или их сочетаниям.
Указанное по меньшей мере одно отверстие 13 частично проникает в первый слой 11 и может иметь по существу такую же геометрическую форму как по меньшей мере один соответствующий разрез 14.
Предпочтительно, но без ограничения, указанное по меньшей мере одно отверстие 13 имеет глубину, заключенную в пределах между 0,1 и 0,8 мм.
Способ изготовления вставки 10 предусматривает нанесение второго слоя 12 на первый слой 11, а затем создание указанного по меньшей мере одного разреза 14 и указанного по меньшей мере одного отверстия 13, например, с использованием лазерной разрезки или горячего воздушного ножа.
Один из возможных способов создания отверстий показан схематически на Фиг.6, с лазерным лучом, обозначаемым ссылочным номером 16.
Лазерный луч 16 проходит по всей толщине второго слоя 12 и проникает только частично в первый слой 11.
Соответствующая регулировка мощности лазерного луча 16 позволяет установить глубину проникновения в первый слой 11.
По меньшей мере одна часть 15, используемая в способе, уже сохраняет первую форму на стадии обработки и вторую форму на стадии программирования, и находится при температуре, которая ниже температуры перехода гибких доменов. В частности, быстрое охлаждение, которое происходит в ходе стадии программирования, кристаллизует мягкую фазу, содержащуюся в полимерном материале, захватывает упругую энергию и предотвращает открывание указанного по меньшей мере одного разреза 14. Указанный по меньшей мере один разрез 14 открывается, когда деформируемая часть 15 находится при температуре, которая выше температуры перехода гибких доменов, высвобождая упругую энергию.
Фиг.3 показывает второй вариант осуществления вставки, обозначаемой в целом ссылочным номером 110.
В этом втором варианте осуществления, вставка 110 снабжена первыми слоем 111, изготовленным из изолирующего материала, который содержит по меньшей мере одно слепое отверстие 113.
Второй слой обращен к указанному первому слою 111 и состоит из множества временно деформируемых частей 115, ассоциируемых с первым слоем 111, вблизи по меньшей мере одного отверстия 113.
Эти части 115 представляет собой полосы, изготовленные из полимерного материала, который является чувствительным к изменениям температуры или влажности, а предпочтительно, из SMP.
Этот полимерный материал имеет тенденцию к размягчению, когда температура окружающей среды, в которую он помещен, увеличивается или когда увеличивается поглощаемая влажность.
Фиг.4a представляет собой вид сверху по существу закрытой конфигурации по меньшей мере одного отверстия 113.
Фиг.4b представляет собой вид сверху открытой конфигурации по меньшей мере одного отверстия 113.
Как ясно из Фиг.4a и 4b, временно деформируемые части 115 изменяют их форму как следствие изменений температуры или относительной влажности, и поскольку они ассоциированы с первым слоем 111, они образуют зазор или подход к клапанам по меньшей мере одного отверстия 113.
В состоянии, по существу закрывания по меньшей мере одного отверстия 113, полимерный материал имеет такую твердость, чтобы поддерживать вторую удлиненную форму, которая придается в ходе стадии изготовления множества временно деформируемых частей 115, преодолевая эластичное усилие, которое, вместо этого, стремилось сократить полосы.
Когда температура и/или влажность окружающей среды повышается, вместо этого, указанный полимерный материал размягчается и, следовательно, аккумулируемая упругая энергия высвобождается, приводя множество временно деформируемых частей 115 в первую менее удлиненную форму. Сокращение множества временно деформируемых частей 115 производит открывание по меньшей мере одного отверстия 113.
Фиг.5a и 5b показывают вставку по настоящему изобретению по третьему варианту осуществления.
В этом варианте осуществления, вставка обозначается в целом ссылочным номером 210.
Вставка 210 снабжена первым слоем 211, изготовленным из изолирующего материала, которая содержит по меньшей мере одно слепое отверстие 213.
Второй слой, состоящий из множества временно деформируемых частей 215, связанный с первым слоем 211, рядом с указанным по меньшей мере с одним отверстием 213, обращен к указанному первому слою 211.
В этом варианте осуществления, части 215 представляют собой U-образные полосы, изготовленные из полимерного материала, который является чувствительным к изменениям температуры и влажности, а предпочтительно, из SMP.
Фиг.5a представляет собой вид сверху по существу закрытой конфигурации по меньшей мере одного отверстия 213, которая соответствует второй форме деформируемой части 215.
Фиг.5b представляет собой вид сверху открытой конфигурации по меньшей мере одного отверстия 213, которая соответствует первой форме деформируемой части 215.
Фиг.5a и 5b представляют воздействие, вызываемое противоположными стимулами по меньшей мере на одну часть 215.
Согласно способу изготовления такой вставки 110, 210 по меньшей мере одна часть 115, 215 уже сохраняет первую форму на стадии обработки и вторую форму на стадии программирования и находится при температуре, которая ниже температуры перехода гибких доменов. Первая форма, которая является стабильной при температуре выше температуры перехода гибких доменов, представляет собой форму, показанную на Фиг.4b или 5b. Вторая форма, которая является стабильной при температуре, которая ниже температуры перехода гибких доменов, представляет собой форму, показанную на Фиг.4a или 5a. В частности, быстрое охлаждение, которое осуществляется на стадии программирования, кристаллизует мягкую фазу, содержащуюся в полимерном материале, захватывает упругую энергию и предотвращает возвращение по меньшей мере одной деформируемой части 115, 215 в конфигурацию, показанную на Фиг.4b или 5b.
Впоследствии по меньшей мере одна деформируемая часть 115, 215 наносится, например, с помощью адгезивного связывания, на первый слой 111, 211, в котором уже предусмотрено по меньшей мере одно отверстие 113, 213.
Захваченная упругая энергия высвобождается, открывая указанное по меньшей мере одно отверстие 113, 213, где деформируемая часть 115, 215 опять находится при температуре, которая выше температуры перехода гибких доменов.
Предпочтительно, можно получать различную паропроницаемость структуры вставки 10, 110 и 210, например, повышая ее в областях тела человека, где потоотделение более интенсивное, или в областях, где больше всего аккумулируется пот в паровой фазе.
Первый слой 11, 111 и 211 упомянутых выше вариантов осуществления предпочтительно изготавливается из полиэстровых или полипропиленовых волокон.
Например, он может состоять из синтетической подбивки, изготовленной из полиэстровых волокон, массу которых удобно изменять от 60 г/м² до 150 г/м².
По меньшей мере одна временно деформируемая часть 15, 115 и 215 упомянутых выше вариантов осуществления имеет толщину, которая предпочтительно, но не в качестве ограничения, находится в пределах между 0,1 и 0,2 мм.
По меньшей мере одна часть 15, 115 и 215 упомянутых выше вариантов осуществления изготавливается из материала, который подвергается изменению по меньшей мере в одном пространственном измерении, когда подвергается воздействию изменениям температуры и влажности.
В частности, этот материал имеет следующие свойства:
- он подвергается деформации по меньшей мере в одном пространственном измерении, если он подвергается воздействию внешних усилий;
- он может поддерживать некоторую степень деформации по меньшей мере в одном пространственном измерении, после устранения внешних усилий;
- он показывает изменение формы по меньшей мере в одном пространственном измерении, если подвергается воздействию изменению температуры или влажности.
Такой материал предпочтительно содержит сополимер, который содержит мягкую фазу и жесткую фазу.
Если рассматривать материалы, которые являются чувствительными к изменениям влажности, одна или обе фазы из двух фаз, упомянутых выше, содержат функциональные группы и/или рецепторы, с которыми связывается вода, такие, например, как группы: мочевины, амида, нитро, нитрила, сложного эфира, простого эфира, гидроксила, этиленоксида и амина, или соли карбоновых кислот и соли сульфоновых кислот, или ионные группы, такие как натрий, цинк и калий; и рецепторные центры, которые имеют несбалансированное распределение заряда, сформированное одной или нескольких группами, упомянутыми выше.
Сополимер предпочтительно представляет собой эластомер, такой, например, как полиуретан, известный под торговым наименованием “MORTHANE PS370-200” или “PS79-200”, “PN3429” или “PE90-100” компании Huntsman Polyurethanes of Chicago, USA. В качестве альтернативы можно использовать полиуретан, известный под торговым наименованием “ESTANE” от компании BF Goodrich Performance Materials или сополимер простой эфир - амид, такой, например, как материал, известный под торговым наименованием “PEBAX 2533” или “3533” или “4033” от компании Elf Altochem North America, Inc., Philadelphia.
Эти материалы содержат мягкую фазу и жесткую фазу, и группы, которые имеют высокий дипольный момент, и являются чувствительными к влажности.
Сополимер может содержать, в дополнение к эластомерному полимеру, также не эластомерный полимер, который является чувствительным к влажности, такой, например, как полиэтиленоксид, полиэтиленгликоль, поливиниловый спирт, поливинилпирролидон, поливинилпиридин, или их смеси.
Поглощение влажности может уменьшить жесткость и модуль упругости чувствительного к влажности не эластомерного полимера по меньшей мере примерно на 20%, предпочтительно на 30%, и еще более предпочтительно, примерно на 50%.
Чувствительный к влажности неэластомерный полимер является деформируемым в первой форме, которая восстанавливается, когда он подвергается воздействию влажности.
Эластомерный полимер может предпочтительно быть проницаемым для паров воды для облегчения поглощения влажности на части чувствительного к влажности не эластомерного полимера.
Эластомерный полимер присутствует в сополимере при проценте массовом, находящемся в пределах примерно между 10% и примерно 95%, а предпочтительно, примерно между 50% и примерно 70%, в зависимости от требований к свойству изменения формы.
По меньшей мере одна временно деформируемая часть 15, 115 или 215 вариантов осуществления настоящего изобретения, описанных выше, может быть составлена, например, из множества слоев полиуретана (PU) “MORTHANE PS370-200”, чередующихся со слоями полиэтиленоксидной (PEO) смолы, например, смолы известной под торговым наименованием “POLYOX WSR-N-3000” от компании Planet Polymer Technologies of San Diego, California.
Отношение этих двух материалов может изменяться согласно соответствующим требованиям, например, для обеспечения перехода указанного по меньшей мере одного отверстия 13, 113 или 213 из открытой конфигурации в закрытую, при определенном значении влажности.
Если рассматривать материалы, которые являются чувствительными к изменениям температуры, в настоящем изобретении можно использовать, например, полимер на основе полиуретана из семейства, известного под торговым наименованием “DiAPLEX” компании SMP Technologies Inc., Room 301 Ebisu First Place1-22-8, Ebisu, Shibuya-Ku, Tokyo 150-0013, Japan, у которого температура стеклования мягкой фазы, в зависимости от композиции, изменяется в пределах между -40°C и 90°C.
,
Полимерный материал, у которого по меньшей мере одна функциональная часть 15, 115 или 215 является составной может быть получен таким образом, чтобы он имел температуру перехода мягкой фазы, которая по существу соответствует температуре стеклования мягкой фазы, согласно требованиям конкретного случая.
Если, например, температура стеклования заключается в пределах между 32°C и 34°C, когда достигается значение температуры, заключенное в этом интервале, полимерный материал переходит из второй формы в первую форму, подвергаясь деформации по меньшей мере в одном пространственном измерении Эта деформация действует по меньшей мере на одно отверстие 13, 113 или 213, которое переходит по существу из закрытой конфигурации в открытую конфигурацию, повышая проницаемость для паров воды и воздуха структуры вставки 10, облегчая эвакуацию избытка тепла и пота в паровой фазе. Если вместо этого, внутренний микроклимат имеет температуру ниже указанного интервала по меньшей мере одно отверстие 13, 113 или 213 имеет закрытую конфигурацию.
Выражение "закрытая конфигурация" означает, что противоположные клапаны отверстия по существу совпадают или по меньшей мере находятся близко друг к другу, в то время как выражение "открытая конфигурация" означает, что эти края, отделены друг от друга видимым расстоянием.
По меньшей мере, одна временно деформируемая часть 15, 115, 215 может быть получена, начиная с полимерного материала, например, в жидкой форме, и формоваться на первом слое 11, 111, 211.
Формование по меньшей мере одной части 15, 115, 215 на первом слое 11, 111, 211 может осуществляться, например, посредством способа контактной печати или с помощью струйных принтеров, или посредством процесса формования, который включает стадию отверждения полимера в контакте с первым слоем 11, 111, 211.
В качестве альтернативы по меньшей мере одна часть 15, 115, 215 может существовать, например, в форме листа или пленки, для наклеивания на первый слой 11, 111, 211, например, посредством точек термически активированного клея.
По меньшей мере, одна временно деформируемая часть 15, 115, 215 может быть получена таким образом, чтобы реагировать всегда или только в присутствии влажности посредством перехода из закрытой конфигурации в открытую конфигурацию.
Предпочтительно, можно также получать конфигурации промежуточные между открытой конфигурацией и закрытой конфигурацией по меньшей мере одного отверстия 13, 113, 213, например, при использовании слоев, наложенных друг на друга полимеров, каждый из которых имеет иную и четко отличающуюся температуру стеклования, где можно получить соответствующую температуру стеклования просто посредством изменения степени поперечной сшивки полимера.
В качестве альтернативы можно использовать полимерные материалы, которые имеют некоторый интервал значений температуры стеклования вместо точечного значения температуры стеклования. Например, можно использовать фторполимер-сополимер, такой как тетрафторэтиленсульфонат, известный под торговым наименованием “Nafion”, который имеет температуру стеклования, заключенную в пределах примерно между 55°C и 130°C.
Структура вставки 10, 110, 210 имеет по существу уменьшение толщины изолирующего слоя по соседству по меньшей мере с одним отверстием 13, 113, 213.
При таком соседстве, прохождение через вставку 10, 110, 210 пота в паровой фазе особенно облегчается указанным уменьшением толщины.
По меньшей мере, одна деформируемая часть 15, 115, 215 может быть получена из полимерного материала, нанесенного на первый слой 11, 111, 211 посредством распыления, согласно известным способам, которые могут включать стадию каландрирования, адаптированную, чтобы сделать толщину указанной по меньшей мере одной деформируемой части однородной.
Другой способ изготовления предлагает нанесение полимерного материала в форме листа на первый слой и его фиксирование на нем посредством повторного активирования с помощью нагрева точек клея, которые присутствуют на нем, или посредством размягчения полимерного материала, из которого состоит второй слой, чтобы позволить ему захватывать первый слой, без необходимости в стадии каландрирования. Нанесение полимерного материала без стадии каландрирования является особенно преимущественным, поскольку толщина первого слоя 11, 111, 211 по существу не изменяется до и после нанесения второго слоя и, соответственно, его термоизоляция также остается неизменной.
Проницаемость для паров определяется согласно способу, описанному в главе 6.6 стандарта ISO 20344-2004.
Стандарт ISO 20344-2004, в главе 6.6 "Determination of water vapour permeability", относящийся к защитной обуви, описывает способ исследования, который состоит в фиксировании образца материала, который исследуют, вблизи отверстия емкости, которая содержит определенное количество твердого десиканта, то есть, силикагеля. Емкость подвергается воздействию сильного потока воздуха в кондиционированной атмосфере. Емкость вращают для перемешивания твердого десиканта и оптимизации его воздействия сушки воздуха, содержащегося в емкости. Емкость взвешивают до и после периода исследования для определения массы влажности, которая проходит через материал и поглощается твердым десикантом.
2
Проницаемость для паров воды, выражаемая в миллиграммах на квадратный сантиметр в час (мг/см∙час), вычисляется таким образом по отношению к измеренной массе влажности, площади отверстия емкости и времени исследования.
Термины "паропроницаемый" и "дышащий" используют альтернативно с одинаковым значением в настоящем описании.
Фиг.7 показывает предмет одежды по настоящему изобретению, который содержит вставку по настоящему изобретению, в первом варианте осуществления.
Предмет одежды по настоящему изобретению обозначается, в целом, ссылочным номером 300.
Деталь предмета одежды 300 обозначается ссылочным номером 301 и показана на значимом общем виде на Фиг.8.
Такая деталь 301 иллюстрирует структуру предмета одежды 300.
Структура предмета одежды 300 содержит наружный слой 302, внутренний слой 303, который лежит напротив наружного слоя 302 и обращен к телу пользователя, и между этими двумя слоями, вставку 10 по настоящему изобретению.
В примере, показанном на Фиг.8, вставка, содержащаяся между двумя слоями 302 и 303, принадлежит к типу, который соответствует тому, что описано в ее первом варианте осуществления.
В конструкционных вариантах предмета одежды 300, не показанных на фигурах, указанная вставка может представлять собой любую вставку из описанных ранее.
Вставка 10 содержит первый слой 11, который обращен к наружному слою 302, и второй слой 12, снабженный по меньшей мере одной временно деформируемой частью, не показанной на фигурах, которая обращена к внутреннему слою 303 и, следовательно, направлена в сторону тела пользователя.
Действие предмета одежды 300 является следующим.
Поскольку по меньшей мере одна временно деформируемая часть направлена в сторону тела пользователя, ее деформация в ответ на изменение температуры и/или влажности, которое характеризует микроклимат внутри предмета одежды, является немедленной и локализованной.
Известным фактом является то, что тело человека потеет по-разному в разных областях.
Также известно, что тело мужчины и тело женщины потеет различным образом.
Кроме того, известно, что один и тот же индивидуум потеет по-разному в зависимости от типа активности, которую он проявляет, и в зависимости от окружающей среды, в которой он находится.
Термины "различный" относится по существу к количеству выделяемого пота.
В этом первом варианте осуществления по меньшей мере одна временно деформируемая часть 15, 115, 215 создается с помощью полимера с памятью формы, который является чувствительным к присутствию влажности.
∙
∙
-2
-1
-2
-1
Следовательно, в областях, в которых присутствие пота больше, чем значение, заключенное в пределах между 50 и 300гм∙час, более предпочтительно, заключено между 100 и 200 гм∙час указанное по меньшей мере одно отверстие 13, 113, 213 имеет открытую конфигурацию, при этом, когда влажность присутствует в количестве, которое ниже этого порога указанное по меньшей мере одно отверстие 13, 113, 213 имеет закрытую конфигурацию.
Пороговые значения влажности, которые определяют открытую и закрытую конфигурацию, можно определить посредством соответствующего дозирования компонентов полимера.
Поведение полимера зависит от присутствия влажности на локальном уровне, и, следовательно, в одном и том же предмете одежды могут существовать области, в которых в данный момент указанная по меньшей мере одна часть 15, 115, 215 имеет открытую конфигурацию, и области, в которых она имеет закрытую конфигурацию.
Таким образом, в областях предмета одежды, которые соответствуют областям тела пользователя, которые отличаются более высоким выделением пота или в которых происходит аккумуляция пота, предмет одежды имеет более высокие дышащие свойства, по сравнению с областями, отличающимися более низким выделением пота.
Необходимо отметить, что с помощью настоящего изобретения можно получить, в одном и том же предмете одежды, области с большими или меньшими дышащими свойствами, используя одну структуру вставки, посредством по существу независимого поведения каждого отверстия 13, 113, 213.
Посредством этой независимости, происходит адаптация к локальным условиям тела пользователя с высокой степенью точности, которая доходит даже до одного отверстия.
Также необходимо отметить, что это адаптация является, по существу, немедленной.
В варианте конструкции, полимер с памятью формы временно деформируемой части 15, 115, 215 является чувствительным к изменениям температуры.
В частности, можно использовать полимер с памятью формы с температурой перехода мягкой фазы, заключенной в пределах примерно между 30°C и примерно 36°C.
Предпочтительно, полимер с памятью формы имеет температуру перехода мягкой фазы, заключенную в пределах примерно между 31°C и примерно 35°C.
Более предпочтительно, полимер с памятью формы имеет температуру перехода мягкой фазы, заключенную в пределах примерно между 32°C и примерно 34°C.
Экспериментальные исследования фактически демонстрируют, что микроклимат в плаще или куртке достигает стационарного состояния, в условиях умеренной физической активности, примерно через 20 минут.
Самые высокие значения температуры детектируются в подмышках, на плечах и в центре спины, и выглядят по существу совпадающими с величинами, относящимися к влажности. Ощущение дискомфорта чувствуется пользователем в присутствии температуры примерно 34°C.
По этой причине, выбор полимера SMP с такой температурой перехода мягкой фазы позволяет открывать по меньшей мере одно отверстие 13, 113, 213 для облегчения эвакуации пота в паровой фазе, когда на самом деле появляется ощущение дискомфорта.
В некоторых вариантах, не показанных на фигурах, возможно, когда полимер с памятью формы является как чувствительным к изменениям температуры, так и чувствительным к изменениям влажности, изготавливать локализованный предмет одежды.
Термин "локализованный", как понимается, обозначает, что предмет одежды имеет вставку 10, 110, 210, которая различается областями, которые соответствуют данным областям тела человека. Для получения дифференциации областей вставки можно изменять следующие характеристики индивидуально или в сочетании:
- количество разрезов 14;
- плотность разрезов 14, то есть, количество разрезов на единицу поверхности;
- количество отверстий 13, 113, 213;
- плотность отверстий 13, 113, 213, то есть, количество отверстий 13, 113, 213 на единицу поверхности;
- размеры и/или глубину отверстий 13, 113, 213.
Эти области определяются соответствующим образом на основе картирования выделения пота телом человека и/или температуры, которая характеризует микроклимат внутри предмета одежды, как описано ранее.
Например, область подмышек может иметь более высокую плотность отверстий, чем область предплечья, или больший размер отверстия или обе эти характеристики.
Фиг.9 представляет собой вид сверху предмета одежды 400 по настоящему изобретению, разобранного на свои компоненты, если смотреть изнутри.
Предмет одежды 400 содержит две передних детали, соответственно, левую деталь 401a и правую деталь 401b, которые обращены к передней части тела пользователя и, напротив этих двух деталей, заднюю деталь 403, которая обращена к спине пользователя.
Правый и левый рукава обозначаются, соответственно, ссылочными номерами 402a и 402b.
Эти детали имеют первую область и вторую область с дифференцированной вставкой, которые обозначаются соответственно 404 и 405.
Области 404 и 405 имеют различную чувствительность к изменениям температуры и влажности.
Выражение "различная чувствительность" означает, что одна область имеет более низкую чувствительность к изменениям температуры и влажности по сравнению с другой, из-за различия характеристик по меньшей мере одной временно деформируемой части 15, 115, 215 и/или первого слоя 11, как описано выше.
2
2
В качестве неограничивающего примера, в варианте осуществления, показанном на Фиг.9, область 404 имеет структуру вставки 10, 110, 210, которая содержит первый слой 11, 111, 211, снабженный отверстиями 13, 113, 213, не показанными на фигурах, с длиной, заключенной в пределах примерно между 5 и 15 мм, или предпочтительно, между 8 и 12 мм. Предпочтительно, первый слой 11, 111, 211 имеет плотность отверстий, заключенную в пределах примерно между 500 и примерно 4000 отверстий/м, более предпочтительно, заключенную в пределах примерно между 1000 и примерно 2000 отверстий/м. Вторая область 405 вместо этого имеет структуру, которая отличается от структуры вставки 10, 110, 210, описанную ранее и состоит, например, из подбивки известного типа.
Первая область 404 располагается преимущественно в верхней части 404d груди и плеч, в верхней части 404s спины и плеч, и в левой подмышке 404a и правой подмышке 404b.
Кроме того, первая область 404 снабжена частью 404t, с формой подобной перевернутому T, ножка которой соединяет часть 404s, расположенную в верхней части спины и плеч, и ее разрез простирается преимущественно под прямыми углами к ножке на высоте почек.
Это форма делает возможной оптимизацию регулировки температуры в предмете одежды 400 с учетом "локализации" потоотделения тела человека.
Необходимо отметить, что использование структуры вставки 10, 110, 210 способом, который ограничивается некоторыми областями, вместо всего предмета одежды, позволяет удерживать затраты на производство.
Фиг.10 показывает обувь 500 по настоящему изобретению, которая содержит вставку по настоящему изобретению.
Деталь обуви 500 обозначается ссылочным номером 501 и показана на значимом общем виде на Фиг.11.
Это деталь 501 иллюстрирует структуру обуви 500.
Структура обуви 500 содержит наружный слой 502, внутренний слой 503, который является противоположным относительно наружного слоя 502 и обращен к ступне пользователя, и между этими двумя слоями по меньшей мере вдоль части протяженности верхнего слоя, вставку 10 по настоящему изобретению.
В примере, показанном на Фиг.8, вставка, удерживаемая между двумя слоями 502 и 503, принадлежит к типу, который соответствует тому, что описано в ее первом варианте осуществления.
В конструкционных вариантах обуви 500, не показанных на фигурах, эта вставка может представлять собой любую вставку из описанных ранее.
Наружный слой 502 предпочтительно состоит из ткани и/или кожи, которые являются паропроницаемыми, и также принадлежат к известному типу.
Внутренний слой 503 предпочтительно состоит из паропроницаемой ткани и/или кожи известного типа.
Вставка 10 содержит первый слой 11, который обращен к наружному слою 502, и второй слой 12, снабженный по меньшей мере одной временно деформируемой частью, не показанной на фигурах, который обращен к внутреннему слою 503 и, следовательно, направлен в сторону ступни пользователя.
По меньшей мере, одна временно деформируемая часть 15, 115, 215, не показанная на Фиг.10 и 11, содержит полимер с памятью формы, который является чувствительным к изменению влажности.
-2
-1
-2
-1
Следовательно, когда влажность больше значения, заключенного в пределах между 50 и 300 г·м·час, более предпочтительно, заключенного в пределах между 100 и 200 г·м·час указанное по меньшей мере одно отверстие 13, 113, 213 имеет открытую конфигурацию, при этом когда влажность присутствует до такой степени, которая ниже, чем этот порог, указанное, по меньшей мере одно отверстие 13, 113, 213 имеет закрытую конфигурацию.
В качестве альтернативы можно использовать полимер с памятью формы, который является чувствительным к изменениям температуры и имеет значение температуры перехода мягкой фаз, заключенное в пределах примерно между 30°C и примерно 36°C, за которым происходит открывание указанного по меньшей мере одного отверстия 13, 113, 213 для облегчения эвакуации пота в паровой фазе, когда в самом деле возникает ощущение дискомфорта.
Использование SMP является преимущественным, поскольку оно делает возможной прецизионную регулировку вставки 10, 110, 210, поскольку изменение формы является очень быстрым и определяется соседством некоторого значения температуры или влажности.
Однако, в конструктивных вариантах настоящего изобретения можно использовать полимеры, не обязательно SMP, которые реагируют на изменения температуры и влажности, такие, например, как гидрофильные полимеры.
Реакция этих полимеров генерирует набухание, которое вызывает натяжение, которое действует на указанное по меньшей мере одно отверстие 13, 113, 213, вызывая установление его открытой или закрытой конфигурации. Использование этих полимеров является особенно удобным если по меньшей мере одна деформируемая часть 15, 115, 215 носится посредством распыления, формования или контактной печати.
-5
Указанная по меньшей мере одна деформируемая часть 15, 115, 215 может состоять, способом альтернативным SMP, например, из двух слоев материала, которые имеют коэффициенты теплового расширения, которые отличаются больше, примерно, чем на 1,8·10/°C.
-5
-5
Например, можно использовать два слоя, изготовленные, соответственно, из полиэтилена, с коэффициентом теплового расширения примерно 14,4·10/°C, и из поливинилхлорида (PVC), с коэффициентом теплового расширения примерно 5,4·10/°C, и имеющих толщину, предпочтительно заключенную в пределах между 0,025 и 0,25 мм.
На практике обнаружено, что настоящее изобретение достигает предназначений и целей, обеспечивая паропроницаемую вставку для предмета одежды и обуви, отличающуюся тем, что она содержит первый слой, который имеет по меньшей мере одно слепое отверстие, и второй слой, который содержит по меньшей мере одну временно деформируемую часть, которая содержит материал, который является чувствительным к изменениям влажности и/или температуры.
Таким образом, как ожидается, настоящее изобретение доступно для многочисленных модификаций и изменений, все они находятся в рамках концепции настоящего изобретения; все детали могут, кроме того, заменяться другими технически эквивалентными элементами.
На практике, используемые материалы, поскольку они совместимы с конкретным применением, а также возможные формы и размеры, могут быть любыми, в соответствии с требованиями и современным уровнем техники.
Описание в заявке на патент Италии № 102018000002423, приоритет которого испрашивает настоящая заявка, включаются в настоящий документ в качестве ссылки.
Когда технические признаки, рассмотренные в любом пункте формулы изобретения, сопровождаются ссылочными обозначением, эти ссылочные обозначения включаются для единственной цели повышения понятности формулы изобретения, и, соответственно, такие ссылочные обозначения не имеют никакого ограничивающего воздействия на интерпретацию каждого элемента, идентифицируемого в качестве примера с помощью таких ссылочных обозначений.