織物以及制造其的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種織物以及制造該織物的方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種被制造來調(diào)節(jié)分散穿過織物的水分以加強(qiáng)其提供蒸發(fā)冷卻的或保持冷卻的能力的織物。甚至更具體地，本發(fā)明涉及一種在通過液體激活時(shí)變冷且在此之后較長(zhǎng)一段時(shí)間周期內(nèi)保持冷卻的織物，以及制造該織物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雖然每個(gè)人都喜歡溫暖、陽光明媚的日子，但是仍有室外溫度太高以致讓人不愉快的時(shí)候。在這種時(shí)候，一些人選擇待在或回到他們有空調(diào)的家或辦公室中來避免或躲避炎熱。然而，這些辦法對(duì)那些必須待在室外的人(例如道路工作者)來說是不切實(shí)際的，以及對(duì)那些希望待在室外的人(例如運(yùn)動(dòng)員、主題公園游客或海灘游客)來說不是令人滿意的。織物性能將根據(jù)氣候、濕度和空氣流來變化。
[0003]人們采用各種方法使自己在室外降溫。這些努力很大程度是不起作用的，且不是完全令人滿意的。例如，許多暴露于悶熱環(huán)境的人通過將多種已有的織物材料中的一種，例如棉方巾或毛巾浸入冷水中然后敷在他們皮膚上來使自己降溫。雖然這種方法能起作用，但僅僅在很短的時(shí)間周期內(nèi)起作用(可能I分鐘左右)。這種方法的缺點(diǎn)是個(gè)體身體熱量和環(huán)境溫度快速使最初的冷水升溫至水不再使皮膚冷卻的溫度。針對(duì)此問題最常用的“方法”不是令人滿意的，因?yàn)槠湫枰ㄙM(fèi)許多精力且并不實(shí)際，這是因?yàn)樵摲椒ㄐ枰磸?fù)將毛巾或方巾浸入冷水中，因此還需要個(gè)體一直靠近冷水源。
[0004]被個(gè)體用來使自己降溫的其它機(jī)制包括用冰、酒精浸過的毛巾，以及可用性相對(duì)受限的、包括相變材料的布的應(yīng)用。冰在任意給定情況下的可用性會(huì)受到限制。冰的制備會(huì)是成本高的，且其適應(yīng)于人體大部分區(qū)域的能力非常有限。雖然酒精浸過的毛巾趨向于成為專業(yè)運(yùn)動(dòng)隊(duì)降溫方法的焦點(diǎn)，但它們并未被廣泛使用。然而，酒精在皮膚上干燥，且會(huì)引起皮疹和其它皮膚損傷。相變材料是通過在固態(tài)和液態(tài)之間變化來吸收和傳遞熱量的化學(xué)物質(zhì)。用于此種目的的化學(xué)物質(zhì)在它們的載體被破壞的情況下會(huì)是有害的且不起作用的。
[0005]目前，尚無有效的以及在能用于與人體(例如脖子周圍)相適應(yīng)的裝置中熱調(diào)節(jié)蒸發(fā)速率的非化學(xué)方法。蒸發(fā)降溫是水分隨意流失到大氣中的自然作用。在裝置(例如織物)中調(diào)節(jié)水分?jǐn)U散的速率以及產(chǎn)生對(duì)于較長(zhǎng)的時(shí)間周期的個(gè)人冷卻環(huán)境的能力是令人期望的。同樣令人期望的還在于提供有效的非化學(xué)方法來對(duì)于調(diào)節(jié)對(duì)象(包括人體)在較長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)的溫度，例如通過提供冷卻元件。當(dāng)今的處理包和外敷包(compress1n wraps)或者包括不期望的化學(xué)成分來產(chǎn)生特定的溫度條件，例如冷卻效果，它們?cè)诶鋮s至低溫時(shí)過硬，或者它們完全不能保持所需的熱狀態(tài)足夠長(zhǎng)時(shí)間。
[0006]因此，存在一種方便、易于使用、柔性的裝置的需要，例如一種在固定抵靠對(duì)象時(shí)在較長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)保持處于所需溫度的織物，其足夠柔韌以及具有足夠的延展性以被形成至對(duì)象，例如圍繞手臂或腿，以及還需要制造該織物的方法。還存在一種允許使用者花費(fèi)最少精力且沒有人工化學(xué)物質(zhì)提供冷卻效果來形成持續(xù)熱環(huán)境的水分管理的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種方便、易于使用、柔性的織物，以及制造該織物的方法，所述織物在接觸抵靠待調(diào)節(jié)溫度的對(duì)象時(shí)在較長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)保持在所需的溫度，例如人的皮膚或者需要保溫的無生命對(duì)象。本發(fā)明的目的之一還在于提供一種水分管理的織物，其能以最小精力且織物中不含溫度調(diào)節(jié)的化學(xué)物質(zhì)來幫助維持對(duì)象的持續(xù)的熱狀態(tài)較長(zhǎng)的時(shí)間周期。此外，本發(fā)明的目的之一在于提供一種制造這種具有此類特性的織物的方法。
[0008]本發(fā)明的織物通過將多根紗線編織或針織在一起以形成多個(gè)區(qū)域來形成，其中每個(gè)區(qū)域執(zhí)行與控制液體穿過織物的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的特定功能。此液體運(yùn)動(dòng)引起對(duì)織物所接觸對(duì)象的熱狀態(tài)的調(diào)節(jié)，該對(duì)象包括例如人體的區(qū)域。所述織物存在三個(gè)主要類型的功能區(qū)。第一主要功能區(qū)類型執(zhí)行引起第一速率的液體運(yùn)動(dòng)的功能，液體運(yùn)動(dòng)的該速率快于穿過任何其它區(qū)域類型的液體運(yùn)動(dòng)。第一功能區(qū)類型由疏水材料形成或包括疏水材料，且因其具有斥水的特性而通常具有耐水性。第二主要功能區(qū)類型執(zhí)行引起第二速率的液體運(yùn)動(dòng)的功能，液體運(yùn)動(dòng)的該速率慢于穿過任何其它區(qū)域類型的液體運(yùn)動(dòng)。第二功能區(qū)類型位于織物內(nèi)部，其可以由一種或更多種材料選擇和布置來形成，例如通過機(jī)械操作產(chǎn)生多個(gè)曲折路徑，液體在到達(dá)織物的另一個(gè)功能區(qū)之前必須通過所述多個(gè)曲折路徑。這些路徑通過空隙或毛細(xì)管的網(wǎng)狀物來構(gòu)建，其構(gòu)型由纖維形狀和纖維相對(duì)彼此的布置來限定。通過第二功能區(qū)類型使能控制織物內(nèi)部的液體運(yùn)動(dòng)，允許液體在完成穿過織物的同時(shí)視情況進(jìn)行冷卻或升溫。第二功能區(qū)類型操作類似虹吸，其吸入液體且將其移出該區(qū)域?？椢锏牡谌δ軈^(qū)類型執(zhí)行引起第三速率的液體運(yùn)動(dòng)的功能，液體運(yùn)動(dòng)的該速率介于在第一功能區(qū)類型和第二功能區(qū)類型中的液體運(yùn)動(dòng)的速率中間。第三功能區(qū)類型通常減慢液體運(yùn)動(dòng)但不延遲，以及由此明顯改變?cè)诘诙δ軈^(qū)類型所提供的液體溫度。第三功能區(qū)類型由親水材料形成或包括親水材料，且通常比疏水材料吸收更多水分，且與疏水材料相比而言其可以視作有效的芯吸結(jié)構(gòu)。
[0009]織物的具體實(shí)施例的組成可以在以下方面改變:每一個(gè)都可以由一種或更多種材料形成，其具有的特征確定每一個(gè)功能區(qū)類型的特征。功能區(qū)類型可以根據(jù)織物所需的總體特性來以任何可選擇的方式組合。每個(gè)功能區(qū)可以包含在織物的特定物理層中，或者一些或全部功能區(qū)可以構(gòu)建于更少的織物物理層中，包括僅單一物理層。疏水材料可以是聚酯，織物的中間部分可以包括中空纖維材料，以及親水材料可以是尼龍或尼龍與聚酯組合形成均相的共混物。可以采用用于制造織物紗線的其它材料。當(dāng)中間部分包括中空纖維(例如中空聚酯纖維)時(shí)，在中間部分內(nèi)提供儲(chǔ)存液體的能力的同時(shí)，液體在由每根單獨(dú)纖維構(gòu)建的管道中被芯吸，以有助于運(yùn)輸至織物的其它功能區(qū)或從織物的其它功能區(qū)運(yùn)輸液體?？梢詾榱搜a(bǔ)充的目的在織物中并入補(bǔ)充材料。例如，可以使用抗靜電、抗微生物和/或除臭的添加劑材料。此類添加劑材料的一個(gè)示例是由于其抗微生物功能而適合的銀線。
[0010]在包括單一物理層且適合于排出水分(例如人體的汗液)或者為處于熱環(huán)境的人(例如但不限于其)提供冷卻的織物的一個(gè)實(shí)施例中，所述織物包括三種不同的功能區(qū)。來被定位成鄰近待冷卻或者維持在預(yù)定熱狀態(tài)的對(duì)象的織物第一功能區(qū)，(在此文中稱作織物的背面)，是被選擇用于將水分從對(duì)象移走的第一功能區(qū)類型?？椢锏膬?nèi)部是被選擇用于保持從織物背面經(jīng)過該內(nèi)部的液體的第二功能區(qū)類型。當(dāng)?shù)谝还δ軈^(qū)鄰近對(duì)象時(shí)，織物的位于遠(yuǎn)離對(duì)象、鄰近環(huán)境的一面上的第三功能區(qū)(在本此文中稱為織物正面)是被選擇用于引起將液體運(yùn)出織物的第三功能區(qū)類型，其的速率以慢于液體從對(duì)象運(yùn)出的速率。本發(fā)明的此實(shí)施例提供降溫，特別是為處于熱環(huán)境或處于運(yùn)動(dòng)中的人提供降溫，而不使用人工化學(xué)物質(zhì)來產(chǎn)生降溫效果。具體來說，通過以下來確保明顯長(zhǎng)于目前已經(jīng)制造可用的織物的冷卻能力:使得能夠在可能是其最高溫度時(shí)在對(duì)象的表面處將液體從對(duì)象排出，在織物內(nèi)儲(chǔ)存液體使得它冷卻來成為比其在更高溫時(shí)更為有效的蒸發(fā)劑，以及限制該冷卻后的液體快速從織物的環(huán)境側(cè)蒸發(fā)的能力。
[0011]本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的有效性在于提供冷卻或者說更普遍地是來調(diào)節(jié)對(duì)象(例如人體區(qū)域)的熱狀態(tài)提供冷卻，持續(xù)的時(shí)間超過現(xiàn)有的外敷包以及其它處理包所提供的熱調(diào)節(jié)。這是通過織物的第二實(shí)施例而不使用化學(xué)物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)的?？椢锏拇藢?shí)施例布置有四個(gè)功能區(qū)。能夠?qū)⒃摽椢餄?rùn)濕，置于冷環(huán)境中(例如制冷器)，且允許達(dá)到冷卻溫度。在此實(shí)施例中，織物在冷凍后保持柔性且維持冷卻溫度較長(zhǎng)的時(shí)間周期。第一功能區(qū)，其是布置成鄰近對(duì)象的織物背面，屬于第三功能區(qū)類型。鄰近背面的第二功能區(qū)，屬于被選擇用于在其中將液體保持在所需溫度持續(xù)較長(zhǎng)的時(shí)間周期的第二功能區(qū)類型。鄰近第二功能區(qū)的第三功能區(qū)，屬于第三功能區(qū)類型。首先這三類功能區(qū)用于在其中保持液體在所需溫度，同時(shí)限制調(diào)節(jié)液體從其通過，且可以構(gòu)建在單一物理層中。第四功能區(qū)，其是當(dāng)背面鄰近對(duì)象時(shí)織物的正面，屬于被選擇用于使進(jìn)入此實(shí)施例的織物內(nèi)部的水分最少化以及使液體蒸發(fā)離開織物內(nèi)部最小化的第一功能區(qū)類型。第四功能區(qū)可以包含在與其它三個(gè)功能區(qū)連接的單個(gè)物理層中，例如通過利用耐水粘接劑結(jié)合在一起。本發(fā)明的織物的此第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同在于，第二實(shí)施例的織物旨在將液體保留在其中，而不是使液體能大致從其蒸發(fā)。
[0012]作為至少第四功能區(qū)的修改，織物的第二實(shí)施例可以包括多個(gè)穿孔。這些穿孔用來幫助織物的可壓縮拉伸。它們?cè)试S當(dāng)織物相對(duì)濕潤(rùn)時(shí)增加蒸發(fā)來幫助冷卻。這些穿孔允許當(dāng)織物相對(duì)干燥時(shí)增加其透氣性。這些穿孔還提供織物的增加的柔韌性，特別是當(dāng)其被冷凍時(shí)。穿孔的數(shù)量和穿孔的尺寸是可選擇的，取決于至少第四功能區(qū)的材料以及一個(gè)或更多個(gè)其它功能區(qū)的柔韌性、織物的厚度、在一定范圍的溫度下所需的織物撓性以及織物為下表面(例如皮膚)提供冷卻所需的時(shí)間長(zhǎng)度。本發(fā)明的此實(shí)施例使得使用者能夠?qū)⒖椢锢p繞在需要冷卻的身體區(qū)域且在此區(qū)域維持冷敷。這種冷敷構(gòu)型還可以包括固定部件以使得能夠?qū)⒖椢锉３謬@在身體區(qū)域周圍，例如手臂或腿但不限于其。
[0013]在通過編織或針織形成織物之后，織物可以可選地進(jìn)行一種或更多種處理，例如沖刷和漂白處理。這些處理可以例如為了制備織物用于染色和/或用于印制一種或更多種設(shè)計(jì)的目的而進(jìn)行。在經(jīng)過任何可選的處理(包括例如沖刷、漂白、染色和/或印