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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Schichtenverbund für Bekleidungsstück, insbesondere Sportbekleidungsstücke und dergleichen, umfassend eine körperabgewandte Außenschicht, eine körperzugewandte Innenschicht und eine zwischenliegende Wärmeisolationsschicht. Außerdem betriff die Erfindung ein Bekleidungsstück, vorzugsweise ein Winter- oder Skisport-Bekleidungsstück, wie eine Ski-Jacke.
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Ein solcher Schichtenverbund soll nicht nur gegen Wind und/oder Feuchtigkeit schützen, sondern auch vor Kälte.
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Stand der Technik
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Bekannt sind Artikel, wie Bergsteiger-Jacken, mit Daunenisolierung. Diese sind zwar sehr leicht, haben aber den Nachteil, dass sie, wenn sie feucht werden, dann ihre wärmeisolierende Eigenschaft schnell verlieren. Hochwertige Daune kann außerdem sehr teuer sein.
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Andere Artikel mit Kunstfasern bzw. Kunsthohlfasern, insbesondere Mikrohohlfasern, haben nicht diesen Nachteil, da trotz Feuchtigkeit an der Faser immer noch eine ausreichende Wärmeisolierung vorhanden ist. Besonders wenn man schwitzt, wie beim Skifahren oder Bergsteigen, ist diese Eigenschaft wichtig. Kunstfasern sind kostengünstiger aber auch schwerer als Daune.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schichtenverbund bzw. ein Bekleidungsstück zu schaffen, der/das ein verbessertes Warmhalten eines Trägers oder Verwenders gestattet und ggf. zugleich auch leicht und kostengünstig ist.
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Lösung und Vorteile der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch einen Schichtenverbund mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Ein erfindungsgemäßer Schichtenverbund umfasst eine körperabgewandte Außenschicht, eine körperzugewandte Innenschicht und eine zwischenliegende Wärmeisolationsschicht. Die zwischenliegende Wärmeisolationsschicht des erfindungsgemäßen Schichtenverbunds umfasste wenigstens eine Lage mit lichtabsorbierenden und dadurch Wärme erzeugenden Partikeln.
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Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken in wenigstens einer Lage einer ein,- zwei- oder mehrlagigen Wärmeisolationsschicht eines Schichtenverbunds, lichtabsorbierende Partikel, bevorzugt in der Nähe der Außenschicht vorzusehen, die auftreffende Strahlung, wie Sonnenstrahlung, absorbieren und in Wärme bzw. Wärmestrahlung umwandeln, so dass die lichtabsorbierenden Partikel bei Lichteinstrahlung wie eine (zusätzliche) Wärmequelle wirken. Dabei wird unter „lichtabsorbierend“ vorliegend eine gegenüber üblicherweise zum Aufbau von Wärmeisolationsschichten verwendeten Materialien, wie Fasern, insbesondere Hohlfasern, erhöhte Lichtabsorption bzw. besonders effiziente Lichtabsorption verstanden. Die Außenschicht ist mit Vorteil so beschaffen, dass möglichst viel UV-, VIS- und/oder IR-Licht, etwa Sonnenstrahlung, die Außenschicht durchtritt und auf die lichtabsorbierenden und dadurch Wärme erzeugende Partikel in der Wärmeisolationsschicht trifft.
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Der erfindungsgemäße Schichtenverbund schafft entsprechend ein verbessertes Warmhalten beispielsweise des Trägers eines erfindungsgemäßen Bekleidungsstücks mit einem derartigen Schichtenverbund, da die von den lichtabsorbierenden Partikel erzeugte Wärme direkt in der Wärmeisolationsschicht erzeugt wird und dort gespeichert wird. Die Strahlungsquelle ist dabei nicht auf die Sonne beschränkt. Die Strahlungsquelle kann auch ein Lagerfeuer, eine Gaslampe oder eine andere Lichtquelle insbesondere mit Infrarot- und/oder sichtbarem Licht sein.
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In einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Schichtenverbundes besteht die Wärmeisolationsschicht aus mehreren, beispielsweise aus genau zwei voneinander getrennten Lagen, die bevorzugt durch jeweils eine zwischenliegende Luftkammer bzw. Luftkammernschicht beabstandet sind. Diese Maßnahme beruht auf dem Gedanken des sogenannten Zwiebelprinzips, bei dem mehrere Lagen, wie Kleidungsschichten, übereinander getragen werden, so dass zwischen den Lagen eine Luftisolierung entsteht. Bei diesem Aufbau der Wärmeisolationsschicht kann die von den lichtabsorbierenden Partikel erzeugte Wärme besonders effizient genutzt werden.
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Bevorzugt sind die lichtabsorbierenden Partikel dabei in mehreren oder in genau einer, der Außenschicht nächstliegenden Lage der Wärmeisolationsschicht, im Folgenden Außenlage genannt, angeordnet. In den anderen, körpernäher angeordneten Lagen der Wärmeisolationsschicht, beispielsweise - im Fall einer zweilagigen Wärmeisolationsschicht - in einer Innenlage, sind bevorzugt keine lichtabsorbierenden Partikel vorgesehen, was die Erstellungskosten des Schichtenverbunds senkt und die Verwendung herkömmlicher Materialien ermöglicht.
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Neben den bekannten Vorteilen hinsichtlich Wärmeisolation von zwei- oder mehrlagigen Wärmeisolationsschichten mit zwischenliegender Luftkammer, schafft die Erfindung einen zusätzlichen Wärmeeintrag an der Außenschicht bzw. Außenlage, die den kältesten Punkt im Schichtenverbund darstellt, und verschiebt somit den Temperaturgradienten durch die Wärmeisolationschicht bereits an der Außenschicht bzw. Außenlage zu höheren Temperaturen, wodurch eine erheblich verbesserte Wärmeisolation des erfindungsgemäßen Schichtenverbunds erzielt wird. Durch dieses Mehrschichtsystem bzw. Multi Layer Padding System der Wärmeisolationsschicht wird der Körper optimal vor Auskühlung geschützt. Die in der Außenlage oder den Außenlagen entstehende Wärme wird durch die Luftkammer und durch die Innenlage(n) in Richtung des Körpers übertragen. In dem Mehrschichtsystem der Wärmeisolationsschicht wird die Wärme zudem besonders gut gespeichert.
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Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Partikel so ausgeführt sind, dass sie ultraviolettes (UV)-Licht, sichtbares (VIS)-Licht und/oder infrarotes (IR)-Licht, beispielsweise des natürlichen Sonnenlichtes, absorbieren und in Wärme bzw. Wärmestrahlung umwandeln, wobei die Partikel vorzugsweise so ausgeführt sind, dass sich in etwa, d.h. mit beispielsweise +/- 2% Abweichung, jeweils 5% der generierten Wärme aus UV-Licht, 45 % der generierten Wärme aus sichtbaren Licht und 50% der generierten Wärme aus Infrarotlicht bei Bestrahlung mit natürlichem Sonnenlicht ergibt. Dadurch kann Sonnenlicht, das sowohl einen hohen Anteil an sichtbarem Licht aber auch Infrarotlicht hat, genutzt werden. Aber auch der UV-Anteil trägt dazu bei, Wärme zu erzeugen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Lage mit lichtabsorbierenden Partikeln oder sämtliche Lagen der Wärmeisolationsschicht eine volumenartige, watteartige, faserartige und/oder Synthetische-Daune-Struktur aufweist. Bevorzugt besteht die wenigstens eine Lage mit lichtabsorbierenden Partikeln oder sämtliche Lagen der Wärmeisolationsschicht aus Fasern oder umfassen Fasern, insbesondere Kunstfasern, Acrylfasern, Mikrofasern, Hohlfasern, Fasern mit Kern-Mantel-Struktur und/oder Stapelfasern und/oder Mischungen daraus. Vorzugsweise werden ausschließlich im Wesentlichen transparente Acrylfasern bzw. Fasern mit einem Acryl-Mantel eingesetzt. Dies hat einerseits den Vorteil einer hohen Wärmeisoliereigenschaft. Solche Fasern erlauben andererseits, dass ausreichend Licht die lichtabsorbierenden Partikel trifft. Zudem isolieren sie bei Feuchtigkeit, die in die Wärmeschicht eingedrungen ist, noch sehr gut. Bevorzugt weist die oder wenigstens ein Außenlage eine Synthetische-Daune-Struktur und/oder die oder wenigstens ein Innenlage eine Wattierung (padding).
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die wenigstens eine Lage mit lichtabsorbierenden Partikeln Fasern mit Kern-Mantel-Struktur, deren Kern die lichtabsorbierenden Partikel aufweist und deren Mantel bevorzugt aus Acryl, insbesondere ohne derartige lichtabsorbierende Partikel, besteht. Die lichtabsorbierenden Partikel sind somit im Kern von Fasern mit Kern-Mantel-Struktur integriert Entsprechend können die lichtabsorbierenden Partikel, ohne zusätzliches Volumen zu verbrauchen, eingearbeitet werden. Derartige Fasern sind beispielsweise Corebrid®- oder Corebrid® B-Fasern des Herstellers Mitsubishi Chemical.
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Allgemein haben sich Hohlfasern in derartigen Lagen und Schichtenverbunden sehr bewährt. Daher sind in einer bevorzugten Ausgestaltung in der wenigstens eine Lage mit lichtabsorbierenden Partikeln (Außenlage) neben den Fasern mit Kern-Mantel-Struktur weiterhin, bevorzugt ausschließlich, Hohlfasern vorgesehen, wobei die Fasern mit Kern-Mantel-Struktur zur den Hohlfasern bevorzugt ein Gewichtsverhältnis im Bereich von 1:2 bis 1:20 aufweisen, beispielsweise 1:2, 1:3, 1:5, 1:8, 1:10, 1:12, 1:15 oder 1:20, wobei jeder der genannten Werte auch eine Unter- oder Obergrenze des genannten Wertebereich sein kann. Die Außenlage weist somit gewichtsbezogen bevorzugt weniger Fasern mit Kern-Mantel-Struktur mit lichtabsorbierenden Partikeln im Kern als Hohlfasern auf.
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Die übrigen Lagen bzw. die Innenlage der Wärmeisolationsschicht weisen/weist, bevorzugt ausschließlich, Hohlfasern auf. In der gesamten Wärmeisolationsschicht liegt dann das Gewichtsverhältnis von Fasern mit Kern-Mantel-Struktur mit lichtabsorbierenden Partikeln im Kern zu den Hohlfasern bevorzugt im Bereich von 1:5 bis 1:30, und beträgt beispielsweise 1:5, 1:10, 1:12, 1:15, 1:20, 1:25 oder 1:30, bevorzugt 1:15, wobei jeder der genannten Werte auch eine Unter- oder Obergrenze des genannten Wertebereich sein kann.
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Ein guter Wärmeeffekt kann erreicht werden, wenn die lichtabsorbierenden Partikel schwarz sind. Dadurch ist eine effiziente Lichtabsorption möglich. Geeignet sind dabei lichtabsorbierende Partikel aus Polymermaterial, die leicht in einem Verarbeitungsprozess bereitgestellt werden können. Durch diese Partikel wird erreicht, dass einerseits eine gute Wärmeübertragung zum Körper erfolgt und andererseits, dass ein hoher Wirkungsgrad der Lichtumwandlung in Wärmeenergie möglich ist.
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Vorzugsweise wird von den lichtabsorbierenden Partikeln zumindest oder genau ein Spektralbereich einer Strahlung mit etwa 350 nm bis 3000 nm zur Lichtabsorption genutzt, was in etwa der natürlichen Sonnenstrahlung entspricht. Vorzugsweise absorbieren die lichtabsorbierenden Partikeln an jeder Stelle des Spektralbereichs von 350 nm bis 3000 nm oder zumindest an 95%, 90%, 85%, 80% oder 70% dieses Spektralbereichs jeweils 100% oder mehr als 95%, 90%, 85%, 80%, 70%, 60% oder 50% der einfallenden Strahlung. Alternativ oder zusätzlich werden wenigstens 99%, 97%, 95%, 90%, 80%, 70% oder 50% der in dem Spektralbereich zwischen 350 nm bis 3000 nm einfallenden Strahlung von natürlichem Sonnenlicht absorbiert und in Wärme gewandelt.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Außenschicht dünner als 1 mm oder 0,5 mm ist, vorzugsweise dünner als 0,3 mm ist. Die relativ dünne Schicht begünstigt das Durchtreten von UV-, sichtbarem und/oder IR-Licht, so dass ein guter Wirkungsgrad bei ausreichendem Wetterschutz möglich ist. Dies kann eine Beschichtung oder ein Laminat sein. Dadurch ist die Jacke wasserdicht und atmungsaktiv.
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Vorzugsweise weist die Außenschicht im Spektralbereich von 350 nm bis 3000 nm, bevorzugt im gesamten bzw. im Wesentlichen im gesamten Spektralbereichs, einen Transmissionsgrad von wenigstens 50, 60, 70, 80% oder 90% aufweist. Alternativ werden wenigstens 99%, 98%, 97%, 95% oder 90% der gesamten in diesem Spektralbereich einfallenden Strahlung (bei gleichmäßiger spektraler Verteilung der einfallenden Strahlung) von der Außenschicht transmittiert.
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Vorzugsweise werden Fasern, wie beschrieben, mit einem Denier-Wert von 1.4 bis 4 eingesetzt.
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Vorteile der Erfindung sind, ein geringes Gewicht, ein geringer Preis, ein hohes Wärmeisolationsvermögen, eine einfache Verarbeitung und ein leichtes Vernähen von Bekleidungsstücken, wie Ski-Jacken.
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Durch die Erfindung kann mit den beschriebenen Fasern mit Kern-Mantel-Struktur mit lichtabsorbierenden Partikeln im Kern bei Sonne ein in etwa vergleichbarer Wärmeeffekt wie mit Daune, z.B. Cuin 700 - 800, erreicht werden. Derartige Fasern mit Kern-Mantel-Struktur sind jedoch erheblich kostengünstiger als hochwertige Daune und weniger empfindlich bei Feuchtigkeit, z.B. bei Körperschweiß. Produkte mit hochwertiger Daune können nämlich leicht den doppelten oder dreifachen Preis von vergleichbaren Produkten mit Kunstfasern erreichen.
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Lichtabsorbierende und dadurch Wärme erzeugende Partikel sind beispielsweise Partikel, die im Vergleich zur üblichen Fasermaterialien eine erhöhte Lichtabsorption beispielsweise bei Sonneneinstrahlung aufweisen. Beispielsweise wird bei Sonneneinstrahlung mit dem erfindungsgemäßen Schichtenverbund in der Außenlage eine Temperatur erzielt, die um mindestens 1° C, 2°C, 3°C, 3,5°C oder 4°C über der Temperatur liegt, die in Außenlagen ohne lichtabsorbierende Partikel erreicht wird.
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In dem Schichtenverbund sind die mehreren Schichten bzw. Lagen, beispielsweise durch Nähte, verbunden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Außenlage der Wärmeisolationsschicht mit der Außenschicht verklebt oder laminiert sein. Ebenso kann eine Innenlage der Wärmeisolationsschicht mit der Innenschicht (Futter) verklebt oder laminiert sein.
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Die Erfindung betriff weiterhin ein Bekleidungsstück, bevorzugt ein Sportbekleidungsstück, besonders bevorzugt ein Skisport-Bekleidungsstück, wie eine Ski-Jacke oder Ski-Hose mit einem wie oben beschriebenen Schichtenverbund und/oder mit Fasern mit Kern-Mantel-Struktur, deren Kern lichtabsorbierende Partikel aufweist.
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Ausführungsbeispiele
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Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnungen näher erläutert, wobei weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung und Vorteile derselben beschrieben sind.
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Es zeigen:
- 1a eine erste schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Schichtenverbundes, die eine Wärmeerzeugung einer Faser mit Wärme erzeugenden Partikeln verdeutlicht,
- 1b eine zweite schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Schichtenverbundes, die eine Wärmeerzeugung einer Außenlage mit den Fasern mit Wärme erzeugenden Partikeln verdeutlicht,
- 1c eine dritte schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Schichtenverbundes, die eine Wärmeübertragung zwischen der Außenlage und einer Innenlage verdeutlicht,
- 1d eine vierte schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Schichtenverbundes, die eine Wärmeisolierung zwischen der Außenlage und der Innenlage verdeutlicht,
- 2 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen zweilagigen Schichtenverbunds,
- 3 eine schematische Darstellung der Faser mit lichtabsorbierenden Partikeln, wobei die Partikel vergrößert in einem Ausschnitt dargestellt sind,
- 4a eine Seitenansicht einer Ski-Jacke mit dem erfindungsgemäßen Schichtenverbund,
- 4b eine Vorderansicht der Ski-Jacke mit dem erfindungsgemäßen Schichtenverbund,
- 5a eine Messtabelle von Temperaturmessungen, und
- 5b Messkurven der Temperaturmessung mit Minutenangaben (min),
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1a zeigt einen Schichtenverbund 1 für eine Ski-Jacke 2, die in den 4a und 4b abgebildet ist.
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Die Ski-Jacke 2 umfasst eine vor Witterung schützenden körperabgewandte Außenschicht 3 und ist als sogenanntes Shell Fabric ausgeführt. Diese Schicht 3 kann vor Wind und/oder Regen schützen. Die Schicht 3 kann auch nur wasserabweisend sein. Die Schicht 3 ist aber vorzugsweise wasserdicht und atmungsaktiv. Dies kann z.B. mit einem Laminat oder einem anderem atmungsaktiven Material erreicht werden. Die Schicht 3 umfasst beispielsweise eine dampfdurchlässige und wasserdichte Membran. Die Schicht 3 kann aber grundsätzlich nicht-atmungsaktiv sein. Die Schicht kann auch als Soft-Shell-Schicht, Nylonschicht oder einem anderen gängigen Material ausgeführt sein. Wichtig bei der Außenschicht 3 ist, dass sie geeignet lichtdurchlässig ist. Dies kann durch Auswahl der Farbe optimiert werden. Während Schwarz weniger geeignet ist, schon aus Gründen einer schlechteren Personenerkennung, was bei Bergsteigern oder Skifahrern im Rettungsfall wichtig ist, ist rot gut geeignet. Aber auch weiß erlaubt eine gute Lichttransmission.
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Die Außenschicht 3 ist in dem Ausführungsbeispiel relativ dünn, damit eine gute Lichttransmission gewährleistet werden kann. Die Schicht 3 ist vorzugsweise dünner als 1 mm oder 0,5 mm, vorzugsweise dünner als 0,3 mm.
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Die Jacke 2 weist außerdem eine körperzugewandte Innenschicht 4 bzw. ein Futter auf. Diese Schicht 4 hat die Aufgabe den Schichtverbund zu schützen und dient als sogenanntes Lining. Zudem soll diese Innenschicht 4 ein angenehmes Tragegefühl erzeugen, wie es z.B. mit einer Nylonschicht möglich ist.
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Die Innenschicht 4 kann auch als zusätzliche Wärmeschicht, wie eine Fleece-Schicht, ausgeführt sein. Denkbar ist, dass die Innenschicht aus mehreren Lagen besteht.
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Die Besonderheit der Jacke 2 liegt in einer speziellen Wärmeisolationsschicht 5, die eine Zwischenschicht 6 bzw. eine Wattierung 24 (2) darstellt. Diese umfasst zum einen nämlich lichtabsorbierende und dadurch Wärme erzeugende Partikel 7, die in 3 im Zusammenhang mit einer Kern-Mantel-Struktur bzw. Faser 8 dargestellt sind. Diese Partikel 7 sind so ausgeführt, dass sie UV-Licht, sichtbares Licht und/oder Infrarotlicht in Wärme umwandeln. Zum anderen ist eine Luftkammer 29 bzw. eine Luftkammerschicht vorhanden, die später beschrieben wird.
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Diese Partikel 7 sind so ausgeführt, dass sie mindestens 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7% oder 8% der insgesamt generierten Wärme aus dem UV-Licht des natürlichen Sonnenlichts umwandeln. Diese Partikel 7 sind zudem so ausgeführt, dass sie mindestens 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50% oder 55% der generierten Wärme aus dem sichtbaren Licht des natürlichen Sonnenlichts umwandeln. Diese Partikel 7 sind insbesondere so ausgeführt, dass sie mindestens 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55% oder 60% der generierten Wärme aus dem Infrarotlicht des natürlichen Sonnenlichts umwandeln. Optimal ist die Kombination mit 5% UV-Licht, 45% sichtbares Licht und 50% Infrarotlicht.
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Bevorzugt umfasst die Wärmeisolationsschicht 5 auch Kunsthohlfasern 9 bzw. Mikrohohlfasern, insbesondere Acrylfasern. Ein Einsatz einer Hybridschicht mit Daune oder nur Daune ist jedoch denkbar.
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Die Kunstfasern 9 sind beispielsweise Fasern 8 mit einer Kern-Mantel-Struktur mit dem Kern 33 und dem Mantel 34 und sind Mikrofasern, insbesondere des Typs Corebrid B, bei dem die Wärme erzeugenden Partikel 7 in dem Kern 33 der Fasern 8 integriert sind. Die Partikel 7 sind schwarz und bestehen aus Polymermaterial.
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Von besonderem Vorteil ist, dass die Wärmeisolationsschicht 5 aus mehreren, vorzugsweise zwei Lagen 11, 12 bzw. Einzellagen bzw. -schichten besteht, wie 1 und 2 veranschaulichen. Die mehreren Lagen 11, 12 werden durch mindestens eine zwischen liegende Luftkammer 29 getrennt. Die Luftkammer 29 kann auch als Luftkammerschicht ausgebildet sein und beispielsweise mehrere nebeneinanderliegende Luftkammern aufweisen. Vorzugsweise ist genau eine zwischen liegende Luftkammer 29 zwischen den getrennten Lagen 11, 12 vorhanden. Die Lagen 11, 12 und die Luftkammer 29 bilden zusammen ein Luftkissen.
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Die Lage 12 besteht hier aus Mikrohohlfasern mit einem Hohlraum 10 und einem Mantel. Die Mikrohohlfasern der Lage 12 haben keine Füllung bzw. keine lichtabsorbierenden Partikel 7.
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Die Lagen 11, 12 sind weisen bevorzugt eine Dicke im Bereich zwischen 5 mm und 80 mm, beispielsweise 5 mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm, 40 mm, 50 mm, 60 mm, 70 mm oder 80 mm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Unter- oder Obergrenze des genannten Wertebereich sein kann.
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Wie in 2 zu erkennen ist, ist die zweite Lage bzw. Innenlage 12 in kleine Innenkammern 13, 14, 15 unterteilt, die durch eine Naht 30 entstehen. Auch die erste Lage bzw. Außenlage 11 kann, zumindest abschnittsweise, Außenkammern 16, 17, 18 und 19 bilden, wie 4b zeigt. Diese Kammern sind an den Ärmeln 20 und im mittleren Torsobereich 21 bzw. im Lungenbereich und Nierenbereich ausgeprägt und schaffen eine Taillenform, was auch designmäßig günstig ist. Gleiches gilt für das Design der Ärmel 20. Oberhalb und unterhalb des Bereichs 21, d.h. im Bereich 22 und 23, ist jeweils eine große Kammer vorhanden. Am Bereich 22 ist eine Kapuze 25 und am Bereich 23 mindestens ein Gamasche 26 bzw. ein sogenannter Gaiter angenäht, um ein Eindringen von Schnee zu verhindern. Vorzugsweise wird eine Doppel- bzw. Zwillingsgamasche eingesetzt. An den Ärmeln 20 sind Handelemente 27 angenäht, um ebenfalls ein Eindringen von Schnee und ein Zurückschieben der Ärmel zu verhindern.
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Die lichtabsorbierenden Partikel 7 sind der der Außenschicht nahen Lage 11 angeordnet.
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Anhand der 1a bis 1d wird die Wirkungsweise veranschaulicht, wie einerseits die Wärme durch Infrarotstrahlen generiert wird, und andererseits die Körperwärme in der sogenannten Wattierung 24 bzw. in der Wärmeisolationsschicht 5 (2) zurückgehalten wird.
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1a zeigt wie einfallendes Licht 28 bzw. die Strahlungsenergie auf die Außenlage 11 durch die Außenschicht 3 hindurch trifft. Das Licht 28 erzeugt in den lichtabsorbierenden Partikeln 7 (3) Wärme bzw. Wärmeenergie. Das Licht 28 trifft auf eine Vielzahl von Fasern 8 mit lichtabsorbierenden Partikeln 7, wie 1b zeigt, wodurch in der gesamten Lage 11 Wärme produziert wird. Diese Wärme wird nach und nach durch den zwischen den Lagen 11 und 12 vorhandenen Luftraum bzw. der Luftkammer 29 zum Körper hin übertragen. Der Körper erwärmt sich so, wie 1c zeigt. Wegen des Isoliereffektes der Luftkammer 29 wird die Wärme zurückgehalten, wie 1d zeigt. Die vorhandenen Luftkammern 29 verhindern das Austreten von Wärme nach außen.
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Dieses Prinzip entspricht dem Zwiebelsystem, bei dem mehrere Schichten, wie Baselayer, Midlayer und Jacke vorhanden ist. Der erfindungsgemäße Schichtenverbund arbeitet mit zwei oder mehr Isolationslagen zwischen Außenstoff (Schicht 3) und Futter (Schicht 4) und hat hier eine Außenlage 11, die mit dem Außenstoff verarbeitet ist, und eine Innenlage 12, die mit dem Futter verarbeitet ist, sowie eine dazwischen liegendes Luftkammer 29 und bildet so ein Luftkissen.
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Die Außenlage 11 kann mit der Außenschicht 3 verklebt sein. Auch kann die Innenlage 12 mit der Innenschicht 4 verklebt sein. Die Fasern der Innenlage 12 können miteinander verklebt sein. Die Fasern der Außenlage 11 sind vorzugsweise nicht miteinander verklebt und schaffen eine synthetische Daune.
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Die Außenlage 11 besteht hier aus einer Mischung von Kunstfasern mit Kern-Mantel-Struktur mit lichtabsorbierenden Partikel 7 im Kern 33 und Kunstfasern ohne Partikeln, insbesondere Hohl- bzw. Mikrohohlfasern. Alternativ besteht die Außenlage 11 ausschließlich aus Fasern mit Kern-Mantel-Struktur mit lichtabsorbierenden Partikel 7 im Kern 33. In dem dargestellen Ausführungsbeispiel sind die Fasern der Außenlage 11 nicht miteinander verklebt und schaffen eine Synthetische-Daune-Struktur.
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Die Innenlage 12 besteht bevorzugt ausschließlich Hohl- bzw. Mikrohohlfasern. Die Fasern der Innenlage 12 sind in dem dargestellen Ausführungsbeispiel miteinander leicht verklebt und schaffen eine Wattierung.
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Die Wärmeisolationsschicht 5 bevorzugt eine Dicke im Bereich zwischen 2 und 10 cm auf, beispielsweise 2 cm, 3 cm, 4 cm, 5 cm, 6 cm, 7 cm, 8 cm, 9 cm oder 10 cm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Unter- oder Obergrenze des genannten Wertebereich sein kann. Entsprechend weist die Luftkammer 29 (an der dicksten Stelle), während die Jacke nicht getragen/benutzt wird, bevorzugt eine Dicke im Bereich zwischen 1 und 4 cm auf, beispielsweise 1 cm, 2 cm, 3 cm oder 4 cm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Unter- oder Obergrenze des genannten Wertebereich sein kann. Zudem kann vorgesehen sein, dass die Dicke der Luftkammer 29 beim Tragen der Jacke gegenüber dem ungetragenen Zustand zunehmen kann.
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Das gesamte Füllgewicht der Faser der Wärmeisolationsschicht 5 bzw. die Füllung liegt vorzugsweise zwischen 200 g und 1000 g (Deutsche Damen-Größe L). Die Jacke 2 wiegt bevorzugt insgesamt zwischen 700 g und 1,5 kg (Deutsche Damen-Größe L). Entsprechende Anpassungen sind bei Herrenkonfektion und abweichender Größe vorzunehmen.
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Die 5 zeigt ein Vergleich von einem herkömmlichen System (Kurve 1) mit einem erfindungsgemäßen Schichtensystem (Kurve 2). Beide Systeme wurden mit Licht mit hohem Infrarotlichtanteil bestrahlt.
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Wie die Kurve in 5b zeigt, ist die Temperatur mit der Erfindung nach 15 Minuten deutlich höher. Ein Wärmebild hat bestätigt, dass eine bis etwa 4° höhere Temperatur möglich ist. Das Wärmebild zeigt, dass die lichtabsorbierenden Partikel 7 bei Sonneneinstrahlung oder vergleichbarer Strahlung in dem erfindungsgemäßen Schichtenverbund 1 eine Temperaturerhöhung um mindestens etwa 4°C bewirken.
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Die nachfolgende Tabelle veranschaulicht das Messergebnis.
| | (2) mit Corebrid | (1) normal |
| WR-Wert (%) | | |
| (Warmth Retention) | 84,9 | 82,2 |
| CLO-Wert (clo) | 3,54 | 2,91 |
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Dabei ist (Kurve 2) H.S. DOWN 78 GM (mit Corebrid-Fasern) und (Kurve 1) 230 GM Padding (ohne Corebrid-Fasern). Die Messung fand bei 20° und 65% RH (Feuchtigkeit) statt. Bei dieser Messung wurde eine 500W, Eye lamp PRS 100V von IWASAKI im Abstand von 50cm verwendet. Dies kommt der natürlichen Sonnenstrahlung nahe.
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Die Erfindung erlaubt das Schaffen einer modischen, technischen Ski-Jacke mit mehreren Vorteilen unter Berücksichtigung von Design-Aspekten.
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Zum einen ist die beschriebene Wärme erzeugende Isolierung wichtig. Corebrid B bzw. die Acrylstapelfaser mit einem leitfähigen Kern mit Wärme erzeugenden schwarzen Partikel, die den Kerne der Fasern bilden, sind vorteilhaft, um einen breiten Bereich von Frequenzen von Infrarotlicht zu absorbieren und in Wärme umzuwandeln. Dabei hält auch die Hohlfaserpolsterung von Innenlage 12 und Außenlage 11 und das Luftkissen zwischen den beiden Lagen die erzeugte Wärme in der Jacke 2.
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Die Shell-Außenseite ist beispielsweise eine 10000/10000 wasserdichte, atmungsaktive, laminierte und beschichtete Schicht. Die Schicht 3 kann ein- oder mehrlagig sein, wie in 3 zu angedeutet ist.
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Dehnbare Nähte 31, sogenannte Radiator Seams, die ggf. ebenfalls die lichtabsorbierenden Partikeln 7 bzw. Fasern mit der beschriebenen Kern-Mantel-Struktur aufweisen, verbessern die Funktionalität und speichern die Wärmezusätzlich. Schneegamaschen verbessern die Funktionalität ebenfalls. Der Einsatz wasserdichter, atmungsaktiver 4-Stretch-Stoffe und ein wasserabweisender Reißverschluss erhöhen die Funktionalität weiter.
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Die Heizkörpernähte (Radiator Seams) schaffen nicht nur ein vorteilhaftes Design, sondern halten auch Wärme zurück. Die Jacke 2 bietet sowohl Bewegungsfreiheit als auch ein körperbetontes modisches Design.
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Die Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. So kann die Jacke auch eine Bergsteigerjacke, einer Expeditionsjacke, eine Trekkingjacke, eine Hose, ein Schneeanzug bzw. Ski-Anzug, ein Schlafsack oder ein anders Produkt sein.
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Denkbar ist ein Schlafsack, bei dem ein zu bergender Bergsteiger im Rettungsfall sich mit dem Schlafsack in die Sonne legt und dadurch im Extremfall besser überleben kann. Aber auch das Schlafen mit einem solchen Schlafsack nahe einem Lagerfeuer hat Vorteile, da Lagerfeuer einen hohen Infrarotanteil hat.
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Auch kann jedes beschriebene Merkmal mit jedem beschriebenen Merkmal, z.B. auch aus der Beschreibung des Standes der Technik, oder mit jedem gezeigtem Merkmal der Zeichnungen kombiniert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schichtenverbund
- 2
- Jacke
- 3
- Außenschicht
- 4
- Innenschicht
- 5
- Wärmeisolationsschicht
- 6
- Zwischenschicht
- 7
- lichtabsorbierende Partikel
- 8
- Faser
- 9
- Kunstfasern
- 10
- „Hohlraum“
- 11
- erste Lage
- 12
- zweite Lage
- 13
- erste Innenkammer
- 14
- zweite Innenkammer
- 15
- dritte Innenkammer
- 16
- erste Außenkammer
- 17
- zweite Außenkammer
- 18
- dritte Außenkammer
- 18
- vierte Außenkammer
- 20
- Ärmel
- 21
- Torsobereich
- 22
- erster Bereich
- 23
- zweiter Bereich
- 24
- Wattierung
- 25
- Kapuze
- 26
- Gamasche
- 27
- Handelemente
- 28
- Licht
- 29
- Luftkammer
- 30
- Naht
- 31
- dehnbare Naht
- 33
- Kern
- 34
- Mantel
