JP2005537152A - 調整可能断熱構造体 - Google Patents

Abstract

多層複合膨張性及び収縮性物品の製造が提供される。この物品は、可撓性、防水性、空気不透過性且つ任意に水蒸気透過性である材料からなる少なくとも２層（４２）を備えており、前記２層（４２）が、それらの間に少なくとも一つの膨張性コンパートメント（５０）を構成している。これらの２層（４２）は、前記２層の間であって、且つ前記コンパートメント（５０）内に配置された多孔性断熱材、例えば、バッチング、からなる少なくとも１層の追加の層（４６）を備えている。これらの層は、全ていっしょに、コンパートメント（５０）の周囲（４７）に接着接合されており、必要に応じてコンパートメントの周囲内の不連続の位置に接着接合されている。多孔性断熱層（４６）は、その他の点では、防水層（４２）の１層に付着しておらず、好ましくはその他の点では、どちらの層にも付着していない。コンパートメント（５０）は、中に少なくとも一つのシール可能開口（１０８）を有し、前記開口を通過して空気が所望通り前記コンパートメント（５０）に注入されたり、前記コンパートメント（５０）から除去でき、それにより前記コンパートメントを所望の容積に膨張又は収縮し、それにより断熱値を制御する。本発明の構造体は、「とりわけ」衣類、エアーマットレス、寝袋、又はエアーマットレスと寝袋との組み合わせ及び種々のベッドカバーに有用である。

Description

本発明は、衣類、寝袋、エアーマットレス等に有用な断熱構造であって、衣類等の構造の断熱値がユーザーにより調整できる断熱構造に関する。本発明の層状構造は、断熱層を備えており、この断熱層は、この構造の全ての他の構成要素に対して所定の位置に接着固定されており、これにより公知の断熱衣類等が抱える問題、すなわち、衣類の構成要素内の断熱材が移動して均一に断熱することを意図している構造において望ましくない熱及び/又は冷ゾーンが生じる問題を軽減できる。

膨張性衣類及びエアーマットレス等は、公知である。国際特許公開ＷＯ９８／１０６６９（公開日１９９８年３月１９日；本発明の譲受人に譲渡）は、断熱衣類用膨張性断熱モジュールを開示している。このモジュールは、内膜と外膜とを備え、これらがいっしょにシールされて膨張性キャビティを形成している。この膜は、水蒸気透過性通気性材料から形成されており、湿気が着用者から抜けることができる。また、膜は、空気不透過性であって、モジュールを膨張させることができ、その結果、例えば、衣類の断熱値が、ユーザーにより、衣類の膨張量を変化させることにより変化できる。

国際特許公開ＷＯ０１／８４９８９Ａ１（２００１年１１月１５日）は、衣類用断熱装置を開示している。この断熱装置は、断熱材を充填したシェルを備えている。この装置及び上記した断熱モジュールの両方は、ガス（空気）を中に導入するための少なくとも一つの入口／出口を備えており、衣類の断熱値を調整するようになっている。

公知の断熱構造に固有の欠点は、以下の説明及び添付図面において詳細に説明されている本発明の断熱構造により実質的に克服される。

多層複合膨張性及び収縮性構造体が提供される。この構造体は、可撓性、防水性、空気不透過性且つ任意に水蒸気透過性である材料からなる少なくとも２層を備えており、前記２層が、それらの間に少なくとも一つの膨張性コンパートメントを構成している。前記２層が、前記２層の間であって、且つ前記コンパートメント内に配置された多孔性断熱材からなる少なくとも１層の追加の層を備えている。

前記少なくとも２層と前記追加の断熱層が、いっしょに前記コンパートメントの周囲且つ任意に前記コンパートメントの周囲内の不連続の位置に接着接合されている。この接着剤は、前記多孔性断熱材に浸透し、前記層をいっしょに接合して、前記コンパートメントの周囲に延びる前記コンパートメントのための防水性気密性シールを形成する。前記多孔性の追加の断熱材層は、その他の点では防水層のうちの少なくとも一層に付着しておらず、好ましくはその他の点ではどちらの層にも付着していない。このコンパートメントは、中に少なくとも一つのシール可能開口を有し、前記開口を通過して空気が所望通り前記コンパートメントに注入されたり、前記コンパートメントから除去でき、それにより前記コンパートメントを所望の容積に膨張又は収縮するものである。これらの層は、単一の構造体内に複数のコンパートメントを構成できる。

好ましくは、前記少なくとも２層は、水蒸気透過性、すなわち、「通気性」材料である。

有用な構造体には、衣類、例えば、ベスト、ジャケット、ズボン、手袋、コート、帽子、ソックス、ブーツ又は他の好適な衣類などがある。あるいは、この構造体は、マットレス、寝袋又はマットレスと寝袋との組み合わせの形態又は種々のベッドカバーの形態であることができる。

好ましくは、防水性空気不透過性水蒸気透過性材料は、熱可塑性ポリウレタン又は熱可塑性ポリエステルの膜である。

多孔性断熱材からなる追加の層は、好ましくはバッチング材、最も好ましくは繊維状バッチング材、例えば、Ｐｒｉｍａｌｏｆｔ（登録商標）バッチングからなる層である。

この構造体は、ポリウレタン接着剤、反応性ポリウレタン接着剤、熱可塑性ポリウレタン接着剤、シリコーン接着剤、可撓性エポキシ接着剤及びＰＶＣ接着剤からなる群から選択された接着剤によりいっしょに接着接合できる。好ましい接着剤は、熱可塑性ポリウレタンである。

少なくとも１層の強化層を、上記防水性空気不透過性水蒸気透過性材料からなる少なくとも２層の各々に付着させて、それに強度及び/又は耐摩耗性を付与することができる。この強化層は、織布を、上記少なくとも２層の内部及び/又は外部又はそれらの両方に配置したものでよい。

前記織布は、布帛、編地又は不織布であることができ、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリアラミド及び綿織布などがある。好ましい構造では、前記織布が、ナイロン（登録商標）である。

前記少なくとも２層は、水蒸気透過速度が１０００グラム／ｍ^２／２４時間超であり、前進水接触角が９０度超である疎水性材料からなる可撓性第一層と、前記第１層の内面に付着した連続親水性層であって、水蒸気透過速度が１０００グラム／ｍ^２／２４時間超である親水性層と、からなる複合層であることができる。前記疎水性層は、好ましくは微孔質延伸ポリテトラフルオロエチレンであり、前記親水性層は、ポリエーテルポリウレタンであることができる。

本発明の構造は、複数の追加の多孔性断熱層を中に含むことができ、シール可能開口には、弁をつけることができる。この弁は、取り外し可能に構造体に付着できる独立した空気源を組み合わせて備えていてもよい。この空気源は、周囲空気を、コンパートメントに供給及び/又はコンパートメントから空気を排除するためのポンプを備えることができる。この組み合わせにおいて、好ましくはポンプは、取り外し可能なとりつけ可能ベローポンプであり、弁は二方向性である。別法として、口を使って、開口に付着したチューブから空気を吹き込んだり、又は吸い込んだりすることにより、空気を、コンパートメントに注入したり、又は排気できる。

本発明の寝袋とエアーマットレスとの組み合わせは、好ましくは以下のようなものである。エアーマットレスは、可撓性、防水性、空気不透過性且つ任意に水蒸気透過性である材料からなる少なくとも２層を備えており、前記２層が、それらの間に少なくとも一つのコンパートメントを構成しており、前記２層が、前記２層の間であって、且つ前記コンパートメント内に配置された多孔性断熱材からなる少なくとも１層の追加の層を備えている。前記少なくとも２層と前記追加の層が、いっしょに前記コンパートメントの周囲且つ任意に前記コンパートメントの周囲内の不連続の位置に接着接合されており、前記コンパートメントの周囲に延びる前記コンパートメントのための防水性気密性シールを形成している。前記多孔性の追加の断熱材層が、別法では前記少なくとも２層の少なくとも一つに付着しておらず、好ましくは別法ではどちらかの層には付着しておらず、前記コンパートメントが、中に少なくとも一つの開口を有し、前記開口を通過して空気が前記コンパートメントに注入されたり、前記コンパートメントから除去できる。この組み合わせにおける寝袋構成要素は、空気透過性の防水材料からなる外層と、多孔性断熱材からなる中央層と、織物材料からなる内層とからなる層状複合体を含み、この寝袋要素は、任意に外部シェルも備えており、前記エアーマットレス要素と前記寝袋要素が互いに位置合わせされており、前記寝袋に対する前記アクセス開口部を除いて、前記寝袋要素の周囲に互いに接着接合されている。

独立的及び別法として、以下の寝袋が提供される。この寝袋は、可撓性通気性であり、任意に空気不透過性である材料からなる少なくとも２層からなる上パネルであって、前記上層が防水性であり、前記２層が、それらの間に少なくとも一つのコンパートメントを形成し、前記２層が、多孔性断熱材からなる少なくとも１層の追加の層を、前記２層間であって且つ前記コンパートメント内部に配置して有し、前記上パネルが、可撓性通気性であり、任意に空気不透過性である材料からなる少なくとも２層からなる下パネルと位置合わせされており、前記下層は、防水性であり、前記２層が、それらの間に少なくとも一つのコンパートメントを形成し、前記２層が、多孔性断熱材からなる少なくとも１層の追加の層を、前記２層間であって且つ前記コンパートメント内部に配置して有し、前記寝袋が、さらに上パネル及び下パネルの両方に対して外部に位置する任意の外部シェル層も備えている。この構造においては、全てのパネルの全ての層が、その前記アクセス開口部を除いて、前記寝袋の周囲に接着及びシール接合されている。

多層複合膨張性及び収縮性物品の製造が提供される。この物品は、可撓性、防水性、空気不透過性且つ任意に水蒸気透過性である材料からなる少なくとも２層を備えており、前記２層が、それらの間に少なくとも一つの膨張性コンパートメントを構成している。これらの２層は、前記２層の間であって、且つ前記コンパートメント内に配置された多孔性断熱材、例えば、バッチング、からなる少なくとも１層の追加の層を備えている。これらの層は、全ていっしょに、コンパートメントの周囲に接着接合されており、必要に応じてコンパートメントの周囲内の不連続の位置に接着接合されている。多孔性断熱層は、その他の点では、防水層の少なくとも１層に付着しておらず、好ましくはその他の点では、どちらの層にも付着していない。コンパートメントは、中に少なくとも一つのシール可能開口を有し、前記開口を通過して空気が所望通り前記コンパートメントに注入されたり、前記コンパートメントから除去でき、それにより前記コンパートメントを所望の容積に膨張又は収縮し、それにより断熱値を制御する。本発明の構造体は、とりわけ衣類、エアーマットレス、寝袋、又はエアーマットレスと寝袋との組み合わせ及び種々のベッドカバーに有用である。

本発明の詳細な説明及びその好ましい実施態様は、添付図面を参照することにより最もよく説明できる。図１は、以下で詳細に説明する外シェル層１２を備えたベスト１０の概略図である。図１において、衣類１０は、完全に膨張させた状態で図示されており、したがって、この衣類についての最大の断熱値が得られる。図２は、図１と同様のベスト１０であるが、収縮した形態であることが異なる。図１と図２の両方において、取り外しできる携帯空気ポンプ１０２が、ベスト１０の外部に取り付けられるように概略示してある。このポンプは、ベスト１０のポケット内にあり、隠れていることが好ましく且つ都合がよい。以下に、特定のポンプを詳細に説明する。

いっしょに縫う前のベスト１０が、図３にパターン状に示してある。ここで、ベスト１０の構成要素は、以下でもさらに説明するように、接着剤１８により、その周囲にシール接合されている。ポンプ１０２は、図においては説明を完全にするために図示されている。

本発明の一態様による膨張性構造体は、衣類であるか、エアーマットレスであるか、寝袋であるか又は他の構造体であるかとは無関係に、防水性空気不透過性且つ任意の水蒸気透過性材料からなる少なくとも２層をいっしょに接着接合して中に少なくとも一つの防水性気密性であり且つ任意に水蒸気透過性であるコンパートメントを形成し、これらの２層の間に、多孔性断熱材からなる少なくとも一層の追加の層を含ませることにより形成される。これらの層の全ては、コンパートメントの周囲にいっしょに接着接合され、また、必要に応じてコンパートメントの周囲内に不連続な位置でいっしょに接合される。接着剤は、多孔性断熱内層のすき間に浸透し、それを所定の位置に付着することにより、断熱層が、２層の防水性空気不透過性層の間を移動できないようにし、それによりこのような構造内で断熱材が移動して熱ゾーン及び冷ゾーンが生じないようにする。

本発明による層状構造の一実施態様及びその種々の構成要素が、図４〜７により詳細に示されている。それらには、膨張性衣類構造体が、概略断面図として示されている。この構造体は、織物シェル層１２からなる２つの織物パネルを備えている。各織物層１２は、空気不透過性水蒸気透過性層１４に積層されており、且つ２つの織物複合パネルの間に多孔性断熱材料からなる内層１６を備えている。織布は、布帛、編地又は不織布であることができる。織物シェル層は、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレン、ポリアラミド等及び天然繊維、例えば、綿等のいくつかの好適な材料のうちの一つであることができる。空気不透過性水蒸気透過性材料１４は、微孔質延伸ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜に、その膜の織物シェルとは反対の側に水蒸気透過性ポリウレタン層を接着して有している複合層であることが好ましい。このような複合層は、米国特許第４，１９４，０４１号（本発明の譲受人に譲渡された）（引用することにより本明細書の内容とする）に開示されている。

一般的に、本発明の構造に組み込むことができる好適な層には、固有的に空気不透過性且つ水蒸気透過性である空気不透過性材料、コーティング又は処理して空気不透過性にした材料、コーティング又は処理して空気不透過性且つ水蒸気透過性とした材料である単一の層材料、又は空気不透過性且つ任意に水蒸気透過性である層を組み込んだ材料の積層体などがある。好ましい層は、本発明の構造に組み込むことができる空気不透過性水蒸気透過性織物であり、典型的には透湿度（ＭＶＴＲ）が２０００ｇ／ｍ^２／２４時間超の範囲、より好ましくは５０００ｇ／ｍ^２／２４時間超の範囲のものである。本発明で使用するのに特に好ましい積層体は、微孔質膜及び空気不透過性水蒸気透過性層の積層体を備えたものであり、メリーランド州エルクトンに所在するＷ．Ｌ．Ｇｏｒｅ＆Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ社から入手できる。本発明で使用するのに特に好ましい別の積層体は、空気不透過性且つ水蒸気透過性である通気性ポリウレタン層を含む積層体、例えば、テネシー州Ｐｉｎｅｙ Ｆｌａｔｓに所在するＮａｒｃｏｔｅ、ＬＬＣ社から入手できるものを備えたものである。これらは、以下の実施例でさらに説明する。

好ましい空気不透過性水蒸気透過性材料には、ポリウレタン及びポリウレタンとＰＴＦＥとの複合体などがあるが、これらには限定されない。単独又は他の材料との複合体として使用される好ましいポリウレタン層は、厚みが０．００５インチ以下でよく、好ましくは０．００３インチ以下である。最も好ましいポリウレタンの厚さは、０．００２以下〜０．００１５以下である。この空気不透過性水蒸気透過性材料を、強化織物層の少なくとも一方の面に積層又はコーティングして通気性織物層を形成する。好ましい通気性織物層には、ニット又は不織繊維シートに積層したＰＴＦＥ／ポリウレタン複合体又はニット又は不織布に積層したポリウレタンなどがあり、特に好ましくは延伸ＰＴＦＥ／ポリウレタン複合体である。

これらの種々の層は、全て図４に概略示すように配置されており、接着剤１８（好ましくは、パネルの周囲及び他の接着が必要な場所にビーズの形態）は、複合パネル１２、１４と断熱層１６との間に適用する。この接着剤１８は、いずれかの適当な接着剤であり、ポリウレタン接着剤、熱可塑性ポリウレタン接着剤、シリコーン接着剤、可撓性エポキシ接着剤及びＰＶＣ接着剤などがある。好ましい接着剤は、商品名「ＳＵＰＵＲＧＲＩＰ ２０５０」接着剤でＣｏｖｅｒｔ社から入手可能である反応性ポリウレタンである。

接着剤１８を、図４に示す複合体からなる層の間にビーズとして所望のパターンで適用した後、図５に示すようにプラテン３２（又は隆起したロール等）により熱と圧力を加えてこれらの層をいっしょに圧縮し且つ接着剤１８を多孔性断熱層１６の細孔に押し込むとともに貫通させ、図６に示すように適用した接着剤からなる線に沿ってシール１７をおこなう。本明細書において最も単純な用語「接着剤」は、熱と圧力を加えると多孔性断熱層１６を通って浸透し、固定又は硬化により気密耐水性シールを形成するものでなければならない。図６は、接着剤シール１７が、実質的にエッジ部にあり、接合層１２、１２、１４、１４及び１６の周囲に延びている状態を示している。ここで、本発明にとって重要なことは、図６に示す完成した構造において、シールが適用した接着剤１８の位置でなされており、断熱層１６と、複合織物層１２、１４との間に空隙２０、２０が残されている点である。換言すれば、この多孔性断熱層は、適用した接着剤の場所を除いてその他の点では、上記した少なくとも２つの複合層１２、１４の少なくとも一方、好ましくは両方に付着していない。

図７は、以下でさらに詳細に述べるエアーマットレスにおける個々のコンパートメント等の複数の膨張性コンパートメントを分離する接着シール２７の概略断面図である。図７において、空気不透過性水蒸気透過性膜２４、２４を設けた織物層２２、２２は、多孔性断熱層２６を間に挟んで有している。適用した接着剤２８は、熱及び/又は圧力を加えると、多孔性層２６のすき間に浸透し、そこを貫通して延び、接着剤の固定により、この構造内の空隙３０、３０により形成されたそれぞれの膨張性コンパートメントの周囲に内部シール２７を形成する。このような複数のコンパートメントは、必要に応じて、衣類、例えば、ジャケット、寝袋、エアーマットレス及び他の類似の構造において形成できる。唯一の他の要件は、全てのコンパートメントを単一の空気ポンプにより膨張させる必要がある場合には、種々のコンパートメントを接続する空気通路を設けることである。この構造の別の実施態様を、図８に示す。

図８は、外織物層４２、４２が、多孔性断熱層４６を間に挟んで有し、膨張性空間５０、５０を残して有する構造体を示す。この外織物層４２、４２は、空気不透過性水蒸気透過性膜からなる層４４、４４を付着して有するポリエステルニット織物層でよい。層４４、４４は、追加の内繊維層４５、４５を内面側に付着して有している。接着剤シール水密気密エッジ４７は、接着剤４８により、図示したようにシールし、このシールは、膨張性コンパートメントの周囲に延びている。図８において、層４４、４４は、微孔質延伸ＰＴＦＥ膜であり、空気不透過性水蒸気透過性ポリウレタン層を、ポリエステルシェル層４２、４２と反対側の面に付着して有している複合層でよい。内層４５、４５も、ポリエステルニット織物層でよい。この構造において好ましい接着剤は、構造の周囲にビーズ４８として延びるポリウレタン接着剤であり、図８では、熱及び圧力を加えた後の状態を示している。この構造における多孔性断熱内層４６は、多孔性バッチング層でよく、好ましい断熱層は、Ａｌｂａｎｙ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社製のＰｒｉｍａｌｏｆｔ（登録商標）バッチングである。

また、本発明は、断熱度を変えることが望ましいことがよくある睡眠システムにも有用である。エアーマットレスとして、本発明を使用して、２層の気密層の間に断熱層を設けて、膨張させたときに、マットレスがクッションと断熱の両方の機能を有するようにすることができる。収縮させると、空気はマットレスから排出されて、携帯や保管に理想的である極めて小さな収容可能パッケージとすることができる。

図９は、本発明の原理にしたがって構成したエアーマットレスの概略斜視部分断面図である。このエアーマットレスは、複数の横方向に延びている膨張性コンパートメントを用いて形成されている。これらのコンパートメントは、互いに、複数のシーム４７に沿ってシールして分離されているが、但し、開口１１０により空気がコンパートメント間を通過することができる。外シェル層４２及びその隣接する層は、全て、この図に示されている横シーム４７及び周辺シーム４７に沿ってシールされている。このエアーマットレスの縦断面から、断熱層４６がエアーマットレス内に固定及び固着されており、それに隣接して膨張性エアーコンパートメント５０、５０が設けられていることが分かる。必要に応じて空気を導入したり、排出したりすることができる開口１０８は、この図に概略示されている。

本発明の別の態様による構造のさらに別の形態を、図１０及び図１１に示す。この形態は、とりわけ寝袋に好適であり、織物５２からなる外シェル層が、必要に応じて空気不透過性通気性膜層５４を付着しており、これに、図示したように内織物層５５を有する多孔性断熱バッチング層５６が入っており、この構造のミラーイメージが、それのエッジシール５７に接着剤５８により付着されている。これらの全ては、図１０の断面図に示されている。シール５７は、図１１に示すように、寝袋の周囲に延びていてもよいが、この場合、ユーザーが入る寝袋の入り口を除く。別法として、寝袋自体は、単一の２倍幅の層状複合体構造として構成した後、一方の長さ方向のエッジで折り重ね、シール５７を底部に沿ってと、第二の長さ方向エッジのみに沿って形成し、入り口の開口を仕切ることができる。さらに及び別法として、外側２層シェル層５２、５４は、図８に示すように、３層から形成することもできる。

図１１は、使用中の寝袋を示している。この寝袋は、口ひも５１を有し、口ひもトンネルを介して延びており、寝袋を閉じるようになっている。また、必要に応じて取り外すことができ且つ好適な構造のフード５３を備えており、人が、寝袋構造の中に入っている。図１１では、必要に応じて膨らますための空気の導入及び/又は空気を排出するための弁付き空気開口が省略されている。この弁付き空気開口の接続については、公知であり、当業者には容易に明らかであろう。この構造の空気圧膨張は、明らかに、層５２、５５が空気不透過性である実施態様においてのみ可能である。本発明の構造体における膨張性コンパートメントを膨張及び/又は収縮させるのに使用される一つの（数多くの可能なうちの）取り付け可能且つ取り外し可能な携帯用であり且つ使いやすい弁付き空気ポンプを、図１２に示す。ここでは、ベローズポンプが、図示されている。このポンプは、上端７２と、ベローズ７０と、ベース６１と、調整可能リングダイバータ６２とを備えている。リングダイバータ６２は、ポート６４を備え、ベース６１の周囲に付着でき、それに対してスライド自在に回転できる。弾力性バネ７４により、ベローズを圧縮すると、ベローズ７０が「開」に戻るようになっている。ベース６１内の内リング６５における出っ張り上にスナップするデテント６３により、リング６２をベース６１に付着させるための取り付け手段が提供される。一方向弁６６により、この基本的な弁付き携帯用空気ポンプの構成が完成する。このような空気ポンプは、図１に示す衣類に取り外し可能に取り付けることができ、且つその衣類のポケット内に隠すことができる。このポンプは、図１〜３において１０２として概略が図示されている。

図１２のポンプの入口／出口ポート６４を通る流れは、ポンプベース６１に対してリング６２を回転（手動で）することにより制御できる。ポンプベース６１には、図示されているように、一方向弁６６がついており、空気がそこを一方向にのみ通過でき、すなわち、図１３〜１５に示す弁６６についてボールドの矢印で示す方向にのみ通過できるようになっている。

図１３において、ベローズをポンピングすることにより、空気がポート６４に隣接して位置している弁６６を通ることができる。ポート６４は、本発明の膨張性／収縮性構造体に接続する（例えば、図１３に図示してないプラスチックチューブを介して）。ベローズ７０を圧縮すると、ポート６８に隣接する反対ポート６４に位置する一方向弁６６を通っては空気は流れない。ベローズを、バネ７４及びベローズ（好ましくはプラスチック製）の自然の弾力性により回復させると、空気が、入口ポート６４とは反対に位置しているポート６８を通ってベローズを満たす。このプロセスを、ポート６４を介してポンプに取り付けられているコンパートメント（単一又は複数）を膨張させるのに必要とする回数だけ反復する。

ポート６４に取り付けた膨張したコンパートメントから空気を強制的に排出させるためには、リング６２を、図１５に示すように、ポンプベースに対して正反対に回転させる。ここで、ベローズを圧縮すると、空気が、膨張性コンパートメントから、大気中に強制的に排出される。これらは、全て、一方向弁６６について図１５にボールドの矢印により示されている。ベローズを回復させると、空気が、膨張性コンパートメントから引っ張られ、上記したようにこの工程を繰り返すと、ポート６４に取り付けた構造体（衣類等）における全てのコンパートメントが強制的に迅速に収縮する。

図１４は、ポンプのニュートラルの形態を示しており、この状態では、空気は流れず、膨張性コンパートメントはシールされている。

以下の具体的実施例は、本発明の原理にしたがって調製した膨張性／収縮性構造体の一例として示す。しかしながら、これらの実施例は、特許請求の範囲及びそれの等価物によってのみ定義されている本明細書に開示されている本発明の範囲を限定するものではない。

例１
ベストの形態の断熱収縮性／膨張性衣類を、まず２枚の織物パネルとポリエステルバット層（これらの全ては、実質的に図３に示すような形状寸法を有する）を切断することにより作製した。外パネルである一方の織物パネルは、９０ｇ／ｍ^２のポリエステル、円形ニット、シェル層、厚さ１５μｍの空気不透過性水蒸気透過性ポリウレタン層を膜のシェル層とは反対側に積層した厚さ３０μｍの微孔質延伸ＰＴＦＥ膜、３０ｇ／ｍ^２内ポリエステルワープニット層の積層体からなるものであった。内パネルである第二織物パネルは、３０ｇ／ｍ^２のポリエステル、ワープニットシェル層、厚さ１５μｍの空気不透過性水蒸気透過性ポリウレタン層を膜のシェル層とは反対側に厚さ３０μｍの微孔質延伸ＰＴＦＥ膜、３０ｇ／ｍ^２内ポリエステルワープニット層を設けた積層体からなるものであった。このような織物パネルは、商標Ｇｏｒｅ−Ｔｅｘ（登録商標）防水通気性積層体としてデラウエア州ニューアークに所在するＷ．Ｌ．Ｇｏｒｅ＆Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ社から入手できる。外織物パネルを、ワープニットが上向きとした状態で平らに置いた。次に、ポリエステルバット層を、織物パネルの上に、両層が同じ向きとなるように置いた。このようなポリエステルバッチングは、商標Ｐｒｉｍａｌｏｆｔ（登録商標）でニューヨーク州オルバニーに所在するＡｌｂａｎｙ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社から入手可能である。好ましいバット断熱材は、３．０オンス／平方ヤードバッチング（Ｐｒｉｍａｌｏｆｔ Ｓｐｏｒｔ（登録商標））であった。次に、反応性ポリウレタン接着剤ビーズを、バット層に、その周囲に、図３におけるパターンに実質的に相当するパターンで適用した。このような反応性ポリウレタン接着剤は、ＨＢ Ｆｕｌｌｅｒ社から製品番号ＮＰ２０７５Ｔで入手できる。接着剤は、内ニット織物層の間に、レイダウンレート約１０グラム／リニアーメータで適用した。次に、内織物パネルを、バットの上に、内ニットが接着剤ビーズの方向に向き、それが下層と整列する向きとなるように置いた。十分な圧力（０．２バール）と熱（１１５℃）を、ドウェル時間１５秒の間加えて、接着剤ビーズが、内ニット層を通って、上積層体の空気不透過性水蒸気透過性層に接触するまで浸透させ、且つポリエステルバット、及び底積層体層の内ニット層を通って、底積層体の空気不透過性水蒸気透過性層と接触するまで浸透させた。適用した接着剤を、４８時間硬化させた。積層体層の二方向浸透により、多層アセンブリ全体を介して気密防水シールが形成された。

膨張性／収縮性構造体を形成するために、ホールを、織物パネルの一方に切断して設け、弁及びフィッティングを取り付けた。本例では、フィッティングを、ポリウレタン接着剤を用いて織物パネルに接着した。

この可変膨張性／収縮性断熱ベスト構造体の断熱レベルは、取り付けた弁及びフィッティングを介して、シールされたコンパートメントから空気を抜き取ったり、そこに空気を注入することにより調整できた。

例２
本発明の断熱収縮性／膨張性モジュールを、異なる織物パネルを用いた以外は、例１と同様にして構成した。本例では、両方の織物パネルは、防水性通気性モノリスポリウレタン層を付着して有するポリエステルニット層の２層積層体からなるものであった。このような、防水通気性ポリウレタン積層体は、テネシー州Ｐｉｎｅｙ Ｆｌａｔｓに所在するＮａｒｃｏｔｅ，ＬＬＣ社から部品番号２４００−１７１０−１Ｘ−Ｂｌａｃｋ Ｉｎｔｅｒｌｏｃｋで入手できる。各織物パネルの向きを、モノリスポリウレタンフィルムがポリエステルバッチングの方に露出し、織物が外側に向くようにした。シール前後のこの積層材を、それぞれ図４〜６に概略示す。

膨張性／収縮性モジュールを形成するために、ホールを、織物パネルの一方に切断して設け、弁又はフィッティングを取り付けた。本例では、フィッティングを、ポリウレタン接着剤を用いて織物パネルに接着した。

この可変膨張性／収縮性断熱モジュールの断熱レベルは、取り付けた弁又はフィッティングを介して、シールされたコンパートメントから空気を抜き取ったり、そこに空気を注入することにより調整できた。

例３
本発明の断熱収縮性／膨張性モジュールを、異なる織物パネルを用いた以外は、例２と同様にして構成した。本例では、両方の織物パネルは、ポリエステルニット外層、ポリエステルニット内層及び防水性通気性モノリスポリウレタン中心層の３層積層体からなるものであった。このような、防水通気性ポリウレタン積層体は、テネシー州Ｐｉｎｅｙ Ｆｌａｔｓに所在するＮａｒｃｏｔｅ，ＬＬＣ社から部品番号２４００−１７１０−４０４Ｂｌａｃｋ Ｆａｂｒｉｃで入手できる。各プレカット織物パネルを、内向きとなるのが望ましいニットを、ポリエステルバッチングの方向とし、したがって、外織物が外向きとなるように積層した。接着接合したこの積層材は、図８に示すのと類似していた。

膨張性／収縮性モジュールを形成するために、ホールを、織物パネルの一方に切断して設け、弁フィッティングを取り付けた。本例では、フィッティングを、ポリウレタン接着剤を用いて織物パネルに接着した。

この可変膨張性／収縮性断熱モジュールの断熱レベルは、取り付けた弁又はフィッティングを介して、シールされたコンパートメントから空気を抜き取ったり、そこに空気を注入することにより調整できた。

例４
断熱エアーマットレスを、まず実質的に図９に示す形状寸法を有する２枚の矩形織物パネルを切断することにより構成した。各織物パネルは、ポリエステルニット外シェル層４２、微孔質延伸ＰＴＦＥ膜４４であって、その膜のシェル層とは反対側に空気不透過性水蒸気透過性ポリウレタン層を設けたもの、及び内ポリエステルニット層４５からなる積層体からなるものであった。ポリウレタン接着剤ビーズ４８（直径約０．１２５“）を押し出して、平行線状に且つ図９に示すように端部を横断して配置した。次に、断熱バッチング４６を、同じパターンで切断し、第一織物パネル及び接着剤の上に配置した。次に、第二織物パネルを、断熱バッチングの上に配置した。これらの３層に積層した層を、加熱したトッププラテンを有し且つ隆起シムを含むプラテンプレスに配置し、圧力を主に接着剤ビーズの領域に加えた。約１０ｐｓｉの型締め圧を、接着剤ビーズを含む隆起した領域に発生させた。接着剤ビーズが、その溶融温度に到達するまで、プレスを閉じた。本例で使用した熱可塑性ポリウレタン接着剤は、溶融温度が１８０℃であり、溶融粘度は低かった。このプロセスでは、所望の温度に到達するのに約１分かかった。次に、プレスを開き、完成した断熱エアーマットレスを取り出した。フィッテングを、パネルの一方における開口１０８に接着して、図１２に示すものと類似の外部携帯取り外し可能に取り付け可能なベローズポンプを用いて、空気を出し入れできるようにした。

例５
まず寸法が３６×７２インチである２枚の矩形織物パネルを切断して、防水性寝袋を構成した。各織物パネルは、ナイロン（登録商標）織物外シェル層、微孔質延伸ＰＴＦＥ膜及び内ポリエステルニット層からなる積層体からなるものであった。直径約０．２インチのポリウレタン接着剤ビーズを押出し、パネルの一方の上の長方形の両方の長エッジと一つの短エッジに沿って配置した。次に、断熱バッチングを、同じパターンに切断し、接着剤ビーズの上に配置した。６０ｇ／ｍ^２ナイロン織物からなるライナー織物からなる２層を、バッチング上に配置した後、バッチングからなる第二層及び第二ナイロン（登録商標）／延伸ＰＴＦＥポリエステル積層体織物パネルを配置した。これらの積層した層を、次にプラテンプレスに入れた。プレスは、加熱したトッププラテンを有し、隆起シムを備えており、圧力を、主に接着剤ビーズの領域に加えた。約１０ｐｓｉの型締め圧を、接着剤ビーズに近接した隆起領域に発生させた。接着剤ビーズがその溶融温度に到達するまで、プレスを締めた。本例で使用した熱可塑性ポリウレタン接着剤は、上記と同様に溶融粘度（溶融温度：約１８０℃）の低い接着剤であった。この構成プロセスでは、所望の温度に到達するのに約３分間かかった。次に、プレスを開き、完成した寝袋を取り出した。このプロセスにより、寝袋の閉じられた周囲に、図１１に示すような、防水シームが形成された。寝袋矩形の第四（入口開口）面を、２つの縫いシームを施して完成させた。これらのシームの各々により、ナイロン（登録商標）／延伸ＰＴＦＥ／ポリエステル積層体の１層、バッチングの１層及びポリエステル織物の１層をいっしょに固定した。引っ張りコードをこれらのシームに組み込んだ。この寝袋は、入口の開口を除いて実質的に防水性であった。入口の開口は、使用に際して、ユーザーの首の付近で閉じられる。要素は、矩形のナイロン（登録商標）／延伸ＰＴＦＥ／ポリエステル積層体を、図１１に示すようにスナップファスナーを用いて所定の位置に保持することにより形成した別個のヘッドカバー５３を付加することにより、完全に保護された。

以上、本発明を、一定の実施態様及び詳細な説明により開示したが、当業者には、このような詳細の修正又は変更を、本発明の要旨から逸脱することなくおこなうことができ、このような修正又は変更は、特許請求の範囲内であるとみなされることは明らかであろう。

空気ポンプを一体に付着した本発明による膨張性ベストの概略斜視図であり、膨らました状態で示されている。 図１のベストを収縮させた状態を示す。 図１と同様な膨張性ベストを構成するためのカットアウトパターンの、まだアセンブルしていない準備段階のものを示す。 本発明の一実施態様に用いられるいくつかの層と接着剤の概略断面図であり、層をいっしょにシール及び接合する前の状態を示す。 図４に示す層及び接着剤の概略断面図であり、加熱したプラテンを適用して種々の層をいっしょにシール及び接合している状態を示す。 本発明の一実施態様において形成された周囲接合を示す断面図である。 本発明の膨張性及び収縮性構造体の別の実施態様において形成された膨張性コンパートメントの間の一つの内部接合を示す概略断面図である。 本発明の原理にしたがって構成したエアーマットレスの一つの接合エッジの断面図である。 図８に示したマットレスの部分断面斜視図である。 本発明の原理にしたがって構成された寝袋を示した概略図であり、エッジ接合が寝袋の周囲に延びた状態を示している。 図１０に示した寝袋に人が入った状態を示す。 本発明の膨張性構造体に取り付けるのに好適であり、且つシールしたコンパートメントの強制膨張及び強制迅速収縮の両方が可能なベローズポンプを示す概略斜視図である。 空気をポンプ（図示せず）に接続した膨張性構造体にポンプにより供給するのに好適な弁の形態を示す概略部分斜視部分断面図である。 膨張性構造体に空気が保持され且つシールされた状態である、ニュートラルの弁位置を示す概略部分斜視部分断面図である。 空気をポンプ（図示せず）に接続した膨張性構造体からポンプにより排出するのに好適な弁の形態を示す概略部分斜視部分断面図である。

Claims (64)

1. 少なくとも一つの膨張収縮可能なコンパートメントを内蔵した多層複合構造体であって、
   可撓性、防水性、空気不透過性且つ任意に水蒸気透過性である材料からなる少なくとも２層であって、前記２層が、それらの間に少なくとも一つのコンパートメントを構成しており、前記２層が、前記２層の間であって且つ前記コンパートメント内に配置された多孔性断熱材からなる少なくとも１層の追加の層を備えており、
   前記少なくとも２層と前記追加の層が、いっしょに前記コンパートメントの周囲且つ任意に前記コンパートメントの周囲内の不連続の位置に接着接合されており、且つ前記接着剤が、前記多孔性断熱材に浸透し、前記層をいっしょに接合して、前記コンパートメントの周囲に延びる前記コンパートメントのための防水性気密性シールを形成し、
   前記多孔性の追加の断熱材層が、その他の点では前記少なくとも２層の少なくとも一つに付着しておらず、前記コンパートメントが、中に少なくとも一つのシール可能開口を有し、前記開口を通過して空気が所望通り前記コンパートメントに注入されたり、前記コンパートメントから除去でき、それにより前記コンパートメントを所望の容積に膨張又は収縮するものである、
   多層複合構造体。
2. 前記少なくとも２層が、水蒸気透過性材料からなるものである、請求項１に記載の構造体。
3. 前記多孔性追加の断熱材層が、その他の点では前記少なくとも２層のどちらにも付着していない、請求項１に記載の構造体。
4. 衣類である、請求項１に記載の構造体。
5. ベストである、請求項４に記載の衣類。
6. ジャケットである、請求項４に記載の衣類。
7. ズボンである、請求項４に記載の衣類。
8. 手袋である、請求項４に記載の衣類。
9. コートである、請求項４に記載の衣類。
10. 帽子である、請求項４に記載の衣類。
11. 靴下である、請求項４に記載の衣類。
12. ブーツである、請求項４に記載の衣類。
13. マットレスである、請求項１に記載の構造体。
14. 寝袋である、請求項１に記載の構造体。
15. マットレスと寝袋との組み合わせである、請求項１に記載の構造体。
16. ベッドカバーである、請求項１に記載の構造体。
17. 前記防水性空気不透過性水蒸気透過性材料が、熱可塑性ポリウレタンからなる膜である、請求項１に記載の構造体。
18. 前記防水性空気不透過性水蒸気透過性材料が、熱可塑性ポリエステルからなる膜である、請求項１に記載の構造体。
19. 前記少なくとも２層のうちの少なくとも１層が、そこを通過する水蒸気透過速度が２０００〜５０００グラム／ｍ^２／２４時間超の範囲である、請求項１７に記載の構造体。
20. 前記少なくとも２層のうちの少なくとも１層が、そこを通過する水蒸気透過速度が２０００〜５０００グラム／ｍ^２／２４時間超の範囲である、請求項１８に記載の構造体。
21. 前記少なくとも２層のうちの前記少なくとも１層の水蒸気透過速度が、５０００グラム／ｍ^２／２４時間超である、請求項１９に記載の構造体。
22. 前記少なくとも２層のうちの前記少なくとも１層の水蒸気透過速度が、５０００グラム／ｍ^２／２４時間超である、請求項２０に記載の構造体。
23. 前記ポリウレタンが、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリ（オキシレン）グリコール及び１，４−ブタンジオールの反応生成物である、請求項１７に記載の構造体。
24. 前記断熱材からなる少なくとも１層の追加の層が、バッチング材料からなる層である、請求項１に記載の構造体。
25. 前記バッチング材料が、繊維状バッチング材料である、請求項２４に記載の構造体。
26. 前記バッチング材料が、Ｐｒｉｍａｌｏｆｔ（登録商標）バッチングである、請求項２５に記載の構造体。
27. ポリウレタン接着剤、反応性ポリウレタン接着剤、熱可塑性ポリウレタン接着剤、シリコーン接着剤、可撓性エポキシ接着剤及びＰＶＣ接着剤からなる群から選択された接着剤により接着接合された請求項１に記載の構造体。
28. 前記接着剤が、熱可塑性ポリウレタンである、請求項２７に記載の構造体。
29. 防水性空気不透過性水蒸気透過性材料からなる前記少なくとも２層の各々に付着された少なくとも１層の強化層を備えた、請求項１に記載の構造体。
30. 前記強化層が、織布である、請求項２９に記載の構造体。
31. 前記強化層が、前記少なくとも２層の内部に配置されている、請求項２９に記載の構造体。
32. 前記強化層が、前記少なくとも２層の外部に配置されている、請求項２９に記載の構造体。
33. 前記強化層が、前記少なくとも２層の内部と外部の両方に配置されている、請求項２９に記載の構造体。
34. 前記織布が、布帛、編地又は不織布からなる群から選択されたものである、請求項３０に記載の構造体。
35. 前記織布が、ナイロン（登録商標）、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリアラミド及び綿織布からなる群から選択されたものである、請求項３０に記載の構造体。
36. 前記織布が、ナイロン（登録商標）である、請求項３０に記載の構造体。
37. 前記少なくとも２層が、
    （ａ）水蒸気透過速度が１０００グラム／ｍ^２／２４時間超であり、前進水接触角が９０度超である疎水性材料からなる可撓性第一層と、
    （ｂ）前記第１層の内面に付着した連続親水性層であって、水蒸気透過速度が１０００グラム／ｍ^２／２４時間超である親水性層と、
    からなる複合層である、請求項１に記載の構造体。
38. 前記疎水性層が微孔質延伸ポリテトラフルオロエチレンである、請求項３７に記載の構造体。
39. 前記親水性層がポリエーテルポリウレタンである、請求項３７に記載の構造体。
40. 前記追加の多孔性断熱層を複数有する、請求項１に記載の構造体。
41. 前記層が、中に複数のコンパートメントを形成している、請求項１に記載の構造体。
42. 前記シール性開口が、弁付き開口である、請求項１に記載の構造体。
43. 空気源を組み合わせて備えている、請求項４２に記載の構造体。
44. 前記空気源を、前記構造体に付着させる、請求項４３に記載の構造体。
45. 前記空気源が、取り外し可能に前記構造体に付着してある、請求項４４に記載の構造体。
46. 前記空気源は、周囲空気を前記コンパートメントにポンプ供給するポンプを備えている、請求項４３に記載の構造体。
47. 前記ポンプが、空気を前記コンパートメントにポンプ供給したり、又は空気を前記コンパートメントからポンプ排出できる可逆性ポンプである、請求項４６に記載の構造体。
48. 前記弁付き開口の前記弁が、方向性がある、請求項４２に記載の構造体。
49. 前記弁付き開口の前記弁が、二方向性である、請求項４２に記載の構造体。
50. 前記弁付き開口の前記弁が、多方向性である、請求項４２に記載の構造体。
51. 前記ポンプが、ベローポンプであり、前記弁付き開口の前記弁が、方向性である、請求項４６に記載の構造体。
52. 前記弁が、一方向性弁である、請求項４２に記載の構造体。
53. 前記開口に付着したチューブに吹き込むことにより、空気を前記コンパートメントに手動で注入する、請求項５２に記載の構造体。
54. 膨張させた、請求項１に記載の構造体。
55. 収縮させた、請求項１に記載の構造体。
56. 複数の弁付き開口を有する、請求項１に記載の構造体。
57. ユーザーが入ることができるようにしたアクセス開口を備えた寝袋であって、寝袋が、
    可撓性通気性であり、任意に空気透過性である材料からなる少なくとも２層からなる上パネルであって、少なくとも１層が防水性であり、前記２層が、それらの間に少なくとも一つのコンパートメントを形成し、前記２層が、多孔性断熱材からなる少なくとも１層の追加の層を、前記２層間であって且つ前記コンパートメント内部に配置して有する、上パネルを備え、
    前記上パネルが、
    可撓性通気性であり、任意に空気不透過性である材料からなる少なくとも２層からなる下パネルであって、少なくとも１層が防水性であり、前記２層が、それらの間に少なくとも一つのコンパートメントを形成し、前記２層が、多孔性断熱材からなる少なくとも１層の追加の層を、前記２層間であって且つ前記コンパートメント内部に配置して有する、下パネルと、
    位置合わせされており、
    前記寝袋が、さらに上パネル及び下パネルの両方に対して外部に位置する任意の外部シェル層も備えており、
    全てのパネルの全ての層が、前記アクセス開口部を除いて、前記寝袋の周囲にいっしょに接着及びシール接合されている、
    寝袋。
58. 前記外部シェルが、織布である、請求項５７に記載の寝袋。
59. 前記織布が、布帛、編地又は不織布からなる群から選択されたものである、請求項５８に記載の寝袋。
60. 前記織布が、ナイロン（登録商標）、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリアラミド及び綿織布からなる群から選択されたものである、請求項５８に記載の寝袋。
61. 前記織布が、ナイロン（登録商標）である、請求項５８に記載の寝袋。
62. 前記多孔性断熱材が、多孔性バッチングである、請求項５７に記載の寝袋。
63. 前記エアーマットレス要素が、
    可撓性、防水性、空気不透過性且つ任意に水蒸気透過性である材料からなる少なくとも２層を備えており、前記２層が、それらの間に少なくとも一つのコンパートメントを構成しており、前記２層が、前記２層の間であって、且つ前記コンパートメント内に配置された多孔性断熱材からなる少なくとも１層の追加の層を備えており、
    前記少なくとも２層と前記追加の層が、いっしょに前記コンパートメントの周囲且つ任意に前記コンパートメントの周囲内の不連続の位置に接着接合されており、且つ前記接着剤が、前記多孔性断熱材に浸透し、前記層をいっしょに接合して、前記コンパートメントの周囲に延びる前記コンパートメントのための防水性気密性シールを形成し、
    前記多孔性の追加の断熱材層が、その他の点では前記少なくとも２層の少なくとも一つに付着しておらず、
    前記コンパートメントが、中に少なくとも一つのシール可能開口を有し、前記開口を通過して空気が所望通り前記コンパートメントに注入されたり、前記コンパートメントから除去でき、
    それにより前記コンパートメントを所望の容積に膨張又は収縮するものであり、
    前記寝袋要素が、任意に空気透過性の防水材料からなる外層と、多孔性断熱材からなる中央層と、任意に防水性で任意に空気透過性である材料からなる内層とからなる層状複合体を含み、この寝袋要素は、任意に外部シェルも備えており、
    前記エアーマットレス要素と前記寝袋要素が互いに位置合わせされており、前記寝袋に対する前記アクセス開口部を除いて、前記寝袋要素の周囲に互いに接着接合されている、
    請求項１５に記載の寝袋とエアーマットレスとの組み合わせ。
64. 前記多孔性断熱材層が、その他の点では前記少なくとも２層のどちらにも付着していない、請求項６３に記載の寝袋とエアーマットレスとの組み合わせ。

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