KR20130083909A - 쿨링 직물 - Google Patents

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KR20130083909A
KR20130083909A KR20137010605A KR20137010605A KR20130083909A KR 20130083909 A KR20130083909 A KR 20130083909A KR 20137010605 A KR20137010605 A KR 20137010605A KR 20137010605 A KR20137010605 A KR 20137010605A KR 20130083909 A KR20130083909 A KR 20130083909A
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cooling
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크리스토퍼 아라우조
마이클 “우디” 이. 블랙포드
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컬럼비아 스포츠웨어 노스 아메리카, 인크.
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    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
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Abstract

본 개시내용의 실시양태는 일반적으로, 베이스 직물에 커플링된 일련의 쿨링 부재를 갖는 쿨링 직물, 또한 특히 베이스 재료의 요망되는 특성을 또한 유지하면서 열을 흡수하도록 베이스 재료에 커플링된 일련의 쿨링 부재를 사용하는 방법 및 직물에 관한 것이다. 일부 실시양태에서, 쿨링 부재는 쿨링 겔 또는 중합체 또는 상 변화 물질을 포함할 수 있고, 쿨링 부재는 수분에 노출시 화학적 또는 물리적 변화가 일어남으로써 열을 흡수할 수 있다.

Description

쿨링 직물{COOLING FABRICS}
관련 출원의 상호 참조
본원은, 발명의 명칭이 "쿨링 직물(COOLING FABRICS)"인 2011년 11월 29일자로 출원된 미국 가특허출원 번호 61/564,726의 우선권을 주장하며, 그의 전체 명세서가, 존재하는 경우 본 명세서와 모순되는 부분을 제외하고는, 모든 목적상 전체적으로 본원에 참고로 도입된다.
기술 분야
본 개시내용의 실시양태는 일반적으로, 설계된 성능 특징을 갖는 의복 및 다른 물품에 사용되는 직물, 또한 특히 냉각 및/또는 위킹(wicking)을 향상시키기 위해 베이스 직물에 커플링된 일정 패턴의 쿨링 부재를 사용하는 직물에 관한 것이다.
위킹 물질 등과 같은 직물 성능 특징 물질은 전형적으로, 가먼트(garment)의 내부로 제직되거나 다른 방식으로 혼입된 균일한 층의 형태를 갖는다. 이들 물질의 목적은 위킹을 향상시키고, 따라서 신체를 냉각시키는 것이다. 그러나, "냉각(cooling)" 특성을 갖는 것으로서 상표가 부여된 많은 직물이 냉각 기능을 수행하지 않고, 단지 통기성을 향상시키는 역할을 한다. 쿨링 물질, 예컨대 쿨링 겔 및 상 변화 물질의 층을 혼입한 쿨링 직물은 또한, 특히 연속 층으로서 혼입된 경우 단점을 갖는다. 예를 들어, 쿨링 물질의 균일 층은 수증기를 전달하거나 또는 공기 통과를 가능하게 하지 않을 수 있다. 또한, 이러한 쿨링 물질은 베이스 직물의 요망되는 특징, 예컨대 드레이프(drape), 신축성 등을 갖지 않을 수 있다. 따라서, 쿨링 물질의 층의 사용은 기초가 되는 베이스 직물의 통기성 (또는 또 다른 기능)을 방해할 수 있다.
본 개시내용의 실시양태는 첨부된 도면과 관련하여 하기 상세한 설명에 의해 용이하게 이해될 것이다. 실시양태는 예로서 기재된 것이며, 첨부된 도면의 도에 한하여 제한적으로 기재된 것이 아니다.
도 1a는, 다양한 실시양태에 따른, 베이스 직물 및 그 위에 배치된 쿨링 부재를 갖는 쿨링 직물로 제조된 가먼트의 일부에 대한 일례의 사시도이고;
도 1b는, 다양한 실시양태에 따른, 쿨링 부재가 건조 상태에 있는 경우의 도 1a에 나타낸 쿨링 직물의 밑면의 사시도이고;
도 1c는, 다양한 실시양태에 따른, 쿨링 부재가 건조 상태에 있는 경우의 도 1a에 나타낸 쿨링 직물의 단면도이고;
도 1d는, 다양한 실시양태에 따른, 쿨링 부재가 습윤 상태에 있는 경우의 도 1a에 나타낸 쿨링 직물의 밑면의 사시도이고;
도 1e는, 다양한 실시양태에 따른, 쿨링 부재가 습윤 상태에 있는 경우의 도 1a에 나타낸 쿨링 직물의 단면도이고;
도 2는, 다양한 실시양태에 따른, 베이스 직물 상의 일정 패턴의 쿨링 부재에 대한 일례의 열 화상이고;
도 3a 내지 3f는, 다양한 실시양태에 따른 사용을 위한 개개의 쿨링 부재의 패턴의 다양한 비제한적 구체적 예를 나타내고;
도 4a 내지 4f는, 다양한 실시양태에 따른 사용을 위한 상호연결된 쿨링 부재의 패턴의 다양한 비제한적 구체적 예를 나타낸다.
실시양태의 상세한 설명
하기 상세한 설명에서는, 본원의 일부를 형성하며, 본 개시내용이 실시될 수 있는 실시양태를 예시적으로 나타낸 첨부된 도면을 참조한다. 다른 실시양태가 이용될 수 있고, 본 개시내용의 범위로부터 벗어나지 않으면서 구조적 또는 논리적 변화가 이루어질 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 하기 상세한 설명은 제한적 의미로 해석되어선 안되며, 본 개시내용에 따른 실시양태의 범위는 첨부된 특허청구범위 및 그의 등가물에 의해 한정된다.
다양한 조작이, 본 발명의 실시양태의 이해를 도울 수 있는 방식으로, 차례로 다수의 개별적 조작으로서 설명될 수 있으나; 설명 순서가 이들 조작이 순서 의존적임을 암시하는 것으로 해석되어선 안된다.
설명에서는, 위/아래, 전/후 및 상/하 등의 시야-기준(perspective-based) 설명을 이용할 수 있다. 이러한 설명은 단지 논의를 용이하게 하기 위해 이용된 것이며, 본 발명의 실시양태의 적용을 제한하도록 의도되지는 않는다.
용어 "커플링된" 및 "연결된"이 이들의 파생어와 함께 이용될 수 있다. 이들 용어는 서로 동의어로서 의도되지 않음을 이해하여야 한다. 대신에, 특정 실시양태에서, "연결된"은 둘 이상의 부재가 서로 직접적으로 물리적으로 또는 전기적으로 접촉됨을 나타내기 위해 사용될 수 있다. "커플링된"은 둘 이상의 부재가 직접적으로 물리적으로 또는 전기적으로 접촉됨을 의미할 수 있다. 그러나, "커플링된"은 둘 이상의 부재가 서로 직접적으로 접촉되진 않지만, 여전히 서로 협동하거나 상호작용함을 의미할 수도 있다.
설명의 목적상, "A/B" 형태 또는 "A 및/또는 B" 형태의 어구는 (A), (B), 또는 (A 및 B)를 의미한다. 설명의 목적상, "A, B, 및 C 중 적어도 하나" 형태의 어구는 (A), (B), (C), (A 및 B), (A 및 C), (B 및 C), 또는 (A, B 및 C)를 의미한다. 설명의 목적상, "(A)B" 형태의 어구는 (B) 또는 (AB), 즉 A가 임의적 요소임을 의미한다.
설명에서는 어구 "일 실시양태에서" 또는 "실시양태에서"를 사용할 수 있으며, 이들은 각각 하나 이상의 동일하거나 상이한 실시양태를 지칭할 수 있다. 또한, 본 개시내용의 실시양태와 관련하여 사용되는, 용어 "포함하는(comprising), 포함하는(including)", "갖는(having)" 등은 동의어이다.
다양한 실시양태에서, 베이스 직물의 요망되는 특성을 여전히 유지하면서, 수분에 노출시 열을 흡수하고 위킹을 향상시킴으로써 수분 및 체열을 관리하도록 베이스 직물에 커플링되거나 그와 통합된 일정 패턴의 쿨링 부재를 사용할 수 있는 의류 및 다른 신체 물품용 직물이 개시된다. 다양한 실시양태에서, 쿨링 부재는 쿨링 겔 또는 중합체 및/또는 상 변화 물질을 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 쿨링 부재는 수분에 노출시 화학적 및/또는 물리적 변화가 일어날 수 있고/거나 에너지를 흡수할 수 있고, 그에 따라 착용자의 피부를 냉각시킬 수 있다. 일부 실시양태에서, 화학적 및/또는 물리적 변화는 또한 형태 변화를 수반할 수 있고, 이는 베이스 직물의 일부를 신장시킬 수 있고, 그에 따라 직물 기공을 확대하고 베이스 직물의 통기성 및/또는 위킹을 증가시킬 수 있다.
도 1a는, 다양한 실시양태에 따른, 베이스 직물 및 그 위에 배치된 쿨링 부재를 갖는 쿨링 직물로 제조된 가먼트의 일부에 대한 일례의 사시도이다. 도 1a에 나타낸 바와 같이, 다양한 실시양태에서, 다수의 개개의 쿨링 부재 (100)가 일반적으로 비-연속적 어레이로 베이스 직물 (102) 상에 배치될 수 있고, 이로써 베이스 직물 (102)의 일부가 인접한 쿨링 부재 사이에서 노출될 수 있다. 도 1a에 나타낸 실시양태와 같은 다양한 실시양태에서, 쿨링 부재는 분리된 부재의 어레이로 배열될 수 있고, 하기에서 보다 상세히 논의되는 다른 실시양태에서, 쿨링 부재는 상호연결된 패턴으로 배열될 수 있다. 도 1a에 나타낸 실시양태와 같은 일부 실시양태에서, 개개의 쿨링 부재 각각은, 베이스 직물이 노출되는 중심부 (106)를 포함할 수 있는 닫힌 원, 정사각형, 육각형 또는 다른 닫힌 형상과 같은 닫힌 루프 구성원의 형태를 가질 수 있다.
하기에서 보다 상세히 기재되는 바와 같이, 쿨링 부재 (100)는 하나 이상의 쿨링 물질, 예컨대 쿨링 겔 또는 상 변화 물질을 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 쿨링 부재 (100)는 요망되는 쿨링 정도를 달성하기에 충분한 베이스 직물 (102)의 표면적을 커버할 수 있고, 예를 들어 다양한 실시양태에서 약 15 내지 80%, 약 25 내지 70%, 약 30 내지 65%, 또는 약 40 내지 60%의 쿨링 부재 (100)의 표면 커버 면적을 가질 수 있다. 이러한 커버 범위는 다양한 실시양태에서 베이스 직물 (102)의 약 20 내지 85%, 약 30 내지 75%, 약 35 내지 65%, 또는 약 40 내지 60%를 커버하지 않고 남기게 된다. 일반적으로, 요망되는 베이스 직물 기능 (예를 들어, 신축성, 드레이프, 통기성, 수증기 전달, 공기 투과성, 및/또는 위킹)을 제공하기 위해 충분한 면적의 베이스 직물 (102)이 노출되어야 한다. 예를 들어, 베이스 직물이 지나치게 적게 노출된 경우, 수증기 전달 및/또는 투과성 등의 특성이 크게, 또한 심지어 과도하게 커버 비율에 이를 수 있다.
다양한 실시양태에 따라, 베이스 직물 (102)은 임의의 형태의 의류 또는 바디웨어 (이 용어는 본원에서 스포츠 웨어, 예컨대 압박 의복, t-셔츠, 반바지, 타이츠, 슬리브, 헤어밴드 등, 외투, 예컨대 재킷, 팬츠, 스카프, 셔츠, 모자, 장갑, 벙어리장갑 등, 신발류, 예컨대 구두, 부츠, 슬리퍼 등, 잠옷류, 예컨대 파자마, 나이트가운, 및 로브(robe), 및 속옷류, 예컨대 내의, 방한용 내의, 속셔츠, 브래지어, 양말, 메리야스류 등을 포함하나 이에 제한되지는 않는 신체에 착용되는 임의의 것을 포함하기 위해 사용됨)의 일부일 수 있다.
다양한 실시양태에서, 쿨링 부재 (100)의 어레이는 하나 이상의 요망되는 특성을 갖는 베이스 직물 (102) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 기초가 되는 베이스 직물 (102)은 실내용 및 실외용 둘 다로 사용되는 바디웨어에 대한 통상적 요건인 공기 투과성, 흡수성, 수증기 전달, 및/또는 위킹성 등의 특성을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 기초가 되는 베이스 직물 (102)은 다른 바람직한 특성, 예컨대 내마모성, 정전기 방지 특성, 항균 활성, 발수성, 난연성, 친수성, 소수성, 내풍성, UV 보호, 탄성, 내오염성, 주름 방지성 등을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 쿨링 부재 (100) 사이 및/또는 이들 내부의 커버되지 않은 베이스 직물 (102)의 영역은 베이스 직물 (102)이 요망되는 드레이프, 외관, 신축성, 및/또는 텍스쳐를 가질 수 있도록 도울 수 있다. 적합한 베이스 직물 (102)의 구체적 예는, 나일론, 폴리에스테르, 레이온, 면, 스판덱스, 울, 실크, 또는 이들의 블렌드, 또는 요망되는 외관, 감촉, 중량, 두께, 직조, 텍스쳐, 또는 다른 요망되는 특성을 갖는 임의의 다른 물질을 포함할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 쿨링 직물이 지정된 비율의 베이스 직물 (102)이 쿨링 부재 (100)에 의해 커버되지 않고 남아있게 할 수 있도록 구성하는 것은, 베이스 직물 (102)의 그 부분이 요망되는 기능을 수행하면서 여전히 신체를 요망되는 정도로 냉각시키기에 충분한 표면적의 쿨링 부재 (100)를 유지하는 것을 가능하게 할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 단일-층 바디웨어가 사용될 수 있고, 이는 단일 층의 베이스 직물 (102)로 구성될 수 있으며, 다른 실시양태에서는, 예를 들어 하나 이상의 추가의 베이스 직물 또는 또 다른 직물의 층을 포함하는 다층 직물을 사용할 수 있다. 예를 들어, 베이스 직물 (102)은 바디웨어용 직물 라이닝으로서 사용될 수 있다.
이제 도 1b 내지 1e를 참고하면, 다양한 실시양태에서, 쿨링 부재 (100)는 신체에서 발생된 열을 흡수하는 데 기여하는 물질로 제조될 수 있고, 이러한 방식으로 배치될 수 있다. 일부 실시양태에서, 쿨링 부재 (100)는 수분, 예컨대 물 또는 땀에 노출시 물리적 또는 화학적 변화가 일어날 수 있고, 이러한 물리적 또는 화학적 변화는 열의 흡수를 일으키고, 그에 따라 착용자의 신체에 냉각을 제공할 수 있다. 도 1b는 도 1a에 나타낸 쿨링 직물의 밑면의 사시도를 나타내며, 도 1c는 다양한 실시양태에 따른, 쿨링 부재가 건조 상태에 있는 경우의 도 1a에 나타낸 쿨링 직물의 단면도를 나타낸다. 도 1b 및 1c에 나타낸 실시양태에서, 쿨링 부재 (100)는 베이스 직물 (102)의 하부 표면 (예를 들어, 피부를 향한, 신체 물품의 표면 내부) 상에 배치되며, 쿨링 부재 (100)는 사용자의 피부로부터 체열 및 땀을 흡수하기에 알맞은 위치에 위치한다. 도 1b 및 1c가 쿨링 부재 (100)가 베이스 직물 (102)의 하부 또는 내부 표면에 커플링된 쿨링 직물을 나타내고 있지만, 당업자는, 쿨링 직물의 요망되는 특성에 따라, 다른 실시양태에서는 쿨링 부재 (100)가 그 대신에 베이스 직물 (102)의 상부 또는 외부 표면에 커플링될 수 있음을 인지할 것이다. 이들 실시양태에서, 베이스 직물의 위킹 또는 수증기 전달 특성은 신체로부터의 수분 (예컨대 물, 수증기, 또는 땀)이 수분이 베이스 직물을 통과함에 따라 쿨링 부재 (100)에 도달하는 것을 가능하게 할 수 있다. 또한 다른 실시양태에서, 쿨링 부재 (100)는 베이스 직물 (102)에 적어도 부분적으로 통합될 수 있거나 베이스 직물 (102)을 적어도 부분적으로 투과할 수 있다.
비제한적 구체적 실시양태에서, 쿨링 부재 (100)는, 쿨링 부재 (100)가 피부 표면 (104)에 대해 볼록한 형상을 채택하게 되는 방식으로, 또한 일반적으로 쿨링 부재 (100)가 건조 상태에 있는 경우 신체로부터 바깥쪽으로 굽어질 수 있는 방식으로 베이스 직물 (102)의 하부 또는 내부 표면에 적용될 수 있다 (예를 들어, 도 도 1b 및 1c 참조). 예시된 실시양태에서, 건조 상태의 쿨링 부재 (100) (예를 들어, 도 1b 및 1c)이 수분, 예컨대 물, 수증기, 또는 땀에 노출되면, 이들은 수분을 흡수하여 화학적 및/또는 물리적 변화가 일어날 수 있고, 이는 착용자의 신체로부터 열을 흡수할 수 있고, 또한 쿨링 부재 (100)가 오목한 형상을 채택하게 하는 형태 변화를 일으킬 수 있다 (예를 들어, 도 1d 및 1e 참조). 이러한 형태 변화가 일어난 쿨링 부재 (100)는 "습윤 상태"에 있다고 지칭될 수 있으나, 당업자는 쿨링 부재가 사용자에게 습윤감을 주지 않을 수 있음을 인지할 것이다. 다양한 실시양태에서, 습윤 상태의 쿨링 부재는 물이 쿨링 부재로부터 증발됨에 따라 또 다른 형태 변화가 일어나 그의 "건조 상태" 형태로 되돌아갈 수 있다. 다양한 실시양태에서, 이러한 과정은 여러 번, 예컨대 100, 1,000, 10,000, 또는 심지어 그 이상의 횟수로 직물의 수명 동안 내내 반복될 수 있다.
상기한 바와 같이, 다양한 실시양태에서, 이러한 화학적 및/또는 물리적 변화는 쿨링 부재 (100)가 열을 흡수하게 할 수 있는, 예를 들어 사용자의 피부를 냉각시킬 수 있는 에너지 변환을 포함할 수 있다. 동시에, 상기 형태 변화는 베이스 직물 (102)의 일부, 예를 들어 각각의 쿨링 부재 (100)의 중심부 (106) 내의 베이스 직물의 일부를 신장시킬 수 있고, 이는 베이스 직물 (102)의 직조의 기공을 확대함으로써 이들 영역에서의 베이스 직물 (102)의 통기성 및 위킹성을 향상시킬 수 있다.
도 2는, 다양한 실시양태에 따른, 베이스 직물 상의 일정 패턴의 쿨링 부재에 대한 일례의 열 화상이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 쿨링 부재 (100)는, 예를 들어 수분에 노출시, 온도기록도 상에서 베이스 직물 (102)보다 더 낮은 온도로 기록될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 쿨링 부재 (100)는 수분에 노출시 열을 흡수할 수 있는 쿨링 겔 및/또는 중합체를 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 쿨링 겔 및/또는 중합체는, 예를 들어, 건조 형태에서, 물 중 그의 중량을 여러 번 흡수하고 저장할 수 있는 임의의 적합한 천연 또는 합성 중합체 물질을 포함할 수 있다. 쿨링 중합체로서 사용될 수 있는 천연 검의 비제한적 구체적 예는 크산탄, 아가, 펙틴, 로커스트 빈 검, 히드록시프로필 구아 검, 폴리글루코만난 검, 양이온성 구아 검, 음이온성 구아 검, 알기네이트, 아이리쉬 모스, 및 아라비아 검을 포함한다. 쿨링 중합체로서 사용될 수 있는 셀룰로스의 비제한적 구체적 예는, 메틸 셀룰로스, 에틸 셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스, 카르복시 에틸 셀룰로스, 히드록시에틸 셀룰로스, 히드록시메틸 셀룰로스, 및 히드록시프로필셀룰로스를 포함한다.
쿨링 겔로서 사용될 수 있는 합성 히드로겔 중합체의 비제한적 구체적 예는, 적합한 가교된 수-팽윤성 아크릴 공중합체를 포함한다. 특정 실시양태에서, 합성 히드로겔 중합체는 (메트)아크릴산, 말레산, 2-(메트)아크릴아미도-2-메틸 프로판 술폰산, 스티렌 술포네이트, 비닐 술폰산, 및 이들의 상응하는 암모니아, 아민 및 알칼리 금속 염, (메트)아크릴아미드, 비닐 알콜, 비닐 아세테이트, 말레산 무수물, 알킬 비닐 에테르, 비닐모르폴리논, 비닐피리딘, 비닐 피롤리돈, 및 아크릴로니트릴로부터 선택된 하나 이상의 단량체로부터의 반복 단위를 포함하는 공중합체; 및 N,N'-메틸렌비스(메트)아크릴아미드, (폴리)에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메트)아크릴레이트, 글리세롤 아크릴레이트 메타크릴레이트, 에틸렌-옥시드-개질된 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 트리알릴 시아누레이트, 트리알릴 이소시아누레이트, 트리알릴 포스페이트, 트리알릴아민, 폴리(메트)알릴옥시알칸, (폴리)에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세롤 디글리시딜 에테르, 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 글리세롤, 펜타에리트리톨, 에틸렌디아민, 에틸렌 카르보네이트, 프로필렌 카르보네이트, 폴리에틸렌이민, 글리시딜 (메트)아크릴레이트, 디알릴 수크로스, 트리알릴 수크로스 트리알릴 아민, 및 트리알릴 메틸 암모늄 클로라이드로부터 선택된 하나 이상의 가교제를 포함할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. 쿨링 중합체의 다른 구체적 예는, 파라핀 (CnH2n 2 +), 지방산 (CH3(CH2)2 nCOOH), 염 수화물 (MnH2O), 흡습성 물질, 트리메틸올에탄, 및 라우르산을 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 쿨링 겔은 폴리우레탄 등의 비-가용성 화합물과 혼합되거나 가교된 폴리아크릴레이트 및/또는 나트륨 폴리아크릴레이트를 포함할 수 있다.
다른 비제한적 구체적 예는, 3개 이상의 블록, 예를 들어 2개의 경질 폴리스티렌 말단 블록 및 1개의 연질 엘라스토머 (예를 들어, 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 또는 이들의 수소화된 등가물) 중간블록을 포함할 수 있는 열가소성 엘라스토머인 스티렌 블록 공중합체를 포함한다. 다양한 실시양태에서, 경질 및 연질 블록은, 미시적 스케일로, 폴리스티렌 블록이 고무 매트릭스 내에서 분리된 도메인을 형성하고, 이로써 고무에 물리적 가교를 제공하도록 비혼화성일 수 있다.
추가의 쿨링 중합체 및 이러한 중합체를 제조하는 방법은, 미국 특허 번호 6,469,080, 6,399,668, 6,127,454, 6,087,002, 5,244,735, 4,925,603, 및 4,734,478 (이에 제한되지는 않음)에 기재되어 있다. 성능 특징 부재에 사용될 수 있는 쿨링 중합체의 추가의 비제한적 예는, 시바 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals, 미국 테네시주 카타누가 소재)로부터 알코소브(ALCOSORB)®; 더 다우 케미칼 컴파니(the Dow Chemical Company, 미국 미시간주 미들랜드 소재)로부터 드라이테크(DRYTECH)®; 아토피나(Atofina, 프랑스 파리 소재)로부터 노르소크릴(NORSOCRYL)® 및 아쿠아킵(AQUAKEEP)®; 히드로소르브 인크.(HYDROSORB Inc., 미국 캘리포니아주 오렌지 소재)로부터 히드로소르브(HYDROSORB)™; 및 니폰, 쇼쿠바이사(Nippon, Shokubai Co., Ltd., 일본 오사카 소재)로부터 아쿠알릭 씨에이(AQUALIC CA)의 상표명으로 입수가능한 것들을 포함한다.
다른 실시양태에서, 쿨링 부재는 상 변화 물질을 포함할 수 있다. 일반적으로, 상 변화 물질은 특정 상 변화 물질의 온도 안정화 범위에서 열 에너지를 흡수하거나 방출하여 열 전달을 감소시키거나 없애는 능력을 가질 수 있다. 다양한 실시양태에서, 상 변화 물질은 상 변화 물질이 열을 흡수하거나 방출하는 시간 동안, 전형적으로 물질의 상 변화 동안 열 에너지의 유동을 억제하거나 중단시킬 수 있다. 다양한 실시양태에서, 이러한 작용은 일시적일 수 있고, 예를 들어, 이는 가열 또는 냉각 과정 동안 온도 안정화 물질의 전체 잠열이 흡수되거나 방출될 때까지 열 에너지에 대한 장벽으로서 효과적일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 열 에너지는 상 변화 물질로부터 저장되거나 제거될 수 있고, 이는 가열원 또는 냉각원에 의해 효과적으로 재충전될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 적절한 상 변화 물질을 선택함으로써, 온도 안정화가 요망되는 특정 용도에서 사용하기 위한 성능 특징 부재가 생성될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 2종 이상의 상이한 상 변화 물질을 사용하여 특정 온도 범위를 도입할 수 있고, 이러한 물질을 혼합할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 본원에 기재된 바와 같이 사용될 수 있는 상 변화 물질은 일반적으로 13 내지 28개의 탄소 원자를 갖는 파라핀계 탄화수소를 포함한다. 다양한 실시양태에서, 파라핀 탄화수소의 동족 계열의 융점은 하기 표에 나타낸 바와 같이 탄소 원자의 개수에 직접적으로 관련될 수 있다:
Figure pct00001
다양한 실시양태에서, 쿨링 부재 (100)는 접착, 열 가압, 프린팅 또는 스티칭을 포함하나 이에 제한되지는 않는 다양한 방식으로 베이스 직물 (102)에 영구적으로 커플링될 수 있다. 일부 실시양태에서, 쿨링 부재는 주파수 용접, 예컨대 라디오 또는 초음파 용접에 의해 베이스 직물에 커플링될 수 있다. 일부 실시양태에서, 쿨링 부재는 그라비어 코팅(gravure coating)을 이용하여 베이스 직물에 커플링될 수 있다. 일부 비제한적 구체적 예에서, 그라비어 코팅 공정에서는, 코팅조 내에서 진행되는 인그레이빙된 롤러(engraved roller)가 사용될 수 있고, 이는 롤러의 인그레이빙된 점 또는 선을 코팅 물질 (예를 들어, 쿨링 부재를 구성하는 겔)로 충전시킨다. 롤러 상의 과잉 코팅은 블레이드를 사용하여 와이핑 제거할 수 있고, 이어서 이것이 인그레이빙된 롤러 및 압력 롤러 사이에서 통과함에 따라 코팅이 기재 (예를 들어, 베이스 직물) 상에 침착될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 그라비어 코팅 공정은 직접 그라비어, 역 그라비어, 또는 차동 오프셋 그라비어를 포함할 수 있고, 다양한 실시양태에서, 코트 중량은 고체의 비율, 그라비어 부피, 패턴 깊이, 및/또는 그라비어 실린더의 속도에 의해 조절될 수 있다.
다양한 실시양태에서, 열 관리 물질 부재가 패턴으로 또는 연속적 또는 불연속적 어레이로 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 3a 내지 3f에 나타낸 바와 같이, 쿨링 부재는 요망되는 패턴으로 베이스 직물에 접착되거나 다른 방식으로 고정된 닫힌 루프 구성원의 어레이, 예컨대 고리 형태를 가질 수 있다. 이러한 구성은, 베이스 직물이 요망되는 특성을 수행하는 것 (예를 들어, 통풍되고 수증기가 직물을 통해 빠져나가는 것을 가능하게 하여 수분 축적 정도를 감소시키는 것)을 여전히 가능하게 하면서 사용자에게 냉각을 제공하는 것으로 나타났다. 다양한 실시양태에서, 이러한 불연속적인 분리된 개별적 쿨링 부재는, 베이스 직물이 노출되어 남아있는 닫힌 루프 구성원 내부의 중심부를 포함하는 원, 삼각형, 정사각형, 오각형, 육각형, 팔각형, 별(star)형, 십자가형, 초승달형, 타원형, 또는 임의의 다른 실질적으로 닫힌 루프 구성원의 형태를 가질 수 있다.
도 3a 내지 3f에 나타낸 실시양태는 쿨링 부재를 분리된 개별적 부재로서 나타내고 있지만, 일부 대안적 실시양태에서는, 일부 또는 모든 쿨링 부재가 이들이 서로 연결되도록, 예컨대 격자 패턴 또는 베이스 직물의 부분적 커버를 가능하게 하는 임의의 다른 패턴으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 4a 내지 4f에 나타낸 바와 같이, 베이스 직물 상에 배치된 쿨링 부재의 구성은 부분적으로 또는 완전히 다양한 형태일 수 있고, 패턴은 불연속적 부재 (예컨대 도 3a 내지 3f에 나타낸 것들) 및 상호연결된 기하학적 패턴 (예컨대 도 4a 내지 4f에 나타낸 것들) 둘 다를 조합할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 쿨링 부재의 패턴은 대칭형, 정렬형, 랜덤형 및/또는 비대칭형일 수 있다. 또한, 하기에서 논의되는 바와 같이, 쿨링 부재의 패턴은 바디웨어의 성능을 개선시키기 위한 전략적 위치에서 베이스 직물 상에 배치될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 쿨링 부재의 크기 및/또는 간격은 또한, 향상된 냉각 특성에 대한 필요성을 조화시키고 베이스 직물의 기능을 보존하기 위해 바디웨어의 상이한 영역에서 달라질 수 있다.
일부 실시양태에서, 쿨링 부재에 의해 커버되지 않고 남아있는 베이스 직물의 표면적에 대한 쿨링 부재에 의해 커버된 베이스 직물 표면적의 비율은 약 25% 내지 약 67%일 수 있다. 이러한 범위는 베이스 직물의 요망되는 특성 (예를 들어, 통기성 또는 위킹)과 냉각 특성의 우수한 조화를 제공하는 것으로 나타났다. 특정 실시양태에서, 표면적 커버에 대한 상기 비율은 약 30% 내지 약 65%, 또는 약 40% 내지 약 60%일 수 있다.
다양한 실시양태에서, 쿨링 부재의 배치, 패턴, 및/또는 커버 비율은 달라질 수 있다. 예를 들어, 쿨링 부재는 냉각이 보다 중요할 수 있는 특정 영역 (예를 들어, 신체 중심)에 집중될 수 있고, 베이스 직물 특성의 기능이 보다 중요한 다른 영역에서는 존재하지 않거나 극히 제한될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 예를 들어 냉각 및 통기성에 대한 필요성을 최적화하도록 돕기 위해, 바디웨어의 상이한 영역은 상이한 커버 비율을 가질 수 있고, 예를 들어 가슴에서는 67%이고 팔다리에서는 30%일 수 있다.
다양한 실시양태에서, 쿨링 부재의 크기는 신체의 중심 영역에서 이들 영역의 향상된 냉각을 위해 최대일 수 (또는 이들 사이의 간격이 최소일 수) 있고, 쿨링 부재의 크기는 신체의 말초 영역에서 최소일 수 (또는 이들 사이의 간격이 최대일 수) 있다. 일부 실시양태에서, 쿨링 부재에 의한 커버 정도는 국소적 냉각을 위해 필요에 따라 전체 가먼트에 걸쳐 점차적인 방식으로 달라질 수 있다.
특정 실시양태를 본원에서 예시하고 설명하였지만, 당업자는, 본 개시내용의 범위로부터 벗어나지 않으면서 동일한 목적을 달성하기 위해 추산된 폭넓게 다양한 대안적 및/또는 등가의 실시양태 또는 실행이 기재된 및 설명된 실시양태를 대체할 수 있음을 인지할 것이다. 당업자는 본 개시내용에 따른 실시양태가 매우 폭넓게 다양한 방식으로 실행될 수 있음을 용이하게 인지할 것이다. 본원은 본원에서 논의된 실시양태의 임의의 적합화 또는 변화를 포함하도록 의도된다. 따라서, 본 개시내용에 따른 실시양태는 단지 특허청구범위 및 그의 등가물에 의해 제한되는 것으로 명백하게 의도된다.

Claims (21)

  1. 바디웨어에 사용하도록 구성되는 쿨링 직물이며,
    베이스 재료를 통한 천연 요소의 통과를 가능하게 하도록 구성되는 전달 특성을 갖는 베이스 재료; 및
    베이스 재료의 제1면에 커플링된 쿨링 부재의 어레이를 포함하며,
    쿨링 부재는 수분에 노출시 열을 흡수하도록 구성되고,
    쿨링 부재의 배치 및 간격은 베이스 재료가 전달 특성의 부분적 성능을 유지할 수 있게 하는 쿨링 직물.
  2. 제1항에 있어서, 쿨링 부재는 쿨링 중합체, 상 변화 물질, 또는 이들의 조합을 포함하는 쿨링 직물.
  3. 제1항에 있어서, 쿨링 부재는 수분에 노출시 형태 변화가 일어나도록 구성되는 쿨링 직물.
  4. 제3항에 있어서, 형태 변화는 쿨링 직물을 통한 수증기 전달을 향상시키는 쿨링 직물.
  5. 제3항에 있어서, 형태 변화는 볼록한 프로파일로부터 오목한 프로파일로의 변화를 포함하는 쿨링 직물.
  6. 제3항에 있어서, 형태 변화는 베이스 재료의 영역을 신장시키는 쿨링 직물.
  7. 제6항에 있어서, 베이스 재료는 기공을 포함하고, 신장된 베이스 재료는 확대된 기공을 포함하는 쿨링 직물.
  8. 제7항에 있어서, 확대된 기공은 천연 요소의 전달을 용이하게 하도록 구성되는 쿨링 직물.
  9. 제1항에 있어서, 천연 요소는 공기, 수분, 수증기, 또는 열인 쿨링 직물.
  10. 제1항에 있어서, 베이스 재료는 수분-위킹 직물을 포함하는 쿨링 직물.
  11. 제1항에 있어서, 쿨링 부재의 표면적 커버 비율이 약 25% 내지 약 67%인 쿨링 직물.
  12. 제11항에 있어서, 쿨링 부재의 표면적 커버 비율이 약 40% 내지 약 60%인 쿨링 직물.
  13. 제1항에 있어서, 쿨링 부재는 약 1 cm 미만의 최대 간격을 갖는 쿨링 직물.
  14. 제1항에 있어서, 쿨링 부재는 약 1 mm 초과의 최소 간격을 갖는 쿨링 직물.
  15. 제1항에 있어서, 쿨링 부재는 닫힌 루프 구성원을 포함하는 쿨링 직물.
  16. 제1항에 있어서, 쿨링 부재는 상호연결되는 쿨링 직물.
  17. 제1항에 있어서, 베이스 재료의 제1면은 사용자의 신체를 향하는 쿨링 직물.
  18. 쿨링 직물을 제조하는 방법이며,
    베이스 재료를 통한 천연 요소의 통과를 가능하게 하도록 구성되는 전달 기능을 갖는 베이스 재료를 선택하는 단계, 및
    쿨링 부재의 어레이를 베이스 재료에 커플링시키는 단계로서, 쿨링 부재는 수분에 노출시 열을 흡수하도록 구성되고, 쿨링 부재의 배치 및 간격은 베이스 재료가 전달 특성의 부분적 성능을 유지할 수 있게 하는, 쿨링 부재의 어레이를 베이스 재료에 커플링시키는 단계를 포함하는, 쿨링 직물을 제조하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 쿨링 부재는 쿨링 중합체, 상 변화 물질, 또는 이들의 조합을 포함하는, 쿨링 직물을 제조하는 방법.
  20. 제18항에 있어서, 쿨링 부재는 수분에 노출시 형태 변화가 일어나도록 구성되는, 쿨링 직물을 제조하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 형태 변화는 베이스 재료의 영역을 신장시키는, 쿨링 직물을 제조하는 방법.
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