KR20220079889A - 다층 다기능 열 관리 재료 - Google Patents

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KR20220079889A
KR20220079889A KR1020227014430A KR20227014430A KR20220079889A KR 20220079889 A KR20220079889 A KR 20220079889A KR 1020227014430 A KR1020227014430 A KR 1020227014430A KR 20227014430 A KR20227014430 A KR 20227014430A KR 20220079889 A KR20220079889 A KR 20220079889A
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facing surface
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colorant
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KR1020227014430A
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하스켈 베컴
레베카 린 존슨
데이빗 밀톤 앤더슨
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컬럼비아 스포츠웨어 노스 아메리카, 인크.
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Abstract

외부 대향 표면 및 내부 대향 표면을 갖는 베이스 직물; 및 상기 베이스 재료의 외부 대향 표면에 결합된 복수의 다층 다기능 열 관리 요소를 포함하는 열 관리 재료로서, 상기 열 관리 재료는 0.8 (또는 80%) 미만의 가중평균 열 방출율을 갖는다. 상기 복수의 다층 다기능 열 관리 요소는 저열 방출층 및 고 태양 흡수층을 포함한다.

Description

다층 다기능 열 관리 재료
본 출원은 미국 최초 출원일의 우선권 이익을 주장한다. 2019년 10월 16일에 출원된 가출원 62/916,097는 그 전체가 참조로 여기에 통합된다.
본 개시는 일반적으로 디자인된 성능 특성을 갖는 바디 기어 및 기타 상품을 위한 패브릭과 같은 베이스 재료, 특히, 베이스 재료의 외부 대향 표면에서 환경으로의 열 전달을 제한하고, 추가로 태양 복사를 포획하여 베이스 재료의 내부를 향하는 열로 변환하기 위해 베이스 재료의 외부 대향 표면에 결합된 다층 열 관리 요소를 사용하는, 의복과 같은 테크니컬 기어에 관한 것이다.
절연(단열) 열반사 재료는 일반적으로 단일 금속성 필름 또는 금속성 요소의 개별 패턴이 접착되거나 다른 방식으로 부착되는 베이스 재료의 형태를 취한다. 절연 열반사 소재는 재킷과 같은 의복의 내부 표면으로 사용된다. 금속성 필름 또는 패턴화된 열 반사 요소는 착용자의 체온을 의복의 내부 또는 신체 측면으로 다시 반사하도록 의복의 내부 표면, 예를 들어 안쪽을 향하는 표면에 배열되어, 신체에서 생성된 열을 유지하고 더 추운 조건에서 의복 착용자를 따뜻하게 유지한다.
이러한 재료는 증가된 열 유지력을 제공하지만 더 나은 열 관리를 제공하는 새로운 재료가 계속해서 필요하다.
따라서, 본 구현예에서 논의되는 열 관리 재료는 외부 대향 표면 및 내부 대향 표면을 갖는 베이스 직물, 그리고 베이스 재료의 외부 대향 표면에 결합된 복수의 다층 다기능 열 관리 요소를 포함한다. 일 예에서, 복수의 다층 다기능 열 관리 요소 각각은 저열 방출층 및 고 태양 흡수층을 포함할 수 있으며, 여기서 열 관리 재료는 0.8 미만의 가중평균 열 방출율을 갖는다.
다른 구현예에서, 바디웨어 물품은 열 관리 재료를 포함하고, 열 관리 재료는 외부 대향 표면 및 내부 대향 표면을 갖는 베이스 직물, 그리고 베이스 재료의 외부 대향 표면에 결합된 복수의 다층 다기능 열 관리 요소를 가진다. 이러한 예에서, 복수의 다층 다기능 열 관리 요소 각각은 저열 방출층 및 고 태양 흡수층을 포함할 수 있으며, 여기서 열 관리 재료는 0.8 미만의 가중평균 열 방출율을 갖는다.
또 다른 구현예에서, 열 관리 재료의 제조 방법은 외부 대향 표면 및 내부 대향 표면을 갖는 베이스 직물을 선택하는 단계, 그리고 하나 이상의 다층 다기능 열 관리 요소를 베이스 직물의 외부 대향 표면에 결합하는 단계를 포함한다. 그러한 예에서, 하나 이상의 다층 다기능 열 관리 요소 각각은 저열 방출층 및 고 태양 흡수층을 포함할 수 있다.
이러한 재료는 증가된 열 유지력을 제공한다.
구현예는 첨부 도면과 함께 다음의 상세한 설명에 의해 용이하게 이해될 것이다. 구현예는 첨부 도면에서 제한이 아니라 일 예로서 도시된다.
도 1은 베이스 재료에 결합된 다층 다기능 열 관리 요소의 개략도이다.
도 2는 미국재료시험협회(ASTM) G173에 따른 지표면에서의 태양복사에 대한 스펙트럼 전력 대 파장의 그래프이다.
도 3은 플랑크 분포에 의해 주어진 전형적인 표면 온도에서 흑체 표면에 의해 방출된 열복사에 대한 스펙트럼 전력 대 파장의 그래프이다.
도 4는 흑색 중합체 코팅으로 도색된 핫플레이트와 그 표면에 배치된 금속판의 온도를 열화상으로 측정하기 위한 실험 설정을 보여준다. 적외선(IR) 열화상 카메라는 물체에서 방사율(즉, 방출, 반사 및 전송된 총 에너지 양)을 측정한 다음 카메라 소프트웨어에 의해 열복사에 대한 플랑크 분포를 사용하여 겉보기 온도로 변환된다. 겉보기 온도 판독값은 사용자가 카메라의 작동 설정에 측정 대상의 정확한 방사율 또는 열 방출을 입력할 때만 정확하다. 또는 알려진 실제 온도에서 물체를 1의 방출 설정을 사용하여 IR 카메라로 측정할 수 있다(즉, 완전 또는 '흑체' 방사체); 이 시나리오에서 카메라로 측정한 겉보기 온도가 실제 온도와 일치하는 정도가 해당 물체의 열 방출을 나타내는 지표이다.
도 5는 도 4에 표시된 열화상 설정에서 얻은 결과를 도시한다.
도 6은 은, 본 발명의 다층 다기능 열 관리 요소(예: 흑색 금속화), 및 흑색 중합체의 3가지 상이한 열 관리 요소에 대한 열 방출율 대 파장을 도시한다. 백분율은 가중평균 방출율,
Figure pct00001
이다.
도 7은 은, 본 발명의 다층 다기능 열 관리 요소(예: 흑색 금속화), 및 흑색 중합체의 3가지 상이한 열 관리 요소에 대한 태양 흡수율 대 파장을 도시한다. 백분율은 가중평균 흡수율,
Figure pct00002
이다.
도 8은 본 발명의 다층 다기능 열 관리 요소(예: 흑색 금속화)가 패브릭 표면에 적용된 구현예의 디지털 이미지이다.
도 9는 본 발명의 다층 다기능 열 관리 요소(예: 흑색 금속화)가 결합되고 표면의 55%를 덮는 2개의 상이한 패브릭, 즉, 흑색 베이스 직물 및 동일한 흑색 베이스 직물에 대한 열 방출율 대 파장을 도시한다. 백분율은 가중평균 방출율,
Figure pct00003
이다.
도 10은 본 발명의 다층 다기능 열 관리 요소(예: 흑색 금속화)가 결합되고 표면의 55%를 덮는 2개의 상이한 패브릭, 즉, 흑색 베이스 직물 및 동일한 흑색 베이스 직물에 대한 태양 흡수율 대 파장을 도시한다. 백분율은 가중평균 흡수율,
Figure pct00004
이다.
도 11a 및 11b는 열을 유지하는 데 있어 텍스타일 패브릭에 대한 열 방출율 및 태양 흡수율의 상대적 중요성에 대한 재료 및 환경 파라미터의 영향을 결정하기 위해 개발된 개략 모델(도 11a) 및 열 저항 네트워크(도 11b)를 도시한다.
도 12는 세 가지 상이한 텍스타일 패브릭, 즉, 흑색 베이스 직물, 가장 바깥쪽 표면에 50% 은 열 관리 요소가 있는 동일한 흑색 베이스 직물, 및 가장 바깥쪽 표면에 본 발명의 50% 다층 다기능 열 관리 요소가 있는 동일한 흑색 베이스 직물의 열 모델링에서 결정된 피부 열 대 태양 에너지 도달 패브릭의 분율을 도시한다. 고정 재료 및 환경 파라미터는 플롯 상단에 표시된다.
도 13은 패브릭에 의해 갇힌 열을 결정하기 위해 수행된 실험의 개략적인 설정을 도시한다.
도 14는 도 13에 도시된 실험 설정을 사용하여 수집된 데이터의 그래프이다.
도 15a 내지 도 15h는 다양한 구현예에 따른, 베이스 직물의 외부 대향 표면 상에 배치된 불연속 패턴화된 다층 다기능 열 관리 요소의 예를 도시한다.
도 16a 내지 도 16f는 다양한 구현예에 따른, 베이스 직물의 외부 대향 표면 상에 배치된 패턴화된 다층 다기능 열 관리 요소의 예를 도시한다.
다음의 상세한 설명에서, 그 일부를 형성하고 실시될 수 있는 예시적인 구현예에 의해 도시된 첨부 도면을 참조한다. 다른 구현예가 이용될 수 있고 구조적 또는 논리적 변경이 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 그러므로, 이하의 상세한 설명은 제한적인 의미로 취해져서는 안 되며, 구현예의 범위는 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해 정의된다.
구현예를 이해하는 데 도움이 될 수 있는 방식으로 다양한 동작이 다중 개별 동작으로 차례로 설명될 수 있다. 그러나 설명의 순서는 이러한 작업이 순서에 의존한다는 의미로 해석되어서는 안된다.
설명은 위(up)/아래(down), 뒤(back)/앞(front), 위(top)/아래(botton)와 같은 원근 기반 설명을 사용할 수 있다. 그러한 설명은 단지 논의를 용이하게 하기 위해 사용되며 개시된 구현예의 적용을 제한하도록 의도되지 않는다.
"결합된(coupled)" 및 "연결된(connected)"이라는 용어는 파생어와 함께 사용될 수 있다. 이러한 용어는 서로 동의어로 의도되지 않았음을 이해해야 한다. 오히려, 특정 구현예에서, "연결된"은 둘 이상의 요소가 서로 직접 물리적으로 접촉하고 있음을 나타내기 위해 사용될 수 있다. "결합된"은 둘 이상의 요소가 직접적인 물리적 접촉에 있음을 의미할 수 있다. 그러나 "결합된"은 둘 이상의 요소가 서로 직접 접촉하지 않지만 여전히 서로 협력하거나 상호 작용한다는 것을 의미할 수도 있다.
"착색제"라는 용어는 고 태양 흡수층, 예를 들어 중합체성 오버레이어와 같은 재료의 색상을 변경하기 위해 첨가되는 물질을 의미한다. 대부분의 착색제는 염료 또는 안료로 분류되거나 이들의 일부 조합을 포함할 수 있다.
설명의 목적을 위해, "A/B" 형태 또는 "A 및/또는 B" 형태의 구는 (A), (B) 또는 (A 및 B)를 의미한다. 설명의 목적을 위해, "A, B 및 C 중 적어도 하나" 형식의 문구는 (A), (B), (C), (A 및 B), (A 및 C), (B 및 C) 또는 (A, B 및 C)를 의미한다. 설명의 목적을 위해 "(A)B" 형식의 문구는 (B) 또는 (AB)를 의미한다. 즉, A는 선택적 요소입니다.
설명은 "구현예" 또는 "구현예들"이라는 용어를 사용할 수 있으며, 각각은 동일하거나 상이한 구현예 중 하나 이상을 나타낼 수 있다. 또한, 구현예와 관련하여 사용되는 "포함하는(comprising)", "포함하는(including)", "가지는(having)" 등의 용어는 동의어이다.
Omni-Heat™ 반사 재료는 열복사를 신체로 다시 반사함으로써 작동한다. 이 성능에 중요한 재료는 알루미늄, 은 및 금을 포함하지만, 이에 국한되지 않는 금속이다. 2.5 내지 40 마이크론 파장 범위에서 높은 반사율을 나타내는 것 외에도 이러한 재료는 동일한 파장 범위에서 낮은 방출율을 나타낸다. 즉, 이러한 재료는 높은 열 반사율과 낮은 열 방출율을 나타낸다.
열 전달의 주요 모드(전도, 대류 및 복사)에 대한 수학을 조사하면 3가지 모두에 대해 하나의 항이 공통적이라는 것을 알 수 있다. ΔT는 열을 잃는 재료와 열을 얻는 재료/환경 사이의 온도 차이이다. 이러한 방정식은 아래와 같다.
Figure pct00005
(1)
Figure pct00006
(2)
Figure pct00007
(3)
위의 방정식을 참고하면,
Figure pct00008
는 대류로 인한 열 전달이며, 여기서 h는 대류 열전달 계수, Ts는 표면 온도, 그리고 Ta는 주변 온도이다.
Figure pct00009
는 전도로 인한 열전달이며, 여기서 k는 열전도율, A는 전도가 일어나는 단면적, T1은 열을 잃는 물체의 온도, 그리고 T2는 열을 받는 물체의 온도이다.
Figure pct00010
는 복사로 인한 열 전달이고, 여기서 σ는 볼츠만 상수, ε는 가중평균 열 방출율, A는 표면적, T1은 표면 온도, 그리고 T2는 열을 받는 물체 또는 환경의 온도이다.
주변 환경 온도가 체온보다 낮은 시나리오를 고려한다. 의복 및 풋웨어 재료는 열원으로 신체 옆에 착용되고, 신체와 신체 위에 착용되는 재료 사이에 약간의 전도성 열 전달이 있기 때문에 신체와 인접 재료 사이의 온도차(ΔT)는 일반적으로 가장 바깥쪽 재료 층과 환경 사이의 ΔT 보다 작다. 따라서, 가장 바깥쪽 재료 층과 환경 사이의 열 전달을 제한하기 위해 수행된 재료 변경은 신체와 가장 안쪽 또는 인접한 재료 층 사이의 열 전달을 제한하기 위해 수행된 변경보다 전체 열 유지에 더 큰 영향을 미칠 수 있다.
금속과 같이 열 방출율이 낮은 재료를 최외곽 재료 층에 적용하여 환경으로의 복사 열 전달을 제한하고 보온성이 향상된 의복 및 풋웨어를 제공할 수 있다. 따라서 알루미늄을 이러한 목적으로 사용할 수 있다. 그러나 알루미늄은 환경에 노출되고 의복의 최외곽 층에 사용되는 동안 산화되고 마모될 수 있다. 재료 표면의 열 방출율은 에너지를 열 복사로서 방출하는 효율성이다. 정량적으로 열 방출율은 표면에서 방출되는 열복사 대 스테판-볼츠만 법칙에 의해 주어진 동일한 온도에서 이상적인 흑체 표면에서 방출되는 복사열의 비율이다. 비율은 0에서 1(예: 100%)까지 다양하며, 완벽한 흑체 방사체의 표면은 1의 방출율을 갖는 반면, 주변의 열복사만 반사하는 표면은 0의 방출율을 가진다.
알루미늄과 같은 금속 표면의 상부에 있는 보호 중합체 층은 금속 표면을 보호하고 산화 및 마모를 방지할 수 있다. 불행히도, 중합체 코팅은 주변으로의 복사열 손실을 최소화하여 의복의 보온성을 증가시키기 위한 목적으로 낮은 열 방출율을 갖는 금속을 의복 외부에 배치하는 효과를 무효화하는 높은 열 방출율을 갖는다. 이러한 관찰에 비추어 볼 때 일반적인 지혜는 Omni-Heat™ 반사 기술을 사용하는 의복의 경우와 같이 의복 내부에 금속성 요소를 배치하는 것이다.
이러한 통상적인 지혜와 반대로, 본 발명자들은 중합체성 오버레이어를 갖는 금속(예: 알루미늄)의 다층 구조를 개시하고, 이는 의복 건설에 사용되는 베이스 재료와 비교하여 놀랍게도 낮은 열 방출율을 나타내는 다층 열 관리 요소를 제공한다. 아래 실시예에 자세히 설명된 바와 같이, 이 다층 구조의 테스트는 놀랍게도 이 다층 열 관리 요소가 약 0.1(예: 10%)의 가중평균 방출율(방출율은 0에서 1까지 조정되므로 0.1은 낮은 값임), 예를 들어, 0.07 내지 0.13(예: 7% 내지 13%)의 가중평균 방출율을 제공한다는 사실을 밝혀냈다. 이러한 다층 열 관리 요소는 서로 다른 베이스 직물의 외부에 결합되고 표준 핫플레이트 방법을 사용하여 테스트되었다. 30%의 표면 적용범위에서도 다층 열 관리 요소는 서로 다른 베이스 직물의 열 저항을 20% 내지 67% 증가시켰으며(표 1 참조), 이는 중요하고 놀라운 것이다.
또한, 보호 중합체성 오버레이어에 착색제를 첨가함으로써, 태양 복사의 흡수가 일어날 수 있고 다층 요소의 보온 능력을 향상시켜 다층 요소를 다기능화할 수 있다. 예를 들어, 흑색 착색제는 최대 태양 흡수율(예: 0.3 내지 2.5 μm 파장의 에너지 흡수율)을 제공하여, 다층 및 다기능 열 관리 요소를 의복 외부 표면에 적용할 때, 직사광선 또는 산란광선과 같이 햇빛이 존재할 때 열 유지 특성을 크게 향상시킬 수 있다. 55%의 표면 적용범위에서 다층 열 관리 요소는 서로 다른 베이스 직물의 열 저항을 15%에서 73%까지 증가시켰으며(표 2 참조), 이는 중요하고 놀라운 것이다. 더욱이, 도 14에 나타난 결과에서 알 수 있듯이, 다층 열 관리 요소는 놀랍게도 더 많은 열을 흡수하는 태양열 집열기로 기능할 수 있으며, 그것들이 결합된 베이스 직물과 밑에 있는 절연체로 그것을 전도할 수 있고, 유사한 태양 흡수율을 가진 베이스 직물보다 이 열을 더 오래 유지할 수 있다.
흑색 착색제는 전형적으로 방출하기 때문에, 당업자는 증가된 흡수율이 흑색 착색제의 증가된 열 방출율(예: 5 내지 40 ㎛ 파장에서의 방출율)에 의해 상쇄될 수 있음을 예상할 수 있다. 그러나, 놀랍게도 테스트 결과 그렇지 않은 것으로 나타났다. 중합체성 오버레이어에 흑색 착색제를 사용하더라도 다층 열 관리 요소는 베이스 직물의 전체 평균 열 방출율을 감소시켜 보온성을 높인다. 또 다른 구현예에서, 광변색성 착색제는, 태양이 비치지 않을 때 최대의 낮은 방출율과 태양이 비칠때 최대의 태양 흡수율을 달성하기 위하여, 태양이 비치고 있을 때 투명에서 흑색과 같이 유색으로 변하는 중합체성 오버레이어에 사용될 수 있다. 광변색성 착색제는 P형 또는 T형으로 분류할 수 있다. P형 광변색성 착색제 시스템은 서로 다른 파장의 빛을 사용하여 각 방향에서 전환될 수 있다. P형 시스템은 특정 파장 범위를 조사하면 색이 변하고 자극을 제거한 후에도 이 상태를 유지한다. 다른 파장 세트의 빛을 받을 때만 원래 색상으로 돌아간다. 또는 빛이 한 방향으로만 변화를 유도할 수 있는 경우 T형 동작이 나타난다. T형 시스템은 더 이상 광원에 노출되지 않을 때 열 역반응을 통해 원래 상태로 페이드백(fade back)될 수 있다. 가역성은 두 가지 유형의 광변색의 중요한 측면이며, 예를 들어, 비가역적인 성질의 변화를 겪는 감광 물질은 광변색으로 간주되지 않을 수 있다. 실제 착색제가 위에서 설명한 두 가지 유형의 행동에 대한 엄격한 정의와 항상 일치하는 것은 아니지만, 대부분은 쉽게 분류된다. 본 발명의 T형 착색제의 예는 특히 스피로피란, 스피로옥사진 및 나프토피란을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 P형 착색제의 예는 특히 디아릴에텐 및 푸지드를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
도 1을 참조하면, 개시된 열 관리 재료(10)는 외부 대향 표면(12)(예: 재료의 착용자의 신체에 대해 외부로 향하는 표면) 및 내부 대향 표면(13)(예: 재료의 착용자의 신체에 대해 안쪽을 향하는 표면)을 가지는, 하나 이상의 성능 특성을 가질 수 있는 베이스 직물(20)을 포함한다. 본 명세서에 개시된, 내부 대향 표면(13)은 외부 대향 표면(12)에 비해 열 관리 재료(10)의 착용자의 신체에 더 가까운 것으로 이해될 수 있다. 복수의 다층 다기능 열 관리 요소(15)가 베이스 직물의 외부 대향 표면(12)에 결합되며, 여기서 성능 특성의 적어도 부분적 성능을 유지하기 위하여 복수의 다층 다기능 열 관리 요소의 배치 및 간격은 베이스 직물의 일부를 덮지 않은 상태로 남겨두고 베이스를 활성화할 수 있다. 다층 다기능 열 관리 요소(15)가 없을 때 베이스 직물(20) 보다 더 나은 열 관리 재료(10)를 제공하기 위해 열을 유지하고 태양 복사를 흡수할 수 있도록, 0.3 내지 2.5 μm의 파장에서 고 태양 흡수율을 가지고 5 내지 40 μm의 파장에서 저열 방출율을 가지는 패브릭과 같은 열 관리 재료(10)를 제공하기 위해, 이러한 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 여기에 개시된 바와 같이 특별히 개발되었다.
구현예에서, 각각의 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 저열 방출층(16)을 갖는다. 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소(15)의 저열 방출층(16)은 금속성 호일(예: 알루미늄, 구리, 주석, 은 및 금을 포함하나 이에 제한되지 않는 가단성 금속)과 같은 호일의 불연속 어레이이며, 특정 구현예에서 알루미늄 호일이다. 저열 방출층(16)에 추가하여, 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 열 관리 요소(15)의 최외측 표면에 위치된, 예를 들면, 저열 방출층(16)의 외부 대향 표면의 상부에 위치된, 고 태양 흡수층(18)을 포함한다. 참고로, "외부 대향"은 도 1에서 화살표(21)로 표시된 방향으로 예시된다. 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 추가 층, 예컨대, 이형층, 접착층, 마모 및 산화에 대한 보호층 등을 포함할 수 있다. 그러나 층 두께는 다층 다기능 열 관리 요소가 외부 표면에 결합된 패브릭의 가중평균 방출율이 패브릭 자체의 수준으로 다시 증가하지 않을 정도로 충분히 작아야 한다. 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 0.1 내지 0.85 (예: 10% 내지 85%), 바람직하게는 0.7 미만, 가장 바람직하게는 0.5 미만의 가중평균 열 방출율을 나타낸다. 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소(15)가 외부 표면에 결합되는 열 관리 재료(10)는 0.9 미만(예: 90%), 바람직하게는 0.7 미만(예: 70%), 가장 바람직하게는 0.5 미만(예: 50%)의 가중평균 열 방출율을 나타낸다. 구현예에서, 열 관리 재료(10)는 약 10% 내지 약 80%, 예컨대, 약 15% 내지 65%, 약 30% 내지 80%, 약 10% 내지 50%, 30% 내지 70%, 또는 약 40% 내지 60%의 방출율을 가진다. 따라서, 여기에서 논의되는 저열 방출층은 가중평균 열 방출율이 0.1 내지 0.85, 바람직하게는 0.7 미만, 가장 바람직하게는 0.5 미만인 다기능 열 관리 요소(예: 다기능 열 관리 요소(15))를 제공하거나, 및/또는 가중평균 열 방출율이 0.9 미만, 바람직하게는 0.7 미만, 가장 바람직하게는 0.5 미만인 열 관리 재료(예: 열 관리 재료(10))를 제공하는 층(예: 저열 방출층(16))을 지칭한다.
구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 적어도 50%(예: 0.5)의 가중평균 태양 흡수율을 나타내며, 예컨대, 50% 초과, 55% 초과(예: 0.55), 60% 초과(예: 0.60), 65% 초과(예: 0.65), 70% 초과(예: 0.70), 75% 초과(예: 0.75), 80% 초과(예: 0.80), 85% 초과(예: 0.85), 또는 심지어 90% 초과(예: 0.90)의 가중평균 태양 흡수율을 나타낸다. 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소(15)가 외부 표면에 결합된 열 관리 재료(10)는 적어도 50%의 가중평균 태양 흡수율을 나타내고, 예컨대, 50% 초과, 55% 초과, 60% 초과, 65% 초과, 70% 초과, 75% 초과, 80% 초과, 85% 초과, 또는 심지어 90% 초과의 가중평균 태양 흡수율을 나타낸다. 여기에서 논의된 바와 같이, 흡수율은 입사광에 대한 흡수된 빛의 분율을 말하며, 따라서 흡수율은 0에서 1까지 스케일링되며, 여기서 1의 값은 모든 입사광이 흡수됨을 의미한다. 또한, 여기에서 개시되는 고 태양 흡수층은 가중평균 태양 흡수율이 0.5 이상, 또는 0.55 이상, 또는 0.6 이상, 또는 0.65 이상, 또는 0.7 이상, 또는 0.75 이상, 또는 0.80 이상, 또는 0.85 이상, 또는 0.90 이상인 다층 다기능 열 관리 요소(예: 다층 다기능 열 관리 요소(15))를 제공하거나, 및/또는 가중평균 태양 흡수율이 0.5 이상, 또는 0.55 이상, 또는 0.6 이상, 또는 0.65 이상, 또는 0.7 이상, 또는 0.75 이상, 또는 0.80 이상, 또는 0.85 이상, 또는 0.90 이상인 열 관리 재료(예: 열 관리 재료(10))를 제공하는 층(예: 고 태양 흡수층(18))이다.
구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 직경이 0.1 내지 10 mm인 점(dots)과 같이 상대적으로 작아서 베이스 직물(20)의 성능 특성을 과도하게 방해하지 않는다. 따라서, 다양한 실시예에서, 예를 들어 바디 기어용 베이스 직물(20)은 의복의 최외곽 층의 외부 대향 표면과 같은, 베이스 직물(20)의 외부 대향 표면에 결합된 복수의 다층 다기능 열 관리 요소(15)를 사용할 수 있는 것으로 개시된다. 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소(15)의 불연속 패턴은 의복의 최외곽 층의 표면으로부터 환경으로 다시 복사열의 방출을 완화하면서 태양 복사를 흡수함으로써 체온을 관리한다.
구현예에서, 복수의 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 일반적으로 불연속적인 어레이로 베이스 직물(20)의 외부 대향 표면에 배치되며, 이에 의해 베이스 직물(20)의 일부는 인접한 다층 다기능 열 관리 요소(15)들 사이에 노출된다. 다양한 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 개별 요소의 어레이로 배열될 수 있는 반면, 아래에서 더 길게 논의되는 다른 구현예에서는 다층 다기능 열 관리 요소(15)가 상호 연결된 패턴으로 배열될 수 있다. 일부 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 원형, 정사각형, 육각형, 또는 불규칙한 형상을 포함하는 다른 형상과 같은 솔리드 형상 또는 폐쇄 루프 부재의 형태를 취할 수 있다. 다른 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소(15)의 불연속 패턴은 격자, 그리드(grid) 또는 다른 상호 연결된 패턴의 형태를 취할 수 있다.
일반적으로, 베이스 직물(20)의 외부 대향 표면의 충분한 표면적은 원하는 베이스 직물 성능 특성 또는 기능(예: 신축성, 드레이프, 질감, 통기성, 수증기 전달, 공기 투과성 및/또는 위킹)을 제공하기 위해 노출되어야 한다. 예를 들어, 노출된 베이스 직물이 너무 적으면 수증기 전달 및/또는 공기 투과성과 같은 특성이 저하될 수 있으며, 심지어 적용범위 백분율에 비례하지 않을 수도 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "표면 적용범위 영역"은 단위 셀로부터 취해진 측정을 지칭하며, 예를 들어, 단위 셀은 복수의 다층 다기능 열 관리 요소를 포함하는 영역일 수 있다. 일 예에서, 단위 셀은 다층 다기능 열 관리 요소의 불연속 어레이의 직물의 주어진 지점에서 적어도 1인치 x 1인치 단위 셀이며, 반드시 다층 다기능 열 관리 요소로 덮인 전체 의복의 백분율에 해당하는 것은 아니다. 예를 들어, 1인치 x 1인치 단위 셀(25.4mm x 25.4mm 단위 셀), 2인치 x 2인치 단위 셀(50.8mm x 50.8mm 단위 셀), 3인치 x 3인치 단위 셀(76.2mm×76.2mm 단위 셀) 등을 들 수 있다. 일 예에서, 단위 셀은 주어진 의복의 솔기에서 솔기로 측정된 재료의 전체 외부 표면일 수 있다.
다층 다기능 열 관리 요소(15)는 원하는 정도의 열 관리(예: 열 방출 완화 또는 태양 복사 흡수, 예를 들어, 직간접적인 햇빛에 노출되거나 열 방출 완화 및 태양 복사 흡수)를 발생시키기 위해 베이스 직물(20)의 외부 대향 표면의 충분한 표면적을 덮는다. 베이스 직물(20)의 외부 대향 표면의 충분한 면적은 원하는 베이스 직물 성능 특성 또는 기능(예: 통기성, 수증기 또는 공기 투과성, 또는 위킹)을 제공하거나 유지하기 위해 노출될 수 있다. 다양한 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 원하는 정도의 열 관리를 달성하기 위해 베이스 직물(20)의 충분한 표면적을 덮을 수 있으며, 예를 들어, 다양한 구현예에서 다층 다기능 열 관리 요소(15)의 표면 적용범위 면적은, 예컨대 1인치 x 1인치 단위 셀(25.4mm x 25.4mm 단위 셀)과 같은 특정 단위 셀에서 약 5% 내지 95%, 약 10% 내지 90%, 약 20% 내지 80%, 약 30% 내지 70%, 약 40% 내지 60% 또는 약 55% 일 수 있다. 주어진 물품 또는 물품의 일부에서, 다층 다기능 열 관리 요소에 의한 표면적 적용범위는 일정할 수 있거나 물품의 영역 내에서 또는 전체 영역에 걸쳐 변할 수 있다.
구현예에서, 개별 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 직경이 약 1mm 이지만 더 크고 더 작은 크기가 고려된다. 구현예에서, 개별 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 직경이 약 0.1mm 내지 약 10.0mm 이고, 예컨대, 약 0.1, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5 또는 10.0 mm의 직경, 또는 그 내의 값이나 범위이다. 구현예에서, 특정 영역의 개별 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 약 0.1 내지 약 10.0 mm 만큼 이격되며, 예컨대, 약 0.1, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5, 10.0 mm 또는 그 내의 값이나 범위로 이격된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 직경은 형태에 관계없이 다층 다기능 열 관리 요소(15)의 중심으로부터의 평균 거리이고, 예를 들어, 다층 다기능 열 관리 요소(15)의 기하학적 중심은 예컨대 원형, 삼각형, 정사각형, 다각형 또는 심지어 불규칙한 모양이다. 당업자는 형상의 기하학적 중심을 결정할 수 있다.
구현예에서, 개별 다층 다기능 열 관리 요소(15)의 저열 방출층(16)은 약 5 nm 내지 약 100 nm의 두께, 예컨대, 약 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 또는 100 nm의 두께 , 또는 고려되는 모든 값 또는 하위 범위의 두께를 갖는 금속 호일, 예를 들어 알루미늄 호일로 구성되거나 포함된다.
구현예에서, 고 태양 흡수층(18)은 약 0.1 ㎛ 내지 약 10.0 ㎛의 두께, 예컨대, 약 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5 또는 10.0 μm의 두께, 또는 임의의 값 또는 하위 범위의 두께를 갖는 중합체 또는 중합체의 혼합물이다. 본 발명과 관련된 중합체의 예는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리(테트라플루오로에틸렌), 폴리이소부틸렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리부타디엔, 폴리(비닐 클로라이드), 폴리(메틸 아크릴레이트), 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리부타디엔, 폴리클로로프렌, 폴리(시스-1,4-이소프렌), 폴리(트랜스-1,4-이소프렌), 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에테르, 폴리올레핀, 폴리아크릴레이트, 폴리(3-히드록시부티르산)(PHB), 폴리[(R)-3-하이드록시부티레이트-co-(R)-3-하이드록시발레레이트](PHBV), 3-하이드록시부티레이트 및 3-하이드록시헥사노에이트(PHBH), 폴리락트산(PLA), 셀룰로오스, 키틴, 래커 및 천연 고무, 특히, 또는 공중합체 또는 이들의 조합을 포함한다. 구현예들에서, 고 태양 흡층(18)은 태양 에너지의 흡수를 돕는 착색제와 같은 착색제를 포함한다. 한 예에서 착색제는 흑색 착색제이다. 특정 예에서, 고 태양 흡수층(18)은 다층 다기능 열 관리 요소(15)의 외부 표면에만 존재한다. 다른 예에서, 고 태양 흡수층(18)은 여기에 결합된 개별 다층 다기능 열 관리 요소(15)를 가지지 않는 베이스 직물의 일부를 적어도 부분적으로 덮을 수 있다.
상기 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 상기 바디 기어의 외부 표면 및/또는 베이스 직물(20)의 최외곽 대향 표면에 배치되어 환경에 노출되도록 하여 다층 다기능 열 관리가 가능하도록 한다. 예를 들어, 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 베이스 직물(20)이 원하는 기능을 적절하게 수행할 수 있도록 하는 동시에 환경으로의 복사열 방출을 완화하고 태양 복사를 흡수하도록 할 수 있다. 일부 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 베이스 직물의 드레이프, 촉감, 또는 다른 특성에 악영향을 미치지 않으면서 이러한 기능을 수행할 수 있다. 다양한 구현예에 따르면, 베이스 직물(20)은 바디 기어, 바디웨어, 담요, 텐트, 레인 플라이, 침낭, 또는 열 관리가 요구되는 임의의 재료 또는 장치의 임의 형태의 일부일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 바디웨어는 압축 의복, 티셔츠, 반바지, 타이츠, 소매, 머리띠 등과 같은 운동웨어; 재킷, 바지, 레깅스, 셔츠, 장갑, 모자 등과 같은 아우터웨어; 및 풋웨어이다.
다양한 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 하나 이상의 원하는 특성 또는 특성을 갖는 베이스 직물(20)의 외부 대향 표면 상에 배치될 수 있다. 일부 구현예에서, 베이스 직물(20)은 내마모성, 정전기 방지 특성, 항균 활성, 발수성, 방염성, 친수성, 소수성, 내풍성, 태양광 보호, SPF 보호, 탄성, 내오염성, 내주름성 등과 같은 기타 바람직한 속성을 가질 수 있다. 다른 구현예에서, 열 관리 요소들(15) 사이의 분리는 베이스 직물(20)의 외부 대향 표면이 원하는 드레이프, 외양 및/또는 질감을 갖도록 하는 데 도움이 된다. 적합한 베이스 직물(20)은 나일론, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 레이온, 면, 스판덱스, 울, 실크, 또는 이들의 혼방, 또는 원하는 외양, 촉감, 중량, 두께, 직조, 구조, 질감 또는 기타를 갖는 임의의 다른 재료를 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 베이스 직물의 지정된 백분율이 다층 다기능 열 관리 요소(15)에 의해 덮이지 않은 채로 남아 있게 함으로써 베이스 직물(20)의 그 부분이 원하는 기능을 수행하도록 할 수 있다.
다양한 구현예에서, 베이스 직물(20)의 단일 층이 다층 다기능 열 관리 요소(15)가 배치되는 외부 대향 표면을 포함하는 베이스 직물(20)을 포함하여 사용될 수 있는 반면, 다른 구현예는 하나 이상의 다른 층에 결합된 베이스 직물(20)의 층을 포함하여 다중 층의 직물을 사용할 수 있다. 여기서, 베이스 직물(20)은 다층 다기능 열 관리 요소(15)가 배치되는 외부 대향 표면, 예를 들어 절연 층 위에 배치되는 외부 층이다. 특정 구현예에서, 개별적인 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 베이스 직물에 접착 및/또는 결합(bonded)과 같이 개별적으로 결합(coupled)된다. 특정 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 베이스 직물에 직접 결합된다.
다양한 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 접착, 열 프레싱, 인쇄 또는 스티칭을 포함하나 이에 제한되지 않는 다양한 방식으로 베이스 직물(20)에 영구적으로 결합될 수 있다. 일부 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 라디오 또는 초음파 용접과 같은 주파수 용접에 의해 베이스 직물(20)에 결합될 수 있다. 일부 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 그라비아 인쇄를 사용하여 베이스 직물에 결합될 수 있다. 일부 특정적 및 비제한적인 예에서, 그라비아 인쇄 공정은 롤러의 새겨진 점 또는 선을 접착 재료(예: 다층 다기능 열 관리 요소(15)를 베이스 직물에 접착할 접착제)로 채우는 접착 욕조에서 작동하는 새겨진 롤러를 사용할 수 있다. 롤러 상의 과잉 접착제는 블레이드를 사용하여 닦아낼 수 있고, 그 다음 접착제는 그것이 새겨진 롤러와 압력 롤러 사이를 통과할 때 캐리어 재료 상의 다층 다기능 열 관리 재료를 포함하는 호일에 부착될 수 있다. 다층 다기능 열 관리 재료는 고 태양 흡수층이 저열 방출층보다 캐리어 재료에 더 가깝도록 캐리어 재료 위에 위치하고 접착제는 캐리어 재료의 반대면에 적용된다. 다양한 구현예에서, 그라비아 인쇄 공정은 다이렉트 그라비아, 리버스 그라비아 또는 차등 오프셋 그라비아를 포함할 수 있고, 다양한 구현예에서, 접착제 중량은 솔리드의 백분율, 그라비아 체적, 패턴 깊이 및/또는 그라비아 실린더의 속도. 그라비아 인쇄에 의해 호일에 접착제를 도포한 후, 기재(예: 베이스 직물(20))를 접착제 함유 호일에 라미네이트한다. 그 다음 라미네이트는 연속 공정으로 압축되고 경화되며, 그 후 캐리어 재료는 벗겨져 그라비아 롤러에 새겨진 패턴과 일치하는 패턴으로 기재 상에 다층 다기능 열 관리 요소(15)를 남긴다.
다양한 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소(15)는 패턴 또는 연속 또는 불연속 어레이로 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 15a 내지 도 15h에 예시된 바와 같이, 열 관리 요소는 개별 솔리드 또는 폐쇄 루프 부재의 어레이 형태를 취할 수 있고, 원하는 패턴으로 베이스 직물에 접착되거나 고정될 수 있다. 이러한 구성은 사용자에게 절연재를 제공하는 동시에 베이스 직물이 원하는 특성(예: 호흡 및 신축)을 수행하도록 허용하는 것으로 밝혀졌다. 다양한 구현예에서, 그러한 불연속적이고, 별개의, 분리된 다층 다기능 열 관리 요소는 원, 삼각형, 정사각형, 오각형, 육각형, 팔각형, 별, 십자가, 초승달, 타원형, 또는 임의의 다른 적절한 형상의 형태를 가질 수 있다.
도 15a 내지 도 15h에 예시된 구현예는 다층 다기능 열 관리 요소를 별개의 개별 요소로서 도시하지만, 일부 대안적인 실시예에서, 다층 다기능 열 관리 요소의 일부 또는 전부는 줄무늬, 물결선, 또는 매트릭스/격자 패턴 또는 베이스 직물의 부분적 적용범위를 허용하는 기타 패턴과 같은 것과 연결되도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 16a 내지 도 16f에 도시된 바와 같이, 베이스 직물에 배치된 다층 다기능 열 관리 요소의 구성은 부분적으로 또는 완전히 연결된 다양한 요소의 형태일 수 있으며, 패턴은 불연속 요소(도 15a 내지 도 15h에 예시된 것과 같은) 및 상호 연결된 기하학적 패턴(도 16a 내지 도 16f에 예시된 것과 같은)을 모두 결합시킬 수 있다. 다양한 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소의 패턴은 대칭, 정렬, 랜덤 및/또는 비대칭일 수 있다. 또한, 아래에서 논의되는 바와 같이, 다층 다기능 열 관리 요소의 패턴은 바디웨어의 성능을 개선하기 위해 전략적 위치에서 베이스 직물 상에 배치될 수 있다. 다양한 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소의 크기 및/또는 간격은 또한 베이스 직물의 기능성을 보존하면서 특정 영역에서 강화된 절연 특성에 대한 필요성의 균형을 맞추기 위해 바디웨어의 상이한 영역에서 변경될 수 있다.
다양한 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소의 배치, 패턴 및/또는 적용범위 비율은 변할 수 있다. 물론 적용범위 위치와 비율은 의복의 종류에 따라 달라질 수 있다. 일부 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소에 의한 적용범위의 정도는 필요에 따라 전체 의복에 걸쳐 점진적 방식으로 변할 수 있다. 다양한 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소의 패턴은 대칭, 정렬, 랜덤 및/또는 비대칭일 수 있다. 또한, 아래에서 논의되는 바와 같이, 다층 다기능 열 관리 요소의 패턴은 신체 마모의 성능을 개선하기 위해 전략적 위치에서 베이스 직물의 외부 대향 표면에 배치될 수 있다. 다양한 구현예에서, 다층 다기능 열 관리 요소의 크기는 또한 강화된 절연 특성에 대한 필요성의 균형을 맞추고 베이스 직물의 기능을 보존하기 위해 변경될 수 있다.
실시예
다양한 구현예에서, 여기에 설명된 열 관리 재료는 여기에 개시된 열 관리 재료가 없는 다른 절연 재료와 비교하여 우수한 열 관리 및 절연 특성을 가질 수 있다.
ASTM G173은 지표면에서 태양 스펙트럼을 제공한다. UV 영역에서 총 태양 전력의 비율은 3.2% 이고(UVA 및 UVB, 0.28 내지 0.38 μm), 가시 영역(0.38 내지 0.78 μm)에서 53.4% 이고, 근적외선 영역(0.78 내지 3.0 μm)에서 43.4% 이다. 사실상 모든 태양 에너지는 2.5 μm 미만의 파장에 포함된다(도 2 참조).
플랑크 분포는 주어진 절대 온도(도 3 참조)에서 흑체 표면에 의해 방출되는 복사를 제공한다: 일반적인 표면 온도(0℃ 내지 70℃)에서 피크 방출은 ~10 μm 에서이다. 표면 방출은 훨씬 덜 강렬하지만 태양 조사보다 훨씬 넓다. 명목적 피부 온도(35℃)에서 흑체에서 방출되는 에너지의 ca. 95%는 스펙트럼 영역 5μm ≤ λ ≤ 40μm에 포함된다.
열 방출 또는 방출율은 복사 열 에너지를 방출하는 물체의 능력의 척도이다. 방사율 값은 0과 1 사이에서 다양하다. 금속은 낮은 열 방출율과 높은 열 반사율을 나타내는 경향이 있다. 중합체는 높은 열 방출율과 낮은 열 반사율을 나타내는 경향이 있다.
주어진 물체에 대해 측정된 방출율은 표면의 재료 특성에 따라 다르다. 사실, 페인트는 중합체 코팅이고 흑색 착색제는 일반적으로 다른 착색제보다 더 많은 적외선 열복사를 흡수하고 방출하기 때문에 금속 물체를 흑색으로 칠하여 금속 물체의 방출율을 높이는 것이 일반적이다. 이것은 도 4에 도시된 테스트에 의해 입증된다. 금속 플레이트(401)는 고방출 표면을 생성하기 위해 흑색으로 칠해진 핫플레이트(405)에 배치되었다. 고방출 흑색 전기 테이프(406) 조각(테이프는 접착층이 있는 중합체 필름임)을 금속판(401) 위에 놓았다. 이 설정은 스탠드(412)의 적외선(IR) 열화상 카메라(410)를 사용하여 이미지화되었다. 일반적으로 열 방출에 비례하는 라디오시티를 직접 측정하였다. 이 라디오시티는 플랑크 분포에 따라 카메라 내부 소프트웨어를 사용하여 온도로 변환되며, 결과는 일반적으로 온도 또는 겉보기 온도로 보고된다. IR 카메라의 주어진 방출율 설정에 대해 동일한 실제 온도로 유지되는 물체의 열 방출율은 카메라로 측정한 겉보기 온도에 비례한다. 핫플레이트를 약 37℃로 설정하고 열화상을 측정했다. 열전대를 사용하여 핫플레이트(화살표(415) 참조)와 금속판(화살표(418) 참조)의 온도가 약 37℃가 되도록 하였다(도 4 참조).
이 테스트의 결과는 도 5에 도시되어 있다. 인공물 영역(502)은 금속판(401) 상의 열 카메라(예: 도 4의 카메라(410))의 반사로 인해 마스크된다(도 4에서 카메라가 금속판 바로 위에 있는 방식 주목). 칠해진 흑색 핫플레이트(405)(Box 2(405a)에 해당)는 36.5℃의 겉보기 온도로 나타나며, 이는 열전대를 사용하여 측정한 실제 온도와 일치한다. 대조적으로, 금속판(401)(Box 1(401a)에 해당)은 22.4℃의 겉보기 온도로 나타나며, 이는 열전대를 사용하여 측정한 실제 온도보다 훨씬 낮다. 이는 금속판이 흑색으로 칠해진 지역보다 복사열 에너지를 덜 방출하는 것을 나타낸다. 따라서 물체의 최외곽 표면이 금속성인 경우 물체는 주변으로 복사를 통해 열 에너지를 잃는 것과는 대조적으로 낮은 열 방출을 나타내고 더 많은 열을 보유할 것으로 예상된다. 이것은 아래에 접착층이 있는 얇은 중합체 필름인 흑색 전기 테이프(406)의 작은 스트립을 금속판(401) 위에 배치함으로써 추가로 설명된다. 흑색 전기 테이프의 겉보기 온도(Box 3(406a)에 해당)는 36.8℃로 열전대를 사용하여 측정한 금속판의 실제 온도와도 일치한다. 물체의 최외곽 표면이 중합체인 경우 물체는 높은 열 방출을 나타낼 것으로 예상되어 더 큰 복사열 손실을 초래한다.
도 6, 7, 9 및 10에 도시된 바와 같이, 열 관리 요소(도 6 및 도 7) 및 직물 표면에 결합된 열 관리 요소(도 9 및 도 10)는 열 방출 및 태양광 흡수를 측정하기 위해 테스트되었다. 자외선, 가시광선 및 근적외선(UV/Vis/NIR)의 파장 범위(0.25μm < λ < 2.5μm)를 구성하는 태양 범위의 스펙트럼 측정은 일반적으로 ASTM E903에 따라 LPSR(Laboratory Portable SpectroReflectometer) 300 분광광도계를 사용하여 수행되었다. 중간 IR(MIR) 열 범위를 구성하는 2.5 내지 40 μm의 스펙트럼 측정은 일반적으로 ASTM E408에 따라 Pike Upward MID 적분구가 있는 Nicolet iS50 푸리에 변환 적외선(FTIR) 분광광도계를 사용하여 수행되었다. 각 측정에 대한 평균 스폿 크기: UV/Vis/NIR(0.25 내지 2.5 μm)의 경우 직사각형 스폿 ca. 7.6mm × 2mm; MIR(2.5 내지 40 μm)의 경우 타원형 반점 ca. 8.5mm × 7.5mm. 두 기기 모두에서 측정 스폿 크기는 측정이 다중 재료(즉, 섬유 및 요소) 직물 표면에 대한 스펙트럼 응답의 평균을 나타내는 직물 표면에 적용될 때 열 관리 요소에 비해 충분히 큰 것으로 결정되었다. 이는 각 기기의 서로 다른 위치에서 채취한 3개의 샘플에서 얻은 측정값 간의 편차를 고려하여 확인되었다. 열 관리 요소는 카드 스톡에서 측정되었다.
반사율 및 투과율 측정을 수행하였다. 에너지 보존에 따라 반사율(ρ(λ)) + 투과율(τ(λ)) + 흡수율(α(λ)) = 1이 지정되므로, 물체의 흡수율은 측정된 스펙트럼 반사율과 투과율에서 계산할 수 있다. Kirchoff의 법칙에 따라 스펙트럼 방출율(ε(λ))은 스펙트럼 흡수율(α(λ))과 같다. 직물 및 카드 스톡은 5μm ≤ λ ≤ 40μm에 대해 명목상 불투명하다(즉, τ = 0). 따라서 α(λ) = 1 - ρ(λ), = ε(λ) 이다.
가중평균 열 방출율은 다음과 같이 계산할 수 있다:
Figure pct00011
(4)
여기서 G(λ)는 35℃에서 플랑크 흑체 분포이다.
가중평균 태양 흡수율은 다음과 같이 계산할 수 있다:
Figure pct00012
(5)
여기서 G(λ)는 ASTM G173에 의해 주어진 태양 스펙트럼이다.
도 6, 7, 9 및 10을 참조하면, 얇은 흑색 중합체 층이 얇은 금속성 층 위에 놓인 최외각 층인 다층 열 관리 요소를 포함하는 샘플은 순수한 흑색 중합체 열 관리 요소보다 더 낮은 열 방출율을 유도한다. 이것은 예상치 못한 놀라운 결과였다.
구체적으로, 도 6은 은 열 관리 요소(라인(605))(예: 고 태양 흡수층에 착색제가 없는 경우), 본 개시내용의 다층 다기능 열 관리 요소(라인(610)), 그리고 흑색 중합체 열 관리 요소(라인(615))(예: 금속이 없는 순수한 흑색 중합체 열 관리 요소)를 포함하는 다양한 열 관리 요소의 파장 대 열 방출율을 도시한다. 도 6에 도시된 예에서, 다층 다기능 열 관리 요소(라인(610))는 흑색 금속성 다층 다기능 열 관리 요소로 구성되었다. 구체적으로, 저열 방출층(예: 도 1에서 저열 방출 층(16))은 금속을 포함하고 고 태양 흡수층(예: 도 1에서 고 태양 흡수층(18))은 중합체성 오버레이어에서 흑색 착색제를 포함하였다. 은 열 관리 요소(라인(605))는 10.3%의 가중평균 열 방출율을 나타냈고, 흑색 금속성 다층 다기능 열 관리 요소(라인(610))는 53.8%의 가중평균 열 방출율을 나타냈으며, 흑색 중합체 열 관리 요소(라인(615))는 91.3%의 가중평균 열 방출율을 나타냈다.
도 7은 은 열 관리 요소(라인(705)), 다층 다기능 열 관리 요소(라인(710)) 및 흑색 중합체 열 관리 요소(라인(715))를 포함하는, 도 6과 관련하여 위에서 논의된 다양한 열 관리 요소의 파장 대 태양 흡수율을 도시한다. 도 6과 관련하여 위에서 논의된 것과 유사하게, 다기능 열 관리 요소는 흑색 금속성 다층 다기능 열 관리 요소를 포함한다. 은 열 관리 요소(라인(705))는 17.1%의 가중평균 흡수율을 나타냈고, 다층 다기능 열 관리 요소(라인(710))는 91.5%의 가중평균 흡수율을 나타냈으며, 흑색 중합체 열 관리 요소(라인(715))는 93.5%의 가중평균 열 방출율을 나타냈다.
도 9는 2개의 상이한 직물에 대한 열 방출량 대 파장을 예시한다: 흑색 베이스 직물(라인(905)) 및 본 발명의 다층 다기능 열 관리 요소(라인(910))가 결합되는 동일한 흑색 베이스 직물은 결합되고 표면의 55%를 덮는다. 도 9를 참조하면, 다기능 열 관리 요소는 도 6 및 도 7과 관련하여 위에서 논의된 것과 유사한 흑색 금속성 다층 다기능 열 관리 요소를 포함하였다. 다기능 열 관리 요소가 없는 흑색 베이스 직물(라인(905))은 93.5%의 가중평균 방출율을 나타냈다. 다층 다기능 열 관리 요소(라인(910))가 결합된 흑색 베이스 직물은 68.3%의 가중평균 방출율을 나타냈다.
도 10은 도 9와 관련하여 위에서 논의된 2개의 상이한 직물, 구체적으로 흑색 베이스 직물(라인(1005)) 및 본 발명의 다층 다기능 열 관리 요소가 결합(라인(1010))되고 표면의 55%를 덮는 동일한 흑색 베이스 직물에 대한 파장 대 태양 흡수율을 도시한다. 다기능 열 관리 요소가 없는 흑색 베이스 직물(라인(1005))은 91.9%의 가중평균 흡수율을 나타냈다. 다층 다기능 열 관리 요소(라인(1010))가 결합된 흑색 베이스 직물은 92.0%의 가중평균 흡수율을 나타냈다.
열 저항은 일반적으로 ASTM F-1868, Part A: Dry Heat Transport에 따라 표준 핫플레이트 방법을 사용하여 Tplate = 35℃, Tambient = 20℃, 상대 습도 = 65%, 및 공기 속도 = 1 m/s의 조건 하에 측정되었다. 직물 표면에 은박이 적층된 6가지 상이한 직물에 대한 결과가 표 1에 나와 있다. 각 직물에 대해, 은박이 열원과 반대 방향으로 향하는 직물의 최외곽 표면에 있을 때 열 저항이 훨씬 더 크다. 은박 표면 적용범위가 더 크면 주어진 직물에 대해 열 저항도 더 크다.
열원에서 멀어질수록 HME가 위로 향하게 할수록 증가를 나타내는, 은 열 관리 요소(HME)가 직물 표면에 적층된 직물의 열 저항(clo)
직물 상세사항 중량(gsm) 열 저항(clo) 열 저항, 포일업(foil up)(clo) 열 저항 증가
저지 니트(Jersey Knit)에서 30% 은(silver) 173 0.115 0.138 20%
라이트 안감(Lite Lining)에서 30% 은 57 0.033 0.055 67%
인터록(Interlock)에서 30% 은 147 0.079 0.103 31%
저지 니트에서 55% 은 176 0.103 0.154 50%
라이트 안감에서 55% 은 58 0.052 0.091 76%
인터록에서 55% 은 151 0.086 0.132 54%
열원에서 멀어질수록 다층 다기능 흑색 열 관리 요소가 위로 향하게 할수록 증가함을 보여주는, 직물 표면에 적층된 다층 흑색 열 관리 요소가 있는 직물의 열 저항(clo). 직물 표면에 입사되는 태양 분율은 0 이다.
직물 상세사항 중량(gsm) 열 저항(clo) 열 저항, 포일업(foil up)(clo) 열 저항 증가
라이트 쉘(Lite Shell)에서 55% 흑색 63 0.082 0.095 15%
이중직(Double Weave)에서 55% 흑색 85 0.0063 0.0080 27%
Lt Wt ODX에서 55% 흑색 64 0.0103 0.0138 34%
Matte Dry에서 55% 흑색 88 0.0055 0.0095 73%
얇은 중합체 층(예: 얇은 흑색 중합체 층)이 최외곽 층인 직물 상의 본 발명의 다층 열 관리 요소는 증가된 열 유지를 유도한다. 이것은 예상치 못한 놀라운 결과이다. 입사 태양 복사가 없을 때 베이스 직물에 대한 열 유지 증가로 이어지는 것 외에도, 추가 결과는 태양 복사가 흑색 외곽층에 의한 흡수 및 열 관리 재료로의 전도로 인해 열 부하(load)에 추가될 때 열 유지가 훨씬 더 증가함을 나타낸다.
열 모델(도 11a) 및 열 저항 네트워크(도 11b)는 열을 유지하는 데 있어 텍스타일 직물에 대한 열 방출율 및 태양 흡수율의 상대적 중요성에 대한 재료 및 환경 매개변수의 영향을 결정하기 위해 개발되었다. 모델의 매개변수는 다음을 포함한다: 직물 표면 열 방출율, 직물 표면 태양 흡수율, 직물 열 저항, 직물과 피부 사이의 공극(air gap), 주변 온도, 입사 태양 분율(즉, 의복 표면에 도달하는 태양 복사 에너지의 백분율), 공기 속도 및 활동 수준. 열 모델링의 일부 결과는 도 12에 세 가지 상이한 직물에 대한 피부 열 대 직물에 도달하는 태양 에너지 분율을 보여준다: 흑색 베이스 직물(라인(1205)), 최외곽 표면(라인(1210))에 50% 은 열 관리 요소가 있는 동일한 흑색 베이스 직물, 그리고 최외곽 표면(라인(1215))에 본 발명의 50% 다층 흑색 열 관리 요소가 있는 동일한 흑색 베이스 직물. 직물에 도달하는 태양 분율이 0일 때 최외곽 표면에 은 열 관리 요소가 있는 직물이 가장 많은 열을 유지한다. 이것은 열 저항 측정과 일치한다(표 1 참조). 그러나 약 3%(화살표(1220)으로 예시적으로 표시됨) 이상의 태양 분율의 경우 최외곽 표면에 다층 흑색 열 관리 요소가 있는 직물이 가장 많은 열을 유지한다. 햇빛이 전혀 없는 것부터 최대의 햇빛까지 전체 태양 분율 범위에서 최외곽 표면에 다층 다기능 흑색 열 관리 요소가 있는 직물은 흑색 직물 단독보다 더 많은 열을 유지한다. 이것은 다층 열 관리 요소의 낮은 방출율, 높은 태양 흡수율의 다기능 특성과 일치하며, 열 저항 측정과 일치한다(표 2 및 도 12 참조).
도 13은 다층 다기능 열 관리 요소(HME, 도 13에서 흑색 점으로 도시됨)가 결합되고 표면의 55%를 덮는 동일한 흑색 베이스 직물과 흑색 베이스 직물에 의해 트랩된 열을 결정하기 위해 수행된 실험의 개략적인 설정을 예시한다. 두 개의 직물은 섬유질 절연재의 두 층(층당 80 gsm) 위에 나란히 놓인다. 열전대(tc)는 각 직물(tca 및 tcb) 아래와 두 절연층(tcc 및 tcd) 사이에 배치되었다. 핫플레이트는 코어 체온(37℃) 근처로 설정되었고, 전체 설정은 4℃의 저온실에 배치되었다. 개략도에서 태양으로 지정되고 태양 복사를 시뮬레이션하는 데 사용되는 Sunlite ENH 250-watt/MR16 투명 전구를 직물 표면에서 약 23cm 위에 배치했다.
도 14는 도 13에 도시된 실험 설정을 사용하여 수집된 데이터의 그래프이다. 모의된 태양 복사에 노출되기 전에, HME가 없는 동일한 베이스 직물 하의 정상 상태 온도보다 절연층 내에서도 다층 다기능 열 관리 요소(HME)가 있는 베이스 직물 하에서의 정상 상태 온도가 더 높다. 이 결과는 HME가 있는 직물 아래에 더 많은 열이 가두어져 있음을 보여준다. 태양 복사에 대한 노출을 시뮬레이션하기 위해 조명을 켠 후, HME가 없는 동일한 베이스 직물 하에서보다 절연층 내에서도 HME가 있는 베이스 직물 하에서 온도가 더 높게 상승한다.
또한, 조명이 꺼진 후, 직물/절연층 스택으로 흡수 및 전도된 열은 HME가 없는 동일한 베이스 직물 하에 흡수 및 전도된 열보다 절연층 내에서도 HME가 있는 베이스 직물 하에서 더 오래 유지된다. 이는 흑색 HME와 흑색 직물의 태양 흡수율 값이 거의 동일하다는 사실에 비추어 놀라운 결과였다. 이러한 결과는 놀랍게도 HME가 더 많은 열을 흡수하고, 재료로 전도하며, 유사한 태양 흡수율로 특징되는 베이스 직물보다 더 오래 유지하는 태양 집열기로 기능한다는 것을 보여준다.
따라서, 본 구현예에서 논의되는 열 관리 재료는 외부 대향 표면 및 내부 대향 표면을 갖는 베이스 직물, 그리고 베이스 재료의 외부 대향 표면에 결합된 복수의 다층 다기능 열 관리 요소를 포함한다. 일 예에서, 복수의 다층 다기능 열 관리 요소 각각은 저열 방출층 및 고 태양 흡수층을 포함할 수 있으며, 여기서 열 관리 재료는 0.8 미만의 가중평균 열 방출율을 갖는다.
다른 구현예에서, 바디웨어 물품은 열 관리 재료를 포함하고, 열 관리 재료는 외부 대향 표면 및 내부 대향 표면을 갖는 베이스 직물, 그리고 베이스 재료의 외부 대향 표면에 결합된 복수의 다층 다기능 열 관리 요소를 가진다. 이러한 예에서, 복수의 다층 다기능 열 관리 요소 각각은 저열 방출층 및 고 태양 흡수층을 포함할 수 있으며, 여기서 열 관리 재료는 0.8 미만의 가중평균 열 방출율을 갖는다.
또 다른 구현예에서, 열 관리 재료의 제조 방법은 외부 대향 표면 및 내부 대향 표면을 갖는 베이스 직물을 선택하는 단계, 그리고 하나 이상의 다층 다기능 열 관리 요소를 베이스 직물의 외부 대향 표면에 결합하는 단계를 포함한다. 그러한 예에서, 하나 이상의 다층 다기능 열 관리 요소 각각은 저열 방출층 및 고 태양 흡수층을 포함할 수 있다.
특정 구현예가 여기에 예시되고 설명되었지만, 동일한 목적을 달성하기 위해 계산된 매우 다양한 대안적 및/또는 등가 구현예 또는 구현이 범위를 벗어나지 않고 표시 및 설명되는 구현예를 대체할 수 있다는 것이 당업자에 의해 인식될 것이다. 범위를 벗어나지 않고 표시 및 설명됩니다. 당업자는 구현예가 매우 다양한 방식으로 구현될 수 있음을 쉽게 이해할 것이다. 본 출원은 여기에 논의된 구현예의 임의의 적응 또는 변형을 포함하도록 의도된다. 따라서, 구현예는 청구항 및 그 균등물에 의해서만 제한되는 것으로 명백히 의도된다.

Claims (50)

  1. 외부 대향 표면 및 내부 대향 표면을 갖는 베이스 직물; 및
    상기 베이스 재료의 외부 대향 표면에 결합된 복수의 다층 다기능 열 관리 요소를 포함하는 열 관리 재료로서,
    상기 복수의 다층 다기능 열 관리 요소 각각은
    저열 방출층; 및
    고 태양 흡수층을 포함하고,
    상기 열 관리 재료는 0.8 미만의 가중평균 열 방출율을 갖는 것인 열 관리 재료.
  2. 제1항에서,
    상기 열 관리 재료는 0.5 이상의 가중평균 태양 흡수율을 갖는 것인 열 관리 재료.
  3. 제1항에서,
    상기 열 관리 재료는 0.1 내지 0.8의 가중평균 열 방출율을 갖는 것인 열 관리 재료.
  4. 제1항에서,
    상기 저열 방출층은 금속 호일인 것인 열 관리 재료.
  5. 제4항에서,
    상기 금속 호일은 알루미늄인 것인 열 관리 재료.
  6. 제1항에서,
    상기 저열 방출층은 5 nm 내지 100 nm의 두께를 갖는 것인 열 관리 재료.
  7. 제6항에서,
    상기 저열 방출층의 두께는 30 nm 내지 50 nm인 것인 열 관리 재료.
  8. 제1항에서,
    상기 고 태양 흡수층은 0.1 ㎛ 내지 10.0 ㎛의 두께를 갖는 것인 열 관리 재료.
  9. 제8항에서,
    상기 고 태양 흡수층의 두께는 1.0 ㎛ 내지 1.4 ㎛인 것인 열 관리 재료.
  10. 제1항에서,
    상기 고 태양 흡수층은 중합체성 오버레이어를 포함하는 것인 열 관리 재료.
  11. 제1항에서,
    상기 고 태양 흡수층은 착색제를 포함하는 것인 열 관리 재료.
  12. 제11항에서,
    상기 착색제는 흑색 착색제인 것인 열 관리 재료.
  13. 제12항에서,
    상기 착색제는 광 노출시 투명에서 착색으로 변하는 광변색성 착색제인 것인 열 관리 재료.
  14. 제1항에서,
    상기 복수의 다층 다기능 열 관리 요소의 표면 적용범위 영역은 적어도 하나의 1인치 x 1인치 단위 셀에서 상기 베이스 직물의 외부 대향 표면의 약 5% 내지 약 95%인 것인 열 관리 재료.
  15. 제1항에서,
    상기 복수의 다층 다기능 열 관리 요소의 표면 적용범위 영역은 상기 열 관리 재료의 서로 다른 영역에 걸쳐 변하는 것인 열 관리 재료.
  16. 제1항에서,
    상기 복수의 다층 다기능 열 관리 요소 각각은 직경이 0.1 mm 내지 10.0 mm인 것인 열 관리 재료.
  17. 제1항에서,
    상기 열 관리 재료는 코트, 재킷, 신발, 부츠, 슬리퍼, 장갑, 벙어리 장갑, 모자, 스카프, 바지, 양말, 텐트, 배낭, 침낭, 담요, 셔츠, 풋웨어 또는 풀오버의 일부인 것인 열 관리 재료.
  18. 열 관리 재료를 포함하는 바디웨어 물품으로서,
    상기 열 관리 재료는
    외부 대향 표면 및 내부 대향 표면을 갖는 베이스 직물; 및
    상기 베이스 재료의 외부 대향 표면에 결합된 복수의 다층 다기능 열 관리 요소를 포함하고,
    상기 복수의 다층 다기능 열 관리 요소 각각은
    저열 방출층; 및
    고 태양 흡수층을 포함하고,
    상기 열 관리 재료는 0.8 미만의 가중평균 열 방출율을 갖는 것인 바디웨어 물품.
  19. 제18항에서,
    상기 열 관리 재료는 0.5 이상의 가중평균 태양 흡수율을 갖는 것인 바디웨어 물품.
  20. 제18항에서,
    상기 열 관리 재료는 0.1 내지 0.8의 가중평균 열 방출율을 갖는 것인 바디웨어 물품.
  21. 제18항에서,
    상기 저열 방출층은 금속 호일인 것인 바디웨어 물품.
  22. 제21항에서,
    상기 금속 호일은 알루미늄인 것인 바디웨어 물품.
  23. 제18항에서,
    상기 저열 방출층은 5 nm 내지 100 nm의 두께를 갖는 것인 바디웨어 물품.
  24. 제23항에서,
    상기 저열 방출층의 두께는 30 nm 내지 50 nm인 것인 바디웨어 물품.
  25. 제18항에서,
    상기 고 태양 흡수층은 0.1 ㎛ 내지 10.0 ㎛의 두께를 갖는 것인 바디웨어 물품.
  26. 제25항에서,
    상기 고 태양 흡수층의 두께는 1.0 ㎛ 내지 1.4 ㎛인 것인 바디웨어 물품.
  27. 제18항에서,
    상기 고 태양 흡수층은 중합체성 오버레이어를 포함하는 것인 바디웨어 물품.
  28. 제18항에서,
    상기 고 태양 흡수층은 착색제를 포함하는 것인 바디웨어 물품.
  29. 제28항에서,
    상기 착색제는 흑색 착색제인 것인 바디웨어 물품.
  30. 제28항에서,
    상기 착색제는 광 노출시 투명에서 착색으로 변하는 광변색성 착색제인 것인 바디웨어 물품.
  31. 제18항에서,
    상기 복수의 열 관리 요소의 표면 적용범위 영역은 적어도 하나의 1인치 x 1인치 단위 셀에서 상기 베이스 직물의 외부 대향 표면의 약 5% 내지 약 95%인 것인 바디웨어 물품.
  32. 제18항에서,
    상기 복수의 열 관리 요소의 표면 적용범위 영역은 상기 열 관리 재료의 서로 다른 영역에 걸쳐 변하는 것인 바디웨어 물품.
  33. 제18항에서,
    상기 복수의 다층 다기능 열 관리 요소 각각은 직경이 0.1 mm 내지 10.0 mm인 것인 바디웨어 물품.
  34. 제18항에서,
    상기 바디웨어 물품은 코트, 재킷, 신발, 부츠, 슬리퍼, 장갑, 벙어리 장갑, 모자, 스카프, 바지, 양말, 침낭, 담요, 셔츠, 풋웨어 또는 풀오버인 것인 바디웨어 물품.
  35. 외부 대향 표면 및 내부 대향 표면을 갖는 베이스 직물을 선택하는 단계; 및
    하나 이상의 다층 다기능 열 관리 요소를 상기 베이스 직물의 외부 대향 표면에 결합하는 단계를 포함하고,
    상기 하나 이상의 다층 다기능 열 관리 요소 각각은
    저열 방출층; 및
    고 태양 흡수층을 포함하는 것인 열 관리 재료의 제조 방법.
  36. 제35항에서,
    상기 열 관리 재료는 0.5 이상의 가중평균 태양 흡수율을 갖는 것인 방법.
  37. 제35항에서,
    상기 열 관리 재료는 0.1 내지 0.8의 가중평균 열 방출율을 갖는 것인 방법.
  38. 제35항에서,
    상기 저열 방출층은 금속 호일인 것인 방법.
  39. 제38항에서,
    상기 금속 호일은 알루미늄인 것인 방법.
  40. 제35항에서,
    상기 저열 방출층은 5 nm 내지 100 nm의 두께를 갖는 것인 방법.
  41. 제40항에서,
    상기 저열 방출층의 두께는 30 nm 내지 50 nm인 것인 방법.
  42. 제35항에서,
    상기 고 태양 흡수층은 0.1 ㎛ 내지 10.0 ㎛의 두께를 갖는 것인 방법.
  43. 제42항에서,
    상기 고 태양 흡수층의 두께는 1.0 ㎛ 내지 1.4 ㎛인 것인 방법.
  44. 제35항에서,
    상기 고 태양 흡수층은 중합체성 오버레이어를 포함하는 것인 방법.
  45. 제35항에서,
    상기 고 태양 흡수층은 착색제를 포함하는 것인 방법.
  46. 제45항에서,
    상기 착색제는 흑색 착색제인 것인 방법.
  47. 제45항에서,
    상기 착색제는 광 노출시 투명에서 착색으로 변하는 광변색성 착색제인 것인 방법.
  48. 제35항에서,
    상기 복수의 열 관리 요소의 표면 적용범위 영역은 적어도 하나의 1인치 x 1인치 단위 셀에서 상기 베이스 직물의 외부 대향 표면의 5% 내지 95%인 것인 방법.
  49. 제35항에서,
    상기 복수의 열 관리 요소의 표면 적용범위 영역은 상기 열 관리 재료의 서로 다른 영역에 걸쳐 변하는 것인 방법.
  50. 제35항에서,
    상기 복수의 열 관리 요소 각각은 직경이 0.1 mm 내지 10.0 mm인 것인 방법.
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