TWI605162B - 流體管理裝置及方法 - Google Patents

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TWI605162B
TWI605162B TW104109005A TW104109005A TWI605162B TW I605162 B TWI605162 B TW I605162B TW 104109005 A TW104109005 A TW 104109005A TW 104109005 A TW104109005 A TW 104109005A TW I605162 B TWI605162 B TW I605162B
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潘挺睿
邢思遠
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加州大學董事會
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Description

流體管理裝置及方法 參考相關申請案
此申請案係對於2014年月3日21提申的美國臨時專利申請案編號61/969,040作權利及優先權主張，該案整體內容以參照方式併入本文。
聯邦資助研發聲明
不適用
電腦程式附錄的參照方式併入
不適用
受著作權保護物之告知
不適用
背景
1.技術領域
此揭示的技術係概括有關流體管理，且更特別有關利用不同的相鄰可濕潤性區以在一基材上形成一流體網路結構之流體流的管理。或者，所揭露的技術係有關一用於流體管理之整合式流體流網路。
2.背景技術
流汗是人體熱調節的主要手段，在其期間，皮膚上係分泌汗(主要由水構成)，且流體蒸發係從底下的表面移除熱量。若在強力活動期間不作有效率的汗移除，累積性汗係會大幅增加皮膚周遭的濕度位準，導致一種很不舒服的感覺。採用高度芯吸布料的活動衣物(activewear)已經係為用於從身體移除汗之現今標準解決方案。這些以芯吸(wicking)為基礎的布料係利用布料的毛細作用來吸收濕氣。其係仰賴蒸發以消散濕氣並乾燥布料。然而，此芯吸蒸發濕氣移除模式係存在嚴重問題。例如，在被完全水合之後，飽和的布料之重量將增加且芯吸程序將停止。此飽和的布料會導致皮膚的不舒服感覺。隨著濕氣阻絕布料纖維之間的空氣通路，布料的氣體滲透率(gas permeability)亦將減小。這些布料並未以一種使人體舒適的方式來管理濕氣。較少流汗之初始乾的區域、包括身體及腹部區域的側邊係快速地被從胸部區域所芯吸的濕氣所覆蓋並變成同時不舒適。從頭與頸區域所流下之大量濕氣係使運動衫的胸部與背部飽和。
新開發的高科技布料、包括NanoTex®及芯吸窗，試圖藉由修改布料內裡來解決此問題。例如，NanoTex®發明係將布料的內表面層(接觸於濕氣產生表面或皮膚之表面)修改成為比外側更不具親水性。結果，濕氣將被轉移至布料外側並蒸發。芯吸窗布料利用一類似概念。布料的內表面層係被修改以形成一不連續斥水性圖案。因此，布料內的濕面積係降低，且更多濕氣被轉移至布料外側以被 吸收。然而，這些布料中仍存在關鍵問題。氣體滲透率係降低，且當布料吸收液體時，重量大為增加。
另一範例布料係利用一3D編織結構(x-bionic®)來生成布料的一彎曲狀結構，以降低布料的接觸面積並改良氣體流。然而，布料的總面積係因為彎曲而增大。當布料相較於正常布料變得濕潤時，增大的面積係導致重量變化的額外增加。
另一範例係為dri-release®布料，其利用親水性及斥水性纖維的一摻合物來解決天然纖維的常見問題。然而，最終結果仍為一種當製成布料時不能運送或移除流體之親水性纖維。
係描述一種裝置及方法，其係利用不同的可濕潤性區以形成一用於流體管理之流體網路結構。根據所描述技術的一實施例，流體網路結構係包括在一基材內由不同可濕潤性區所形成之流體通路。這些流體通路網路係可設計成類似基材內的一虹吸系統並可主要利用重力來運送及移除濕氣，而非毛細吸收。在部分情形中，布料施加在濕氣上的表面張力或壓縮力係將利於流體運送。
在目前所描述技術的一形態中，基材係包括不同的可濕潤性區，不同的可濕潤性區係為液體吸收性且形成一可濕潤性梯度。當流體接觸到基材時，流體沿著梯度從較小液體吸收性區移動至較大液體吸收性區。
在目前技術的一形態中，基材係包括由相鄰的液 體吸收性及液體斥性區形成之流體通路。可藉由流體斥性區所產生的壓縮力以利於進入液體吸收性流體通路中之流體運送。
說明書下列部分中將提出本文所描述技術的進一步形態，其中詳細描述係為了完整揭露該技術的較佳實施例，而非施予限制。
100,700,900,1000,1100,1300,1500,1700,1800,1900,2200,3500,3600,3800,4200,4300‧‧‧實施例
102,2202,3902‧‧‧液體吸收性區
104,3514,4130‧‧‧液體斥性區
104’‧‧‧支撐結構
106‧‧‧材料/材料基材
108,304,3108,3308,3514,3704,4008,4126,4128,4204,4206,4404,4406,4504,4506,4606,4608,4704‧‧‧滴落點
110‧‧‧皮膚
112,1202‧‧‧濕氣
116‧‧‧液體微滴
118‧‧‧通路
118’‧‧‧主運送通路
602‧‧‧底區
604‧‧‧液體斥性層
702,2402‧‧‧圖案
802‧‧‧液體吸收性圓形
1002‧‧‧內表面層
1004‧‧‧窄區
1200‧‧‧設計
1402‧‧‧液體斥性間隙
1502‧‧‧內表面
1702‧‧‧水斥性乾層
1802‧‧‧液體斥性材料
1804‧‧‧圓形圖案
1806‧‧‧黏劑
1902,2002‧‧‧吸收性材料
2204‧‧‧較小液體吸收性區
2206‧‧‧方向
2400‧‧‧液體斥性塗覆物
2404‧‧‧液體吸收性材料
2406,2500‧‧‧絲網滾子
2600‧‧‧內表面層圖案
2700‧‧‧針織的流體通路結構
2702‧‧‧液體斥性纖維
2704‧‧‧液體吸收性纖維
3100,3208‧‧‧影像
3102‧‧‧流體網路布料
3104‧‧‧傳統濕氣芯吸聚酯
3106,3400,4202,4302,4505,4702‧‧‧流體通路
3110‧‧‧注射泵
3112‧‧‧微滴
3114‧‧‧細管
3202‧‧‧液體吸收性聚酯布料圖案條
3204‧‧‧液體斥性基材纖維
3206‧‧‧塑膠板
3300,3620,3622‧‧‧汗衫的前部
3302,3624‧‧‧汗衫的背部
3304‧‧‧流體通路網路
3306‧‧‧較低汗率的區
3402‧‧‧底運送通路
3502‧‧‧中間區/衣物的中心區
3504‧‧‧左側區
3506‧‧‧右側區
3508‧‧‧汗衫的腹部區
3510‧‧‧上液體吸收性區
3512‧‧‧中間液體吸收性區
3518,3520‧‧‧衣物側邊的滴落點
3602‧‧‧詳細液體吸收性通路
3604‧‧‧頭/頸區
3606‧‧‧左液體吸收性通路胸部區
3608‧‧‧右液體吸收性通路胸部區
3610‧‧‧主液體吸收性通路
3612,3614‧‧‧底滴落點
3616,3618‧‧‧汗衫側邊的滴落點
3626,3628‧‧‧主分離的液體吸收性區
3630,3632‧‧‧側邊滴落點
3700‧‧‧汗衫實施例
3702,3808,4602,4802‧‧‧液體吸收性通路
3706‧‧‧汗衫的袖子
3802‧‧‧底液體吸收性板片
3804,3806‧‧‧液體吸收性側板片
3900‧‧‧範例
3904‧‧‧下背部區域/腹部區
3906,3908‧‧‧汗衫的側滴落點
4000‧‧‧流體通路網路的圖式
4002‧‧‧短流體通路
4006‧‧‧根形流體通路
4100‧‧‧前板片
4102‧‧‧頂液體吸收性通路區
4104,4106‧‧‧腋下區域滴落點
4108,4200,4400‧‧‧短褲
4108‧‧‧中心液體吸收性區/圓形
4110,4112‧‧‧汗衫
4118,4120‧‧‧上側滴落點
4122‧‧‧左中心液體吸收性區
4124‧‧‧右中心液體吸收性區
4132‧‧‧底液體吸收性區
4402‧‧‧流體吸收性通路
4500‧‧‧襪子的實施例
4600‧‧‧頭帶的實施例
4604‧‧‧液體斥性區域
4700‧‧‧單車衣物
4800‧‧‧帳篷的實施例
4804‧‧‧屋頂的頂部
4806‧‧‧帳篷的底部
4808‧‧‧通路的短“肋”
4810‧‧‧長運送通路
4812‧‧‧側壁
d‧‧‧垂直通路3602之間的距離
d‧‧‧距離
D‧‧‧間隙
L‧‧‧通路118的長度
W‧‧‧通路的寬度
將參照僅供示範用的下列圖式更完整瞭解本文所描述技術：圖1A是根據本描述的一實施例之一液體吸收性區的示意圖，液體吸收性區形成一基材之一液體斥性區內的一通路；圖1B是接觸於皮膚之圖1A中的材料之示意圖；圖2A是用以形成呈不同形狀的通路之液體吸收性區的範例之圖式；圖2B是一延伸於基材整個長度之液體吸收性區的圖式；圖2C是一基材上的二個流體通路之圖式，其中該區域的大部分仍為液體吸收性；圖2D至2F是流體通路網路之範例的圖式；圖3A是一流體網路之圖式，流體網路係組構以從一寬區域收集濕氣並將其攜載至一中心滴落點；圖3B是一流體網路之圖式，流體網路係組構以從一寬區域收集濕氣並將其攜載至側滴落點； 圖4A及4B是根據本描述的一實施例之流體通路可如何形成形狀、確切為心形的範例之圖式；圖5A至5C是根據本描述的實施例之不同滴落點形狀的圖式；圖6A至6D是一液體吸收性通路的圖式，其中通路的底部被一液體斥性層所覆蓋；圖7A至7C是顯示一實施例之圖式，其中材料的內表面層(接觸於一濕氣產生表面之層)(圖7A)比起材料的外層(圖7C)而言具有更大的液體斥性區面積覆蓋，圖7B是流體通路設計之橫剖視圖；圖8A是具有液體吸收性圓形之一材料的內表面層之圖式，液體吸收性圓形係穿透經過基材且連接至材料的外層流體通路網路；圖8B是圖8A及8C的流體通路設計之橫剖視圖的圖式；圖8C是圖8A及8B中所示材料之外層的流體通路網路之圖式；圖9A是具有液體吸收性圓形之一材料的內表面層之圖式，液體吸收性圓形係穿透經過基材且連接至材料的外層流體通路網路。在此實施例中，通路的形狀係為抽象而非矩形；圖9B是圖9A及9C的流體通路設計之橫剖視圖的圖式；圖9C是圖9A及9B中所示材料之外層的流體通路 網路之圖式；圖10A是具有液體吸收性圓形之一材料的內表面層之圖式，液體吸收性圓形係穿透經過基材且連接至材料的外層流體通路網路；圖10B是圖10A及10C的流體通路設計之橫剖視圖的圖式；圖10C是圖9A及9B中所示材料之外表面層的流體通路網路之圖式，其中基材的外表面層上之液體吸收性通路比起連接至內表面層的液體吸收性區而言具有更窄之區；圖11A至11C是本描述的一實施例之圖式，其中流體通路網路圖案的外表面層被一液體斥性塗覆物完全地覆蓋。圖11A顯示內表面層，圖11B是流體通路設計的橫剖視圖，且圖11C顯示外表面層；圖12是一流體網路結構的一實施例之圖式，其係組構以管理凝結程序所產生的濕氣；圖13是一液體吸收性流體通路的一實施例之圖式，其係被嵌夾於一內與一外液體斥性層之間；圖14是顯示一流體通路的不同組態之圖式；圖15A至15C是本描述的一實施例之圖式，其中內表面層上的液體吸收性區處之材料的厚度係可比起材料的其餘部分更大且進一步往外延伸，圖15A顯示內表面層，圖15B顯示橫剖視圖且圖15C顯示材料的外表面層；圖16A至16C是具有液體斥性支撐結構之本描述的一實施例之圖式，圖16A顯示材料的內表面層，圖16B顯 示材料的橫剖視圖，且圖16C顯示材料的外表面層；圖17A是本描述的一實施例之橫剖視圖，圖16A顯示材料的內表面層，其中液體斥性支撐結構係被定位於基材材料的外側上，以能夠添加一乾層供液體吸收性通路以及人們在流體通路外側所可能穿著衣物的額外層之間作分離；圖17B是圖17A所示實施例的外表面層之圖式；圖18A至18C是顯示多重層的材料可如何亦組合形成流體網路結構或對於基本流體網路結構提供額外功能之圖式；圖19是顯示本描述的一實施例之圖式，其中流體通路網路的一區係連接至吸收性材料的一補綴，吸收性材料的補綴係可收集濕氣且防止其滴掉材料；圖20是本描述的一實施例之圖式，其中一液體吸收性通路的滴落點係為一可將滴落點切換至一濕氣吸收性收集區之移動結構；圖21A是根據本描述的一實施例之一液體吸收性通路，其係組構以利用表面張力驅動式流，擁有從一端至另一端的一增大寬度；圖21B是顯示用於圖21A所示的流體通路實施例之流體流方向的圖式；圖22A是一液體吸收性區的圖式，其被一較小液體吸收性區所圍繞以形成一液體吸收性梯度；圖22B是顯示用於圖22A所示的流體通路實施例 之流體流的方向之圖式；圖23A及23B是具有整合式流體網路結構之一小塊件的布料之影像，圖23B顯示布料的內表面層，圖23B顯示在滴落點具有一微滴之布料的外側表面層；圖24是可如何利用一絲網滾子將一液體斥性塗覆物圖案列印在一液體吸收性基材上藉以構造流體網路結構之一範例的圖式；圖25A是顯示如何利用一絲網滾子來列印材料的外表面層通路圖案之圖式，絲網滾子完全地穿透基材以形成流體通路結構；圖25B是列印外層通路圖案後之材料的近寫之圖式；圖26A是顯示如何利用一絲網滾子來列印材料的內表面層通路圖案之圖式，絲網滾子完全地穿透基材以形成流體通路結構；圖26B是列印內表面層通路圖案後之材料的近寫之圖式；圖27A是根據本描述的一實施例之一針織式流體通路結構的外層之圖式；圖27B是根據本描述的一實施例之一針織式流體通路結構的內表面層之圖式；圖27C及27D是根據本描述的一實施例之針織式流體通路結構的近寫之圖式；圖28A至28C是顯示通路長度、寬度及紡織孔隙 性可如何分別影響流體網路系統的流率之圖形；圖29是顯示滴落點的形狀可如何影響一特定流體通路網路的流率之圖形；圖30A是使用於布料樣本的外表面層上之流體通路圖案的圖式，其係與一不具有用於流體管理的流體通路網路之布料樣本作比較；圖30B是使用於布料樣本的內表面層上之流體通路圖案的圖式，其係與一不具有用於流體管理的流體通路網路之布料樣本作比較；圖31是在水流下布料樣本約10秒之後將一傳統濕氣芯吸聚酯布料樣本以及一具有流體通路圖案的布料樣本作比較之影像；圖32A是根據本描述的一實施例之一具有一流體通路網路之凝結控制材料的圖式；圖32B是根據本描述的一實施例之一具有一收集濕氣的流體通路網路之凝結控制材料的影像；圖33A及圖33B分別顯示一具有重覆遍及衣物的流體通路網路之汗衫的前部與背部之影像；圖34A及34B是顯示一汗衫上的流體通路可如何配置成使得微滴的形成與滴落變得不明顯之圖式；圖35A是一汗衫的前側之圖式，其具有開始於領口且延伸至汗衫底部之一個液體吸收性區以及位於汗衫任一側上開始於肩且往下延伸至恰位於汗衫中間下方之二個液體吸收性區，其皆被液體斥性區所分離； 圖35B是一汗衫的背側之圖式，其具有一上液體吸收性區以及一中間液體吸收性區；圖36A是一汗衫的前側之圖式，其具有從領口延伸至汗衫底部之一個中間液體吸收性區以及二個側液體吸收性區；圖36B是一汗衫的背側之圖式，其具有二個液體吸收性區；圖37A是一汗衫的前側之圖式，其具有與圖36A的汗衫相同之通路設計，但在汗衫袖子上添加流體通路；圖37B是一汗衫的背側之圖式，其具有與圖36A的汗衫相同之通路設計，但在汗衫袖子上添加流體通路；圖37C是一汗衫的前側之圖式，其具有與圖36A的汗衫相同之通路設計，但在汗衫袖子上添加流體通路；圖38A及38B分別是一汗衫的前部及背部之圖式，其具有一底液體吸收性板片及二個側液體吸收性板片；圖38C是圖38A所描述的汗衫之影像，其在底部上具有液體吸收性板片，顯示成運動後從穿戴者收集汗；圖38D是圖38A及38B所描述的汗衫之影像，其中側板片被顯示成在運動後從穿戴者收集汗；圖39A及39B分別顯示一汗衫的前部及背部之圖式，其具有一液體吸收性區，液體吸收性區係覆蓋領口及胸部區域兩者並延伸至汗衫的側滴落點，同時腹部區保持液體斥性；圖40是在一汗衫上呈一樹圖案形狀之流體通路 網路的一範例之圖式；圖41A是一汗衫的前側之圖式，其具有由液體斥性區所分離之液體吸收性通路的三個區；圖41B是一汗衫的背側之圖式，其具有由液體斥性區所分離之液體吸收性通路的四個區；圖42A是一範例流體網路結構的圖式，被施加至一短褲的腰帶；圖42B是一範例流體網路結構的影像，被施加至一短褲的腰帶；圖43A是一範例流體網路結構的圖式，被施加至一短褲的腰帶及上區域；圖43B是一範例流體網路結構的影像，被施加至一短褲的腰帶及上區域；圖44是顯示另一流體通路網路組態的圖式，其中流體吸收性通路係覆蓋短褲以將汗運送至短褲的側邊並經由滴落點予以滴離；圖45是一具有一流體網路結構之襪子的一實施例之圖式，其具有將流下腳的汗攜載至襪子的側邊之流體通路並經由滴落點予以滴離；圖46A顯示一頭帶的一實施例之圖式，其具有一流體網路結構；圖46B至圖46D是圖46A所示的實施例之影像；圖47是一單車衣物的一實施例之圖式，其具有一流體網路結構； 圖48A是一四角式帳篷的一實施例之圖式，其具有一流體網路結構；圖48B是一圓柱形帳篷的一實施例之圖式，其具有一流體網路結構。
可濕潤性(wettability)係為一材料的表面與一液體之間的交互作用之一特徵。以單一材料內的可濕潤性差異為基礎，當液體接觸到材料的表面時，其將被材料的表面所吸收抑或拒斥。這可被總結成可濕潤性的兩狀態：液體吸收性及液體斥性。一材料的表面之液體可濕潤性係與一特定衣物之材料的纖維之接觸角α、特徵在於平均孔隙半徑γ(請注意：對於一布料結構，孔隙半徑可以兩相鄰纖維峰部之間的距離作估計)之多孔結構的幾何形狀、以及該液體對其之性質(表面張力r及液體壓力PL)呈現相關。液體的吸收抑或斥性可粗略取決於一臨界數值S，其稱為可濕潤性數值：
若S>0，液體將被布料吸收。若S<0，液體將被布料拒斥。數字愈大，則材料愈具液體吸收性。式1係提供一概括且定量性比較兩種表面的可濕潤性之方式。從上述關係式，顯示出可濕潤性事實上係為這些參數的一組合並依據一給定條件而被定義。
應注意可濕潤性的定義係比起一“親水性”及 “斥水性”材料的傳統定義遠為更廣泛且更精確。通常，一具有小於90°水的接觸角之材料係稱為親水性，且大於90°則稱為斥水性。此現象可從上式瞭解：當α於90°，cos α大於零且S通常大於零(除非液體壓力PL遠小於零)，其係指一液體將被吸收至材料內。然而，即使當接觸角大於90°(斥水性)且等式右側為負時，具有大PL之小量的加壓水或微小水微滴仍可能被材料所吸收。
例如，當利用一高速加壓水流束衝擊一液體斥性表面時，已經觀察到水拒斥性的失效，其中材料保留住水並變成“液體吸收性”。因此，“液體斥性”及“液體吸收性”將在本文一致地用來描述材料結構的整體可濕潤性。
應注意：材料的可濕潤性不應被視為一固定式結構或材料的接觸角，而是材料結構在一給定範圍的液體性質及條件下之一特定特性。例如，一用於汗控制之液體斥性區係有可能變成一用於凝結收集之液體吸收性區，原因是液體壓力在後者條件中為較大。
更確切參照圖式以供示範用，利用具有用以形成一流體網路結構的液體吸收性及液體斥性區之材料來管理流體流之裝置及方法的實施例係描述於本文中並概括在圖1A至圖48B予以描繪。將瞭解：該等方法可能就特定步驟及順序作變動，而不脫離本文所揭露的基本概念。方法步驟係僅供示範這些步驟可能發生的次序。步驟係可以任何所欲次序發生，俾使其仍進行所請求技術的目標。
圖1A是一液體吸收性區102的一實施例100之示 意圖，其在基材106的一液體斥性區104內形成一通路118。這兩區之間的濕潤對比將形成一視覺通路118，以拘限液體吸收性區102內側的液體流，同時液體斥性區104則保持乾燥。許多流體通路118可形成於一特定基材106上以形成流體網路結構設計(虹吸網路)。為了有最具效率的流體移除，流體網路設計內之液體吸收性通路118的定向在被使用時係不應完全地水平。通路118的底部最低重力區係稱為一滴落點108。滴落點108概括位於液體吸收性區102及液體斥性區104在一通路118的最低重力點相遇之處。沿著通路118的長度L流下之流體係將累積在滴落點108處，直到流體形成一生長夠大足以掉離材料的微滴116為止。通路的寬度W係可根據特定應用而變。
如圖1B所示，當材料(具有一流體網路結構之基材)例如未接觸於人體皮膚110時，接觸於材料的液體吸收性區102之皮膚110上的濕氣112將被快速吸收並將濕潤通路區。接觸於通路118之濕氣112將由於一類似虹吸原理而被連續地吸入通路118內，其中重力令濕氣往下移動114。這導致通路118大多數保持未飽和。濕氣112將由於壓力差而被抽入通路118的未飽和部份中。
由於此自我維持的程序之故，尚未蒸發的過多濕氣112將逐漸地累積於通路118的底部滴落點108。微滴116可形成於滴落點108並將由於液體吸收性與液體斥性區之間大的接觸角差異滯後(hysteresis)而被初始地固定於滴落點區。微滴116將隨著更多濕氣被收集而保持長大。隨著重 力變成大於滯後力，微滴將脫離並從材料表面滴掉。
沿著通路118方向的流係包含兩部份：一者是材料表面上之自由表面流，且另一者係為通路圖案內之流。液體吸收性圖案的外表面層上之流率Qs、以及內表面層(接觸於一濕氣產生表面之層)Qi的特徵係可在於下式2、3及4。
其中k係為布料對於流體的滲透率(permeability)，L、W及T分別為液體吸收性區的長度、寬度及厚度，△P為靜水壓力，H為表面流體膜的厚度，μ為流體的黏度，且θ為通路的定向及垂直(重力)方向之間的角度(範圍為0至90度即完全水平)。此角度係可在動作期間隨材料的不同定向而變並應永遠參照重力的目前方向予以計算。
並未直接位於液體吸收性圖案底下的濕氣係可藉由從液體斥性區104擠壓而被部份地推往流體通路。例如，若材料緊密地且壓縮接觸於一濕氣產生表面、諸如人體皮膚，此“推押”運送係為顯著。當流體網路結構施加至衣著並在動作或穿戴作為一壓縮衣物期間被拉伸抵住皮膚時，可看到此作用。在此程序期間，濕氣112的大部分係藉由流體網路而被移除(請見圖2D至2F)並滴落過多濕氣，同時液體斥性區保持乾燥並形成一障壁以阻絕流體流到底下。
藉由衣著上的流體網路結構所能夠進行之濕氣移除係可維持皮膚110上所需要的濕氣112量以供藉由蒸發作冷卻，並容許蒸氣自由通過材料106的乾燥區域(液體斥性區104)。流體通路結構本身係僅保持移除過多的濕氣。此結構係提供濕布料圖案本身以及皮膚上的蒸發冷卻之一經組合的冷卻效應。
雖然使用皮膚上的汗作為範例來說明材料的許多實施例之濕氣運送程序，應注意：該結構可施加至廣泛範圍的濕氣管理應用。這包括不同表面上之濕氣的移除，凝結的移除，溢流控制，燃料電池電極，等等。濕氣係可為水，生物流體(汗、尿、血等)，油，有機溶劑，及許多其他項目。此外，“親水性”及“斥水性”用語係為一材料對於液體的親和性(affinity)之概括描述。使用這些用語並未將結構限制於水相關的應用。可推導出：對於各情形的適當結構及材料係以上述布料上的流體可濕潤性理論為基礎。
現在參照圖2A，液體吸收性區102(或通路)的形狀係可為矩形、三角形、圓形、多角形等，且並未受限。形狀可為傾斜狀且具有不同角度θ。液體吸收性區102亦可延伸經過材料的整個長度，如圖2B。多重通路118係可接觸以形成一流體通路網路以在一區域上將濕氣運送至滴落點108。流體通路網路的三個範例係顯示於圖2D、圖2E及圖2F。基材上之通路118的區位係可為抽象性。通路圖案亦可重覆以覆蓋住整體基材。
液體吸收性通路圖案的寬度係在從1mm至5cm 為最適，但並未受限。液體吸收性區102或網路圖案的長度係可為很短或與材料長度一樣長(見圖2B)。液體吸收性區域對於液體斥性區域之比值並未受限。圖2C顯示一材料上的二個流體通路118，其中該區域的大部分仍為液體吸收性102。
在圖3A所示的一實施例中，通路118的一流體網路係可構造成將一寬廣面積的濕氣112收集至一中心滴落點108。替代性地，通路118可構造成使得所有的過多濕氣分成二個側滴落點108並滴離，如圖3B所示。
在圖4A所示的另一實施例中，流體通路118可構造成彎曲線，其形成為一美感圖案，諸如心形。替代性地，通路118的不同長度可被定位成一圖案狀形狀，諸如圖4B所示。
在又另一實施例中，液體吸收性通路圖案係可在一布料上以一不同染料作著色，使其突出作為一衣物上的一裝飾，不論圖案為濕或乾皆然。
滴落點108的形狀係會影響流體通路網路的滴落速率。滴落點108可具有不同於通路之一不同幾何形狀，其可加速或減慢流體通路網路的滴落程序並亦可影響流體通路網路虹吸系統的整體流體移除速率。例如，一窄的滴落點(相對於通路寬度)係將加速通路的微滴滴落速率。圖5A至5C顯示不同滴落點108形狀的範例。圖5A所示的滴落點係生成比起圖5B或圖5C所示者更高的一微滴滴落速率。
雖然通路118應為液體吸收性，液體吸收性區102 的厚度可遍及基材為非均勻。易言之，液體吸收性區102的部份係可修改成具較小液體吸收性或液體斥性，以進一步降低布料的濕潤並促進流體管理。
在圖6A至圖6D所示的實施例中，液體吸收性區102的底區602係可被一液體斥性層604所覆蓋。圖6A顯示將接觸於流體產生表面、在此範例中為皮膚之材料的內表面層。圖6B顯示材料的橫剖面圖並示範液體吸收性區102(通路)的底區602可被一液體吸收性層604所覆蓋。圖6C顯示材料的外表面。圖6D顯示此設計可如何利於累積的微滴116滴落在材料外側之流體通路的底部，而非往回流到皮膚與材料內裡之間隙。在此實施例中，液體斥性圖案的長度夠長以使布料內的液體的靜水壓力高於外側滴落微滴的拉普拉斯壓力(Laplace pressure)△P2。
圖7A至圖7C是顯示一實施例700之圖式，其中圖7A所示之材料106的內表面層比起圖7C所示之材料的外表面層而言具有更多的液體斥性區104面積覆蓋。材料的內表面層(接觸於液體產生表面)係具有呈現小圓形702所構成的一圖案之一不連續液體吸收性區102。材料的內表面上之這些液體吸收性區102係經過液體吸收性路徑704連接至材料的外層液體吸收性通路116，如圖7B的橫剖視圖所示。用以在材料的內表面層上形成圖案702之液體吸收性區102係作為用以將濕氣吸到外虹吸網路(液體吸收性通路118)之小入口。從一內表面層至一外層之此結構的濕氣移除速率係強烈受限於入口的尺寸，其作為一用以連接材料106的內及外 表面之通路。入口尺寸愈大，則流率愈快。
材料的內表面層圖案係可像圓形般簡單或者可為複雜。圖案的尺寸可變。內表面層液體吸收圖案係可比起外層圖案尺寸更大或更小。
在圖8A至圖8C所示的實施例中，圖8A所示之材料的內層係具有5mm液體吸收性圓形802，在各圓形802之間具有一5mm空間。均勻分佈的液體吸收性圖案係確保濕氣112的有效率擷取。液體吸收性圓形係穿透經過材料基材並連接至具有一流體通路網路設計之材料的外層且連接材料內層上之整個液體吸收性圓形圖案。通路設計係使用一最小數目的通路118來連接所有液體吸收性圓形，俾使材料上的整體濕潤面積達到最小化。外側層通路圖案亦設計成使其可重覆於整個材料基材上。圖8B顯示該設計的橫剖視圖。圖8C顯示材料的外表面。外側通路118係為主要垂直(5.5mm寬度及分開5mm)，具有二個45度傾斜狀通路，其係將線予以連接並使其在主通路底部處合併成一個滴落點108。
圖9A至9C的實施例係為圖8A至8C所示的實施例之一變異。在此實施例900中，液體吸收性通路118係為一不規則形狀而非規則。
在圖10A至10C所示的實施例中，材料106的外層上之液體吸收性通路118(圖10C)係具有比用以連接至內表面層1002的液體吸收性區更窄之窄區1004。此設計可進一步降低整個材料的濕面積，同時維持經過用以連接至內表面層1002的液體吸收性區之一類似運送速率。圖10A顯示用 以連接至外層1002之液體吸收性區，在材料106的內表面上呈圖案狀。圖10B顯示實施例1000的橫剖視圖。
替代性地，材料的內表面層上之流體通路的一大部分係可被一液體斥性塗覆物所覆蓋。通路的此區係可作為一供濕氣用的快速運送通路並可防止任何可能的液體洩漏回到材料的內表面層。此設計亦可防止親水性通路區域黏著至皮膚並防止由於毛細壓力而擾亂流體流。此外，該設計亦可例如當大量流體流動於流汗皮膚上時、諸如當材料作為一運動衣物時，幫助降低不適感。流體通路係對於該設計提供自由，暨流體運動的方向之更大控制。
類似地，圖11A至11C的圖式係顯示一實施例1100，其中流體通路網路圖案的外表面層(圖11C)係被一液體斥性塗覆物所覆蓋，如圖11B的橫剖視圖所示。圖案的內表面層可從材料頂部至滴落點108保持恆定，如此處所示，或者可類似於前示實施例中的任一者或適合於一特定需要的任何其他圖案。這係提供一區，其中濕氣可接觸到通路118且流動於材料內側但從材料外側不可見，如圖11C所示。此實施例當製造在一壓縮衣物中時係可特別有用，其將產生將濕氣推往液體吸收性區102圖案之接觸壓力。累積的濕氣可藉由液體吸收性通路118結構118所保存或運送離開。尚且，該實施例係解決必須在流汗時穿戴一完全不舒適、液體斥性布料之問題。其係提供一移除汗且冷卻身體同時在其表面外側上維持其液體拒斥性及防塵特徵之布料設計。
此實施例亦可用來降低及管理材料表面上之凝結。圖12所示的設計1200係示範用於控制凝結程序所產生的濕氣1202之一流體網路結構的一可能實施例。圖案係控制因為液體吸收性通路之間隙D而能夠停留在材料上之較大尺寸的微滴。生長至大於D的尺寸之任何微滴係將藉由液體吸收性流體通路而被運送離開且最終被收集於底部滴落點108。
在圖13所示的一替代性實施例1300中，一完全密封或關閉的液體吸收性通路118係可利用一嵌夾結構被形成於一材料內，其中兩個液體斥性區104係位於布料的內及外側上且在布料中間具有一液體吸收性區102。此類型的結構係可有助於確保布料內之流體流的一特定方向。並且，此設計可用來免除材料、布料、衣物等的外側之流通路118外觀。一般來說，當有色布料變濕時，其看起來較暗。在此實施例1300中，虹吸網路的通路118將變得或多或少不可見。此關閉的通路結構有助於免除通路結構的可能視覺化。此結構可為一完整通路圖案的部份。側通路(未圖示)所接取的水係可被饋送至此通路中並在此結構底部滴離。
通路結構亦可被一用以分離流體流之中間層液體斥性障壁所分離。易言之，一流體“二極體”結構係可被併入流體網路中以免除相鄰乾與濕收集通路之間的任何逆反芯吸流。在圖14所示的變異中，三個垂直通路118係皆藉由一具有距離d的液體斥性間隙1402而與主運送通路118’分離。當濕氣從垂直通路118的一者往下移動時，其將累積 於液體吸收性及液體斥性區相遇之邊界處。一旦液體足夠聚集以克服液體斥性間隙1402，其將流下至運送通路118’且被運送離開。反之，當運送通路118’為濕潤時，濕氣將不會由於液體斥性間隙1402而移動至乾垂直通路118中。此結構可用來分離一網路內或網路之間的液體吸收性區。間隙的形狀可為三角形、矩形或任何其他形狀以配合一特定目的。該位置可位於運送通路內、運送通路上方或運送通路的邊緣處且不受限。
在一實施例1500中，位於內表面1502上的液體吸收性區之材料厚度係可比起基材材料106的其餘部分而言更大且往外進一步突出，如圖15A至15C所示。此額外的厚度或支撐結構係可促進液體斥性區104的穩定度並改良其在動作期間對抗摩擦及壓縮之強健性。圖15A顯示內表面層，圖15B顯示橫剖視圖且圖15C顯示材料的外表面層。
替代性地，可在材料106的內表面層上具有液體斥性區104的支撐結構104’，如圖16A至16C的實施例中所示。圖16A顯示材料的內表面層，圖16B顯示材料的橫剖視圖，且圖16C顯示材料的外表面層。液體斥性區的此額外厚度係可增強布料內側之乾區的強健度。其亦有助於降低在布料內側直接接觸到皮膚上之濕區的面積。
現在參照圖17A及圖17B，支撐結構104’亦可被定位於基材106的外表面層上，以例如能夠添加一乾層1702以供液體吸收性通路118與人們可能穿在流體通路外側上之衣物的額外層之間作分離。實施例1700可略微變動，俾 使材料的底部分以液體吸收性通路118呈圖案化並黏著至另一層的強液體斥性材料(一水斥性乾層1702)，以提供外側水斥性(諸如室外雨天用具等衣物所需要)及內快速濕氣移除能力，其未受到濕度或溫度所限制。此結構達成一種“單方向性”濕氣運送方案。替代性地，可在材料的內及外表面層兩者上具有支撐結構104’(未圖式)。
應瞭解：材料的密度及/或孔隙性可對於本文所描述實施例中的任一者而言在材料的不同區為不同。
多重層的材料係亦可作組合以形成流體網路結構或對於基本流體網路結構提供額外的區位。在圖18A至18C所示的實施例1800中，二層的材料基材係組合。具有圓形圖案1804之一第一層的液體斥性材料1802係可以利用黏劑1806或其他結合方法結合至具有外液體吸收性通路118圖案之一第二層的液體斥性材料1806，以形成流體網路結構。圖18A顯示具有液體吸收性圓形圖案1804之材料的內表面層。圖18B顯示橫剖視圖，且圖18C顯示具有流體通路118之外表面。
在一實施例中，部份性液體斥性區係可以完全液體斥性材料、諸如布料、橡膠、塑膠、聚合物、金屬等製成的一膜所取代或增強。材料可緊密附接至布料背部並防止流體流碰觸到皮膚。此材料的厚度係未受限。在材料將被穿戴作為一衣物的實例中，此膜可有效用來抵抗高流體壓力並維持濕氣流與皮膚之間的障壁。
圖19顯示一實施例1900，其中流體通路網路的一 區連接至可收集濕氣之吸收性材料1902的一區(例如芯吸材料、棉、超吸收聚合物、等)並防止其自材料滴掉。這些吸收性材料將利於在材料上沿著液體吸收性通路118系統作運送且將濕氣鎖在內側，使其將不會自材料滴掉。此實施例係可使用於人們不想要濕氣落在地上之情形(例如當打室內籃球、羽毛球時)，或當需要一高流率運送時。
一液體吸收性通路118的滴落點108亦可為一移動結構，如圖20的實施例所示。此結構可作為一“開關”，其中一液體吸收性通路的滴落點可將滴落點切換至一濕氣吸收性收集區。藉由將此結構固定至材料上之一吸收性區2002的板片，所運送濕氣全部可被收集。藉由將此點固定成遠離吸收性材料2002的板片，濕氣可被滴離。在一實施例中，此結構可為一額外的液體吸收性條，其係附裝至流體通路並可在梢端具有一可逆式固定件，諸如維可牢(Velcro)，以容易作移除及附接。
液體吸收性通路118的形狀可作特定設計以利用表面張力驅動式流。液體吸收性通路118可具有從一端至另一端增大的一寬度並可例如為三角形，如圖21A所示。然而，通路可為一給定目的所需要之任何形狀。參照圖21B，當一液體微滴116接觸此區時，其將由於微滴116前部與背部的不平衡表面張力而同時地移往較大寬度端。
圖22A及圖22B顯示一替代性實施例2200，其中材料係包含被較小液體吸收性區2204所圍繞的液體吸收性區2202以形成一液體吸收性梯度，而不同於一清楚的液體 吸收性液體斥性介面。當水接觸到材料時，水將如圖22B所示由於可濕潤性梯度而在方向2206從較小液體吸收性區移動至較大液體吸收性區。此結構不需要液體斥性液體吸收性對比，而是一液體吸收性梯度。易言之，流體將傾向於充填具較大液體吸收性的區。這係沿著較大液體吸收性區在基材平面中產生流體的一單向性芯吸。結果，濕氣將不均勻地分佈於布料的表面上，而在較小液體吸收性區域上生成一相對乾區。此液體吸收性區亦可構造成遵循重力方向，俾使重力將幫助濕氣首先芯吸經過材料上的較大液體吸收性圖案。
圖23A及23B是具有整合式流體網路結構之一小件的布料之影像。圖23B顯示布料的內層。圖23B顯示在滴落點108處具有一微滴116之布料的外層。
可參照附圖關於如何生成流體網路結構而更瞭解本發明，附圖係意圖僅供示範而不應以任何意義詮釋為限制由申請專利範圍所界定之目前所描述技術的範圍。
可如圖24所示藉由利用一絲網滾子2406將一液體斥性塗覆物2400圖案2402列印在一液體吸收性材料2404上，藉以構造流體網路結構。現今具有數種不同之紡織列印的方法可供取用，包括平床列印、旋轉列印、噴墨列印等。可使用任何液體吸收性材料、包括但不限於織造、針織或非織造結構中的棉、經處理的聚酯、耐綸、絲、竹纖維作為材料基材106。可使用耐久液體斥性劑中的任一者、諸如氟化學物、矽氧、蠟或其他類似材料來生成一液體吸 收性通路或流體網路結構。
部分的列印方法係使用不同稠化劑以使墨水保持不移徙並維持一清楚或良好界定的列印。一般在列印中，具有可作控制的數項變數。可使用部分變數、諸如列印膏黏度、所施加的列印膏量、滾子/擦器壓力、速度、絲網的網目尺寸等來控制列印膏的穿透深度。一種控制墨水穿透深度之方式係為調整列印參數使得列印膏可完全地穿透經過布料而不合併在一起。一流體網路結構係可如同一列印絲網所界定般被形成於材料基材上。
可利用一兩步驟列印程序來容易地生成一具有內部液體吸收性圖案之材料。圖25A顯示如何利用一完全地穿透材料基材106以形成流體通路118結構之絲網滾子2500，來列印材料的外層通路圖案。圖25B顯示近寫圖。對於材料的內表面層，可使用一具有內表面層圖案2600之絲網滾子再度列印在材料基材106的相同側上，如圖26A及圖26B的近寫圖所示。藉由調整列印參數，內層圖案可僅半穿透經過基材，俾使基材的另一側仍維持通路圖案。此穿透係需要被良好地控制使得外側通路的芯吸表現不受影響或不變成具較小液體吸收性。兩個絲網可在列印程序中被對準，俾使內表面層入口圖案正位居通路圖案頂上。此等對準係類似於多色列印程序。類似於列印具精密對齊的多重色，液體斥性圖案可很精確地被對準。
替代性地，可藉由列印在材料基材的一側上、將穿透厚度控制至大於材料基材的一半、然後以大於一半穿 透再度列印在材料基材的另一側上，藉以生成流體通路結構。以此方式，可生成一類似的流體通路結構，但該方法在列印期間需使布料作旋轉。對於內層設計的一較密集及隨機圖案，兩個絲網不需在後續列印程序中對準。將總是有部份的液體斥性圖案位居通路圖案頂上。
列印程序亦可用來構造圖22A及22B所顯示的實施例2200。可藉由使材料的特定區具有較小液體吸收性但並非具完全液體斥性而生成該結構。
亦可藉由將液體斥性及液體吸收性纖維針織在一起而生成布料。針織的流體通路結構2700之一實施例係顯示於圖27A至27D。液體斥性纖維2702可擁有先天的液體斥性或藉由修改液體吸收性纖維2704予以達成。液體斥性纖維2702可配置成在布料上形成液體斥性區並針織有液體吸收性纖維2704，以形成液體吸收性區及通路。圖27A顯示針織的材料之外層，且內表面層顯示於圖27B。圖27C及圖27D顯示液體斥性纖維2702及液體吸收性纖維2704可如何針織在一起。
可藉由針織液體斥性纖維以在液體斥性及液體吸收性區處形成不同孔隙尺寸來生成材料。液體斥性區的孔隙尺寸係將小於液體吸收性區，其係指示出根據式1的一可濕潤性差異。結果，在高壓力下，液體將被推到具有較大孔隙的液體吸收性區並將變成濕潤及吸收性，而液體斥性區則保持乾燥。
針織亦可用來構造圖22A及圖22B所描述的實施 例2200。可利用液體吸收性纖維諸如天然棉纖維及較小液體吸收性纖維諸如純合成纖維(聚酯、耐綸)來構造材料。可使用一擁有將兩型紗線受控制式定位成所設計圖案之簡單針織程序來達成結構。替代性地，可藉由針織液體吸收性纖維以在液體吸收性及較小液體吸收性區處形成不同孔隙尺寸，來生成流體結構。較小液體吸收性區的孔隙尺寸係將大於液體吸收性區。
亦可利用一結合程序來形成流體網路結構。一液體吸收性材料係可被切割成通路圖案的形狀並黏著至一含有孔之液體斥性材料基材106，孔係容許濕氣接觸到液體吸收性通路圖案。可經過包括熱塑性粉末、纖維或膜的技術來達成結合。
可利用一針縫程序以在一液體斥性材料基材上形成流體網路結構。液體吸收性線可被針縫或刺繡在一液體斥性材料基材上以形成流體通路。替代性地。液體斥性線可被緊緊針縫在一液體吸收性材料基材上以界定流體通路。
範例及結果
本文所描述的範例係供示範用途且無意以任何方式具限制性。
係描述一具有一整合式流體通路以供經過多孔材料的力驅動式流之布料。流體管理的驅動力係來自於被放置在一較高位置中之一液體微滴的靜水壓力。圖28A至28C是顯示通路長度、寬度及紡織孔隙性可如何影響流體系 統的流率之圖形。類似地，圖29是顯示滴落點的形狀可如何影響一特定流體通路網路的流率之圖形。
三種不同類型的針織布料材料係作比較，以演示對於液體斥性區的靜水壓力的穩定度之不同影響。各類型布料(A、B、C)的兩個樣本係作切割並使用裝載有商業氟聚合物塗覆物(Aqua Armor，Trek 7)的一噴墨印表機(Freejet 500，Omniprint)以一液體斥性塗覆物作處理。使用二種不同列印設定來達成塗覆物溶液在布料中的大約50%及100%的穿透。各樣本的靜水壓力係以一實驗室建造的建置作測量。如表1所示，對於同類型的布料A及B(單一針織澤西布)，孔隙尺寸愈大，則其在洩漏前可承受的靜水壓力愈低。這係意指：具有較大孔隙的布料在接觸於濕氣時係較有可能變濕，藉由吾人的可濕潤性模型予以預測。半穿透的樣本之靜水壓力亦遵循完全穿透的列印樣本之趨勢，但擁有較低數值。布料C的互鎖結構係具有一與布料A類似的孔隙尺寸，並達成一較高靜水壓力以供列印塗覆物穿透兩者用。這可歸因於使用100%聚酯互鎖結構之布料C的較不具拉伸性及較穩定構造所致。當選擇用於在不同應用(例如汗移除、凝結等)中構造液體斥性區之適當基材結構時，此特徵化程序係為有用。
製備具有相同結構(互鎖結構，液體吸收性聚酯，175gm-2)的兩個布料樣本，以供利用流體通路vs.濕氣芯吸修製來比較流體管理。布料樣本的一者係以如圖30A及30B所示的一流體網路通路設計呈現圖案狀。圖30B所示 的內層圖案係穿透布料厚度的約一半。
在一演示中，一6cm x 9cm塊件的流體網路布料3102以及一6cm x 9cm塊件的傳統濕氣芯吸聚酯3104皆被固定在塑膠板上，如圖31的影像3100所示。使用一注射泵3110利用兩個細管3114以50mL/h速率來饋送水。隨著水被泵送，兩布料呈現很不同的表現。傳統的濕氣芯吸聚酯係變濕並將濕氣分散於布料的整個表面。具有流體通路圖案之布料係將水從內表面層(布料背部)傳導至外滴落點，其中微滴在大約10秒之後被形成於布料的外表面上。
在2分鐘後，傳統的濕氣芯吸聚酯3104變得完全飽和並使全部的水位於布料內側。可藉由布料正方形上的較暗顏色來識別濕氣。反之，具有流體網路3102的布料係將濕氣含容在其流體通路3106中。隨著濕氣被收集於流體通路3106內且順通路的長度流下至滴落點3108，微滴3112係自布料連續地滴掉並在塑膠板(未圖示)底部處形成一小窪坑，演示出流體網路結構的流體管理。
亦執行一較為定量性的測量以比較兩布料樣本在被水完全地濕潤時的不同特徵，包括重量接取比值、飽和時的蒸氣滲透率、內側及外側兩者的布料之濕面積比值、暨乾燥時間。如同可從表2看出，對於各特徵參數，具有流體圖案的布料係演示出優於傳統濕氣芯吸(對照)方案之重大優點。應注意：此資料係對應於如圖30A至31所示的特定流體通路設計，且其他設計可能擁有不同的數值。
遵循圖32A所示的設計來構造一凝結控制布 料。流體通路網路係設計成利於移除大於3mm的所有微滴。液體吸收性聚酯布料圖案條3202係由一雷射雕刻機(VLS，萬用雷射(Universal Laser))作切割並藉由瞬間膠劑被結合至一液體斥性基材纖維3204(織造的斥水性聚酯)。
布料樣本垂直地放置於一塑膠板3206上且利用位於“高”功率設定的一濕化器(型號7144，Air-o-Swiss)產生水蒸氣流，如圖32B所示的影像3208所顯示。在6分鐘後，蒸氣係停止並記錄樣本材料的重量及乾燥時間。將一具有相同形狀的原始液體斥性聚酯布料製備作為一供比較用的對照組。
結果顯示於表3。實驗結論在於：具有流體通路之布料係比起對照組布料而言含容更少25%的水。
並且，樣本上之較少個微滴及較小的微滴(較高的表面對於容積比值)係導致一遠為更快的乾燥時間(110分鐘相較於210分鐘)。在實驗期間，觀察到：所有過多微滴係在樣本布料上之流體圖案的滴落點滾出。然而，在對照組布料樣本上，微滴生長至一較大尺寸(~4mm)並在隨機區位跑出布料。這些結果係演示出流體通路結構在管理凝結上之有效性。
人體在運動期間的汗率映繪(sweat rate mapping)之刊行研究係指示出：身體不同區的汗率鉅幅地變動。前額的汗率係可為1710gm-2h-1，其係為中間胸部區的汗率(546gm-2h-1)之約三倍。此不均勻性係意指：身體表面上的布料應該在運動期間處於不同的濕氣位準。然而，由濕氣 芯吸布料所構造之傳統的運動衣係吸收在身體不同區域上所產生之全部的汗(包括來自頭的汗)並將濕氣芯吸至相鄰的乾區域。即使數個區域(包括側胸部，腰部，下腹等)具有較慢的汗率且若僅吸收該特定區底下的汗則應該保持較乾，這可導致汗衫的大部分區域變得均勻地飽和。
例如，一穿戴者的運動衣的胸部區域可在運動期間很快變成飽和並黏貼。然而，汗衫的此區域主要係被頭上所產生而沿著頸部流下到汗衫領口並分散於胸部區域之汗所浸透。為此，圖33A及33B顯示製作有重覆遍及衣物的流體通路網路3304之一汗衫的前部3300及背部3302之影像。
由於各圖案係被一液體斥性障壁所分離且各單元的移除產能為獨立，具有一較低汗率的區3306將保持遠為較乾。汗衫能夠藉由在各流體通路網路3304的滴落點3308將汗滴離來移除軀幹上所產生的汗。此一布料結構係可施加至汗衫、短褲、褲子、坦克背心、運動胸罩、內褲等。
流體通路網路的幾何形狀及配置係可被定位成配合身體的汗率區之映繪，以在運動期間提供舒適性。該定位係涉及與人體的生理特性及舒適性相關之這些網路的適當配置並甚至可被客製成適應一特定穿戴者。目前技術的進一步形態將帶來衣物的數個範疇之下列範例，其中描述之目的係在於完整揭露用以將流體網路結構施加至衣物之技術的較佳實施例，而不予以限制。雖然流體通路及滴落點幾何形狀可大幅地變動，下列範例目的係在於顯示用於不同應用之流體通路及滴落點的定位。因此，下列圖式 中的通路及滴落點已經被簡化。
圖34A及圖34B顯示一汗衫上的流體通路3400可如何配置使得微滴的形成及滴落變得不明顯。此實施例係可有效使用在對於多重微滴滾下其衣物外表面覺得困窘或不舒適之人。在此設計中，流體通路3400係確切配置成從身體移除汗並在汗衫底部予以滴離。流體通路3400垂直地延伸以覆蓋汗衫的大部分。底運送通路3402係連接於垂直流體通路並將濕氣攜載至汗衫底部的兩個滴落點304，其中濕氣可被釋放及滴離。穿戴者移動時所產生的風流係亦可利於微滴之釋放。
流體通路的配置係可設計成確切地移除人體不同段上所產生的汗。如此一來，一具有一流體通路結構的衣物係可利用衣物的一最小面積從一區位移除濕氣，其係使穿戴者在一長時間期間(例如一運動回合或運動比賽期間)維持舒適。由於液體斥性區係完全乾燥，此區的滲透性係保持較高，其有益於皮膚上的蒸發冷卻效應。此外，液體斥性布料的溫度保持較高，其有益於降低運動期間及過後的不適寒冷。根據一測試，乾布料的溫度測量出比起一浸透的布料更暖7℃。
參照圖35A，汗衫的前側在此範例3500中具有三個主分離的液體吸收性區。中間區3502係開始於領口區域並延伸至汗衫前側的底部。左及右側區3504、3506開始於汗衫的肩並覆蓋住人體的胸部區域。這三個區係藉由延伸遍及布料厚度的液體斥性區3508而彼此分離。衣物的中心 區3502係用於收集及傳導從頭與頸流下至汗衫底部的汗，而不使其分散外出到胸部或腹部區域。另兩區3504、3506係用於將胸部區域上所產生的汗運送至衣物側邊的滴落點3518、3520。汗衫的腹部區3508保持大部分液體斥性，原因是其在運動活動期間的許多姿勢中很少接觸於軀幹。
參照圖35B，此範例3500的背側具有一上液體吸收性區3510及一中間液體吸收性區3512。上區3510係連接於前側上的領口區並延伸往下且橫越至汗衫側邊。中間區3512係位居區3510下方並覆蓋背部的中間區且亦包繞於汗衫側邊。二個液體吸收性區係被一穿透經過布料之液體斥性區3514所分離。上液體吸收性區3510主要從頭與頸區域收集汗，且中間區3512從身體的上背部區域移除汗並將汗傳送至汗衫側邊。覆蓋住背部/腰部區域之衣物的下部分係仍為完全液體斥性，原因是汗衫的此段在很多運動期間很少碰觸到皮膚。
圖36A及36B顯示一汗衫上的一詳細液體吸收性通路3602組態之另一實施例3600，其遵循先前實施例3500中所示的一般性區配置。在此範例中，汗衫上的通路3602係為3mm寬且垂直通路3602之間的距離d為8mm。各通路的背部可根據先前描述而為部份地液體斥性。箭頭係指示出流體流的方向暨滴落點3612、3514、3616、3618、3630、3632的區位。
參照圖36A，汗衫的前側在此實施例3600中亦具有三個主液體吸收性區。然而，不同於先前實施例3500， 該等區未被液體斥性區3508所分離。取而代之，左液體吸收性通路胸部區3606及右液體吸收性通路胸部區3608係被一順汗衫前側垂直地跑下且將流體從頭/頸區3604攜載至二個底滴落點3612、3614之主液體吸收性通路3610所分離。左液體吸收性通路胸部區3606及右液體吸收性通路胸部區3608將流體從胸部攜載至汗衫側邊的滴落點3616、3618。汗衫的前部3620、3622及背部3624之腹部區係保持大部分液體斥性，原因是這些區在運動活動期間許多姿勢中很少接觸到軀幹。
參照圖36B，汗衫背部具有二個主分離的液體吸收性區3626、3628。液體吸收性頭/頸通路區3626將流體從頭與頸攜載至側邊滴落點3630、3632。
在圖37A至37C所示的實施例中，汗衫的袖子3706係併入圖36A及圖36B所示的流體網路設計中。圖37C顯示汗衫實施例3700的側視圖，其中液體吸收性通路3702沿著肩行進並順汗衫的上臂區域而下。流體從頭與頸被攜載橫越肩並往下來到袖子端上的滴落點3704。
在部分情形中，例如在籃球、羽毛球或壁球賽中，可有利地使流體保持不從衣物滴掉並來到一表面上。對於這些情況，位於液體吸收性通路網路的端點之滴落點係可連接至一可容納流體(例如汗)的液體吸收性板片，其可被移除至一所欲區位或容納在板片中作蒸發。圖38A及38B分別顯示一汗衫的前部及背部之圖式，其具有一個底液體吸收性板片3802及二個側液體吸收性板片3804以及與圖 36A及36B先前所描述的範例3600相同之一液體吸收性通路網路設計。由於這些板片位於汗衫側邊上，穿戴者在運動活動期間保持舒適。
圖38C是圖38A所描述的汗衫之影像，其中底部3802上的液體吸收性板片被顯示成在運動後從穿戴者收集汗(暗色)而非將汗滴離。圖38D是圖38A及圖38B所描述的汗衫之影像，其中側板片被顯示成在運動後從穿戴者收集汗而非將汗滴離。在兩影像中，汗衫的大部分被顯示成乾燥但排除液體吸收性通路3808及側板片3806。
在對於圖38A至38D所描述的範例之一替代方式中，液體吸收性側板片3804、3806係可構造成不同於汗衫其餘部分的一材料。並且，液體吸收性側板片3804、3806及底液體吸收性板片3802可製成可脫離式並在其變成受流體所飽和時以一乾板片取代。
在前述實施例3800的另一組態中，吸收板片可為可逆式，其可切換於一具有連接至通路網路的滴落點之板片以及液體吸收性(非滴落)板片之間。穿戴者可根據活動的不同需要來選擇汗管理的適當模式。
圖39A及圖39B所示的範例3900係具有一擁有一液體吸收性區3902之前側，液體吸收性區3902係覆蓋領口與胸部區域兩者並延伸至汗衫的側滴落點3906、3908，同時腹部區3904保持液體斥性。圖39B所示的背側具有相同液體吸收性區3902覆蓋住領口及上背部區域兩者，而下背部區域3904則保持液體斥性。
圖40顯示在一汗衫上呈現一樹圖案形狀之一流體通路網路的圖式4000。樹形狀的冠區係由數個隨機分佈的短流體通路4002所組成，短流體通路4002將流體從頭、頸及胸部區往下攜載至樹形狀的軀幹。流體隨後移行經過根形流體通路4006且在滴落點4008離開汗衫。
在另一實施例中，汗衫之圖41A所示的前板片4100係具有由液體斥性區所分離之液體吸收性通路的三個區。當衣物被穿戴作為一壓縮衣物且緊緊配合抵住身體時，此設計可為有用。頂液體吸收性通路區4102係連接於汗衫的領口區並將流體攜載至腋下區域滴落點4104、4106。中心液體吸收性區4108係覆蓋胸部區域並將流體攜載至汗衫4110、4112的中腹部側滴落點。底腹部液體吸收性區4114係覆蓋腹部區域並將流體攜載至汗衫的下部分以滴離底部。
圖41B所示的汗衫之背板片係具有由一液體斥性區所分離之四個液體吸收性區。頂液體吸收性區4106將流體從汗衫的領口及肩區攜載至衣物的上側滴落點4118、4120。左4122及右4124中心液體吸收性區係覆蓋上背部並將流體攜載至汗衫的下側邊來到滴落點4126、4128。這兩區之間隙係為液體斥性區4130並使中間區保持乾燥而具有最大氣體滲透率以供脊椎上的一冷卻效應。底液體吸收性區4132係覆蓋下背部及腰部區域並將流體攜載至汗衫底部。
在另一實施例中，衣物組態可併入有液體吸收性 區，液體吸收性區將汗運送離開身體上的溫敏性區域，以降低運動後的後寒冷感(post-chill feel)。溫敏性區域係為對於溫度變化較敏感之區，包括脊椎、胸部的前部、胸膛下方、腋窩等。這些區域在運動後的乾燥性係將降低濕布料在運動後所會造成之不適的寒冷。此衣物組態可需要較小液體吸收性區，其可由於布料的蒸發冷卻效應而減小運動後在這些區域上之大幅的溫度降低。替代性地，更多的液體吸收性區係可配置於溫敏性區域上，以在運動期間於這些區上提供一較強的冷卻效應。
另一實施例中，流體網路結構係可遵循人體的幾何形狀或輪廓。人體的凸形區(例如胸部、肩及肚子)係可覆蓋有液體吸收性通路，而人體的凹形區(例如下背部)可保持為液體斥性或亦可被覆蓋有液體吸收性通路。穿戴者性別亦會影響衣物設計。男性與女性之間的不同身體結構係會導致不同區被用來運送及移除汗。
在另一實施例中，一衣物上之液體吸收性通路的數目係可根據一特定穿戴者的身體區域及流汗率而被客製化。對於穿戴者緩慢流汗之身體區，可配置較多的液體斥性區域藉以留下一有限量的汗被蒸發離開其皮膚以供冷卻。對於一具有高流汗率的穿戴者，更多的液體吸收性通路可以一種利用流體運送機構(重力、壓縮或表面張力)更快速地移除較大容積的汗之方式被放置。
在另一實施例中，可利用一具有一流體網路結構之衣物以供使一穿戴者在一活動之前預先冷卻或者只在溫 暖溫度時冷卻一穿戴者。衣物可在穿戴者將其穿上之前被浸入水中，以對於穿戴者提供一較長冷卻效應。由於衣物的濕區域可受限，衣物重量僅有一小增加。並且。可藉由調整衣物的濕面積對於乾面積之比值來控制衣物的寒冷感。
液體吸收性通路的位置、數目、流體流的方向、及液體斥性區並不限於本描述中的範例。流體網路結構的組態係可依據衣物有多緊、穿戴者在一特定活動期間的姿勢、一所欲美觀等而定。此外，一汗衫的前及背側等係可分離，且衣物可被構造成僅有前或背側作修改以供濕氣管理。
圖42A顯示被施加至一件短褲4200之一範例流體網路結構的圖式。在短褲的腰部區域上，流體通路4202係可構造成使得可藉由腰帶上的通路4202來收集在移動期間從上身體流下的汗並將其運送至短褲的側邊。汗可隨後流下至短褲邊緣並在滴落點4204、4206滴離。圖42B係為圖42A所示的實施例4200之影像。由於穿戴者可在短褲底下具有內褲，短褲4108的其餘部分可保持為完全液體斥性。若腰帶上沒有流體通路，大量的汗可能浸透短褲、包括穿戴者的內褲。
圖43A顯示施加至一件短褲之流體通路組態的另一版本4300之圖式，其中流體通路4302延伸至腳區的側邊。圖43B是圖43A所示的實施例4300之影像。
圖44是顯示一件短褲4400上的另一流體通路網 路組態之圖式，其中流體吸收性通路4402係覆蓋短褲以將汗運送至短褲側邊並經由滴落點4404、4406將其滴離。圓形4108係為流體入口在短褲內側上有可能的樣貌之範例。
圖45顯示一襪子的一實施例4500之圖式，其具有一擁有流體通路4505之液體吸收性流體網路結構，流體通路4505將流下腳的汗攜載至襪子側邊並經由滴落點4504、4506將其滴離。一穿戴者的襪子及鞋子可在運動期間不僅因為足部本身所產生的汗且亦因為順腳跑下到鞋內的汗而變成飽和。將一流體通路併入至襪子內係可大幅降低身體的汗跑入鞋內而使得足部不舒適。
圖46A顯示一具有一液體吸收性流體網路之頭帶的一實施例4600之圖式。頭帶係包含液體吸收性通路4602及液體斥性區域4604。液體吸收性通路4602係配置呈現一圖案，其係將前額上所產生的汗攜載至臉側邊的二個滴落點4606、4608。液體吸收性通路4602將防止汗跑到眼睛中並灼痛。遵循重力驅動式流原理，液體吸收性通路4602將連續地移除汗以提供涼快且舒適的感覺予穿戴者並將防止穿戴者必須擦拭其前側。圖46B至圖46D是圖46A所示的實施例4600之影像。此頭帶係由運動穿著所用的相同布料所構成並遠比傳統毛圈織物(terrycloth)材料更薄且更輕。其可作為運動及產業應用兩者所用之一標準汗帶。此一汗導引結構係可被整合在一帽蓋、帽盔或其他類似衣物內。
當設計一供配合一運動衣物使用之流體網路材料時，應小心觀察人在一特定運動期間的姿勢藉以提供對 的流體通路組態。例如，流體通路4702在一單車衣物4700上的配置係應該很不同於一跑步汗衫，原因是單車手的上身將在大部分時間接近水平而非垂直，如圖47所示。當運動員停留在騎乘姿勢時，衣物的背部及前部上之流體通路4702係主要為垂直。滴落點4704係位於褲子的底部以確保重力驅動式滴落。
圖48A及48B顯示在內部具有一液體吸收性流體網路之一帳篷的一實施例4800之圖式。流體網路結構係有助於管理凝結，其可為存在現今帳篷設計的一問題。當一露營者停在帳篷中一段延長時間期間時，露營者產生的水蒸氣會凝結於帳篷表面上。濕氣每24小時可累積最多達1L。利用液體吸收性通路4802的適當流體管理，凝結的濕氣將不會從帳篷屋頂隨機地滑下以在帳篷地板周圍形成水窪坑。取而代之，濕氣可傳送至一所欲區位或以一液體吸收性墊作吸收並從帳篷取走。流體網路亦可被有效用來施加至帳篷以在帳篷打包之前幫助帳篷保持乾燥。這係避免有過多濕氣及黴菌在打包的帳篷中生長。
在圖48A中，流體網路結構係從屋頂的頂部4804配置至帳篷的底部4806。為了圖示簡單起見，僅顯示流體圖案的一段，然而，流體網路將覆蓋帳篷的四段。根據前述原理，流體網路結構可降低累積在屋頂上之水的容積。在圖48B中，帳篷具有較長延伸的半圓錐形流體吸收性通路4802，且內部流體網路配置係為不同。通路的短“肋”4808係沿屋頂頂部呈對稱，且長運送通路4810係位於側壁4812 上，朝向帳篷底端呈一角度，其中可收集濕氣。
從本文的描述，將瞭解：目前揭示係涵蓋多重實施例，其包括但不限於下列：
1.一用於管理流體之裝置，該裝置包含：一基材；該基材具有由基材中的一第一區所界定之一第一可濕潤性；該基材具有由基材中的一第二區所界定之一第二可濕潤性；其中第二區係相鄰於第一區；其中第二可濕潤性係大於第一可濕潤性；其中第二區形成一具有一流體流方向之流體通路；且其中該流體通路係組構成回應於與該流體路徑的流體接觸而藉由一在流方向所施加的力使流體沿著該流體通路移動。
2.如前述實施例中任一項之裝置，其中該所施加的力係為重力、壓縮力、毛細力或表面張力中的一者或多者。
3.如前述實施例中任一項之裝置，其中流體通路在基材中被定位於兩個第二區之間，且其中當流體沿著流體通路移動時，流體通路不可見。
4.如前述實施例中任一項之裝置，其中該流體通路係包含一滴落點，其中該滴落點係被定位於接近流體通路的最低重力點；其中基材係組構於該滴落點處以使流體作收集並滴離基材；且其中滴落點係組構成減慢或加快流體滴離基材的一速率。
5.如前述實施例中任一項之裝置，其中該第一可濕潤性係由一液體斥性區所界定且其中該第二可濕潤性係 由一液體吸收性區所界定。
6.如前述實施例中任一項之裝置，其中藉由液體斥性區所產生的壓縮力以利於流體接觸到流體流通路。
7.如前述實施例中任一項之裝置，其中該基材係包含液體吸收性區內之多重接觸角，而生成一可濕潤性梯度。
8.如前述實施例中任一項之裝置，其中該基材係包含液體斥性區內之多重接觸角，而生成一可濕潤性梯度。
9.如前述實施例中任一項之裝置，其中流體通路在其下方重力區上包含有一液體斥性層。
10.如前述實施例中任一項之裝置，該基材具有由一第三區所界定之一第三可濕潤性；其中該第三可濕潤性係為液體吸收性，其中該第三可濕潤性係為液體吸收性；其中該第三區被定位於接近流體通路的最低重力點；且其中流體係在該第三區作收集並防止滴離基材。
11.如前述實施例中任一項之裝置，其中該第三區係組構成為可移除式。
12.如前述實施例中任一項之裝置，其中該基材具有一厚度；該基材具有一第一表面層；其中該第一表面層包含一不連續液體吸收性區；該基材具有一第二表面層；其中該第二表面層包含流體通路；且其中該不連續液體吸收性區穿透經過基材的厚度以連接至該第二表面層上的流體通路，而容許流體接觸於該第一表面層以移行至該第二表面層來到流體通路。
13.如前述實施例中任一項之裝置，其中流體通路係被一液體斥性間隙所中斷。
14.如前述實施例中任一項之裝置，其中該流體通路係為一衣物的一組件。
15.如前述實施例中任一項之裝置，其中複數個流體通路係組構以在該衣物上形成一設計。
16.如前述實施例中任一項之裝置，其中流體通路係組構成當濕或乾時為不可見。
17.如前述實施例中任一項之裝置，其中流體通路係組構成管理一人身體上的流汗。
18.一用於管理流體之裝置，該裝置包含：一基材；該基材具有由基材中的一第一液體吸收性區所界定之一第一可濕潤性；該基材具有由基材中的一第二液體吸收性區所界定之一第二可濕潤性；其中第二液體吸收性區係相鄰於第一液體吸收性區；其中第二可濕潤性係大於第一可濕潤性；其中第一及第二液體吸收性區形成用於流體流的一可濕潤性梯度；且其中當流體接觸到基材時，流體係沿著該梯度從第一液體吸收性區移動至第二液體吸收性區。
19.如前述實施例中任一項之裝置，其中該基材係包含第二液體吸收性區內之多重接觸角，而生成一可濕潤性梯度。
20.如前述實施例中任一項之裝置，其中該基材係包含第一液體吸收性區內之多重接觸角，而生成一可濕 潤性梯度。
21.如前述實施例中任一項之裝置，其中該第二液體吸收性區中的該流體流係受到重力、壓縮力、毛細力或表面張力中的一者或多者所影響。
22.一種用於管理流體之方法，該方法包含：在一基材中生成一具有一第一可濕潤性之第一區；及在該基材中生成一具有一第二可濕潤性之第二區，其中第二可濕潤性大於第一可濕潤性；其中第二區形成一具有一流體流方向之流體通路；及其中當流體接觸到流體通路時，流體藉由在流方向所施加的一力沿著該流體通路移動。
23.如前述實施例中任一項之方法，其中該第一區及該第二區係利用一列印程序而生成。
24.如前述實施例中任一項之方法，其中該第一區及該第二區係利用一針織程序而生成。
雖然本文的描述含有許多細節，其不應詮釋成限制本揭示的範圍而是僅提供部分目前較佳實施例的示範。因此，將瞭解：本揭示的範圍係完全地涵蓋熟悉該技藝者將得知的其他實施例。
在申請專利範圍中，除非如此明述，以單數提及一元件並無意指“一且唯一”，而是“一或多”。熟悉該技藝者所習知之所揭露實施例的元件之所有結構性、化學性及功能性均等物係被明述以參照方式併入本文中且意圖被本申請專利範圍所涵蓋。尚且，本揭示中並無元件、組件或方法步驟意圖貢獻予公眾，不論該元件、組件或方法步驟 是否在申請專利範圍中明述皆然。本文並無請求元件被詮釋成為一“手段附加功能”元件，除非該元件使用“用於之手段”用語予以明述。本文並無請求元件被詮釋成“步驟附加功能”元件，除非該元件使用“用於之步驟”用語予以明述。
本文所描述的所有元件、部份及步驟較佳皆被包括。請瞭解：這些元件、部份及步驟的任一者係可以其他元件、部份及步驟作取代或完全刪除，如同熟悉該技藝者所將得知。
廣言之，此文係揭露至少下列：提供一用於管理流體流之裝置及方法，其係利用不同的相鄰可濕潤性區以在一基材上形成一流體網路結構。流體網路結構係可包括液體吸收性流體通路，其中流體可流動於這些通路內並從基材被移除。流體可藉由重力、壓縮力、毛細力及表面張力被移動。
100‧‧‧實施例
102‧‧‧液體吸收性區
104‧‧‧液體斥性區
106‧‧‧基材
108‧‧‧滴落點
118‧‧‧流體通路
L‧‧‧通路118的長度
W‧‧‧通路的寬度

Claims (24)

  1. 一種用以管理流體之裝置，該裝置包含：一基材；該基材具有由該基材中的一第一區所界定之一第一可濕潤性；該基材具有由該基材中的一第二區所界定之一第二可濕潤性；其中該第二區係相鄰於該第一區；其中該第二可濕潤性係大於該第一可濕潤性；其中該第一區及該第二區形成用於流體流的一可濕潤性梯度；其中該第二區形成一具有一流體流方向之流體通路；及其中該流體通路係組構成回應於與該流體路徑的流體接觸而藉由一在該流方向上所施加的力使該流體沿著該流體通路移動。
  2. 如請求項1之裝置，其中該所施加的力係為重力、壓縮力、毛細力或表面張力中的一者或多者。
  3. 如請求項1之裝置，其中該流體通路在該基材中被定位於兩個第二區之間，且其中當流體沿著該流體通路移動時，該流體通路不可見。
  4. 如請求項1之裝置：其中該流體通路係包含一滴落點； 其中該滴落點係被定位於接近該流體通路的最低重力點；其中該基材係組構於該滴落點處以使流體作收集並滴離該基材；及其中該滴落點係組構成減慢或加快該流體滴離該基材的一速率。
  5. 如請求項1之裝置，其中該第一可濕潤性係由一液體斥性區所界定，且其中該第二可濕潤性係由一液體吸收性區所界定。
  6. 如請求項5之裝置，其中藉由該液體斥性區所產生的一壓縮力可利於該流體接觸到該流體流通路。
  7. 如請求項5之裝置，其中該基材包含該液體吸收性區內之多重接觸角，而生成一可濕潤性梯度。
  8. 如請求項5之裝置，其中該基材包含該液體斥性區內之多重接觸角，而生成一可濕潤性梯度。
  9. 如請求項5之裝置，其中該流體通路在其下方重力區上包含有一液體斥性層。
  10. 如請求項1之裝置：該基材具有由一第三區所界定之一第三可濕潤性；其中該第三可濕潤性係為液體吸收性；其中該第三區被定位於接近該流體通路的最低重力點；及其中該流體係在該第三區作收集並防止滴離該基材。
  11. 如請求項10之裝置，其中該第三區係組構成為可移除式。
  12. 如請求項1之裝置：該基材具有一厚度；該基材具有一第一表面層；其中該第一表面層包含一不連續液體吸收性區；該基材具有一第二表面層；其中該第二表面層包含該流體通路；及其中該不連續液體吸收性區穿透經過該基材的厚度以連接至該第二表面層上的該流體通路，而容許流體接觸於該第一表面層以移行至該第二表面層來到該流體通路。
  13. 如請求項1之裝置，其中該流體通路係被一液體斥性間隙所中斷。
  14. 如請求項1之裝置，其中該流體通路係為一衣物的一組件。
  15. 如請求項14之裝置，其中複數個流體通路係組構以在該衣物上形成一設計。
  16. 如請求項14之裝置，其中該流體通路係組構成在濕或乾時為不可見。
  17. 如請求項14之裝置，其中該流體通路係組構成管理一人身體上的流汗。
  18. 一種用以管理流體之裝置，該裝置包含：一基材； 該基材具有由該基材中的一第一液體吸收性區所界定之一第一可濕潤性；該基材具有由該基材中的一第二液體吸收性區所界定之一第二可濕潤性；其中該第二液體吸收性區係相鄰於該第一液體吸收性區；其中該第二可濕潤性係大於該第一可濕潤性；其中該第一液體吸收性區及該第二液體吸收性區形成用於流體流的一可濕潤性梯度；及其中在流體接觸到該基材時，該流體係沿著該梯度從該第一液體吸收性區移動至該第二液體吸收性區。
  19. 如請求項18之裝置，其中該基材包含該第二液體吸收性區內之多重接觸角，而生成一可濕潤性梯度。
  20. 如請求項18之裝置，其中該基材包含該第一液體吸收性區內之多重接觸角，而生成一可濕潤性梯度。
  21. 如請求項18之裝置，其中該第二液體吸收性區中的該流體流係受到重力、壓縮力、毛細力或表面張力中的一者或多者所影響。
  22. 一種用以管理流體之方法，該方法包含：在一基材中生成一具有一第一可濕潤性之第一區；及在該基材中生成一具有一第二可濕潤性之第二區；其中該第二可濕潤性大於該第一可濕潤性；其中該第一區及該第二區形成用於流體流的一可 濕潤性梯度；其中該第二區形成一具有一流體流方向之流體通路；及其中在流體接觸到該流體通路時，該流體藉由在該流方向上所施加的一力沿著該流體通路移動。
  23. 如請求項22之方法，其中該第一區及該第二區係利用一列印程序而生成。
  24. 如請求項22之方法，其中該第一區及該第二區係利用一針織程序而生成。
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