TWI788713B

TWI788713B - 多層多功能熱管理材料

Info

Publication number: TWI788713B
Application number: TW109135647A
Authority: TW
Inventors: 哈斯克爾貝克漢姆; 莉貝卡林恩約翰生; 大衛米爾頓安德森
Original assignee: 美商哥倫比亞運動服飾北美公司
Priority date: 2019-10-16
Filing date: 2020-10-15
Publication date: 2023-01-01
Also published as: KR20220079889A; WO2021076494A1; EP4045706A4; AR120250A1; TW202120660A; CN114746602A; CA3157938A1; CL2022000899A1; EP4045706A1; JP2022552313A; CN114746602B; US20210112895A1

Abstract

本發明揭示一種熱管理材料，其包括：基底織物，其具有向外表面及向內表面；及複數個多層多功能熱管理元件，其耦接至該基底材料之該向外表面，其中該熱管理材料之加權平均熱發射率小於0.8（或80%）。該等多層多功能熱管理元件包括低熱發射率層及高太陽能吸收率層。

Description

多層多功能熱管理材料

本發明大體上係關於用於身體護具（body gear）及具有經設計性能特性之其他製品的基底材料，諸如織物，且特定言之係關於使用多層熱管理元件之技術護具，諸如衣物，該等多層熱管理元件耦接至基底材料之向外表面以限制自基底材料之向外表面至環境之熱傳遞，且另外截留太陽輻射且將太陽輻射轉換成導向基底材料之內部的熱量。

隔熱性熱反射材料通常呈上面膠黏或以其他方式附接有整體金屬膜或離散圖案之金屬元件的基底材料之形式。隔熱性熱反射材料用作諸如夾克（jacket）之衣物的內表面。金屬薄膜或圖案化熱反射元件配置於衣物之內表面（例如向內表面）上以將穿著者之身體熱量反射回衣物之內部或身體側，從而保留身體所產生之熱量並且在寒冷條件下給衣物穿著者保暖。雖然此等材料確實提供增加的熱保留，但對提供更佳熱管理之新材料之需求持續存在。

在以下詳細描述中，參考隨附圖式，該等隨附圖式形成本文之一部分且其中藉助於說明之方式展示可實踐的具體實例。應理解，可利用其他具體實例，且可在不脫離範圍之情況下作出結構或邏輯改變。因此，以下詳細描述不應以限制性意義來理解，且具體實例之範圍藉由隨附申請專利範圍及其等效物來界定。

可以可有助於理解具體實例之方式將各種操作描述為依次之多個離散操作；然而，描述之次序不應解釋為暗示此等操作為次序相依的。

描述可使用基於視角之描述，諸如上方/下方、後方/前方及頂部/底部。此等描述僅用以便於論述且不意欲限制所揭示具體實例之應用。

可使用術語「耦接（coupled）」及「連接（connected）」以及其衍生詞。應理解，此等術語並不意欲作為相互之同義詞。實情為，在特定具體實例中，可使用「連接」來指示兩個或多於兩個元件彼此直接實體接觸。「耦接」可意謂兩個或多於兩個元件直接實體接觸。然而，「耦接」亦可意謂兩個或多於兩個元件未彼此直接接觸，但仍彼此合作或相互作用。

術語「著色劑（colorant）」意謂所添加的用以改變材料之顏色的物質，該材料諸如高太陽能吸收率層，例如聚合物上覆層。大部分著色劑可歸類為染料或顏料，或含有此等染料或顏料之某一組合。

為達成描述之目的，「A/B」形式或「A及/或B」形式之片語意謂（A）、（B）或（A及B）。為達成描述之目的，「A、B及C中之至少一者」形式之片語意謂（A）、（B）、（C）、（A及B）、（A及C）、（B及C）或（A、B及C）。為達成描述之目的，「（A）B」形式之片語意謂（B）或（AB），亦即，A為視情況選用之元件。

描述可使用術語「具體實例（embodiment）」或「具體實例（embodiments）」，其可各自指相同或不同具體實例中之一或多者。此外，如關於具體實例所使用，術語「包含（comprising）」、「包括（including）」、「具有（having）」及其類似者為同義的。

Omni-Heat™反射材料之工作原理係將熱輻射反射回身體。就此性能而言重要的材料為金屬，包括（但不限於）鋁、銀及金。除了在2.5至40微米波長範圍內展現高反射率以外，此等材料亦在相同波長範圍內展現低發射率。換言之，此等材料展現高熱反射率及低熱發射率。

針對主要熱傳遞模式傳導、對流及輻射之數學檢驗顯示，所有三種模式具有一個共同項：ΔT，其為損失熱量之材料與獲得熱量之材料/環境之間的溫度差。此等公式展示如下。 q_對流 = hA(T_s - T_a )（1） q_傳導 =

（2） q_輻射 =

（3）

參考上述公式，q _對流係由對流引起之熱傳遞，其中h 為對流熱傳遞係數，T _s 為表面溫度，且T _a 為環境溫度；q _傳導係由傳導引起之熱傳遞，其中k 為熱傳導率，A 為正發生傳導之橫截面積，T ₁ 為損失熱量之物體之溫度，且T ₂ 為接受熱量之物體之溫度；且q _輻射係由輻射引起之熱傳遞，其中σ 為波茲曼常數（Boltzmann constant），ε 為加權平均熱發射率，A 為表面面積，T ₁ 為表面之溫度，且T ₂ 為接受熱量之物體或環境之溫度。

設想環境溫度低於體溫之情境。由於衣服及鞋類材料緊挨著作為熱源之身體穿著，且由於身體與身體上穿著的材料之間存在一定的傳導熱傳遞，因此身體與相鄰材料之間的溫度差（ΔT）典型地小於最外材料層與環境之間的ΔT。因此，用以限制最外材料層與環境之間的熱傳遞的材料改性與用以限制身體與最內或相鄰材料層之間的熱傳遞的改性相比可對總熱保留具有更大影響。

具有低熱發射率之材料（諸如金屬）可應用於最外材料層以限制至環境之輻射熱傳遞並且為衣服及鞋類提供增強的熱保留。因此，出於此目的可使用鋁。然而，鋁在暴露於環境時以及在衣物之最外層上使用期間可氧化及磨損。材料之表面的熱發射率為其以熱輻射形式發射能量之效率。定量而言，熱發射率為在相同溫度下表面所發射之熱輻射與理想黑體表面將發射之輻射的比率，如藉由史特凡-波茲曼定律（Stefan-Boltzmann law）所給出。該比率在0至1（例如100%）範圍內變化，其中理想黑體輻射體之表面將具有發射率1，而僅反射來自其環境之熱輻射的表面將具有發射率0。

金屬表面（諸如鋁）上之保護性聚合物層可保護該金屬表面且防止氧化及磨損。令人遺憾的係，聚合物塗層具有高熱發射率，其抵消了出於最小化至環境之輻射熱損失且由此增加衣物中之熱保留的目的而將具有低熱發射率之金屬置放在衣物之外部的作用。考慮此等觀測結果之習知智慧將為把金屬元件置放在衣物之內部，如同使用Omni-Heat™反射技術之衣物那般。

與此習知智慧相反，本文之發明人揭示一種金屬（例如鋁）與聚合物上覆層之多層結構，金屬與聚合物上覆層一起得到一種多層熱管理元件，出人意料地，其與用於衣物結構中之基底材料相比展現低熱發射率。如下文實施例中所詳述，對此多層結構之測試顯示，出人意料地，此多層熱管理元件之加權平均發射率約為0.1（例如10%）（發射率在0與1之間改變，因此0.1為低值），例如0.07至0.13（例如，7%至13%）。此等多層熱管理元件耦接至不同基底織物之外部，且使用標準加熱板方法來進行測試。即使在30%表面覆蓋率下，多層熱管理元件亦使得不同基底織物之熱阻增加20%至67%（參見表1），此增加係顯著且出人意料的。

此外，藉由向保護性聚合物上覆層中添加著色劑，可出現太陽輻射之吸收且增強多層元件之熱保留能力，從而使得該等多層元件亦為多功能 的。舉例而言，黑色著色劑可產生最大太陽能吸收率（例如，在0.3與2.5 μm之間的波長下之能量吸收率），使得應用於衣物之外表面的多層及多功能熱管理元件在存在陽光（如直射或散射陽光）時提供顯著增強的熱保留特性。在55%表面覆蓋率下，多層熱管理元件使得不同基底織物之熱阻增加15%至73%（參見表2），此增加係顯著且出人意料的。此外，如圖14中所示出之結果顯示，出人意料地，多層熱管理元件可用作太陽能收集器，其吸收更多熱量，將熱量傳導至其耦接之基底織物及下層隔熱材料，且比具有類似太陽能吸收率之基底織物更長時間地保持此熱量。

由於黑色著色劑典型為發射性的，因此所屬技術領域中具有通常知識者可預期，增加的吸收率可能被黑色著色劑之增加的熱發射率（例如，在5與40 μm之間的波長下之發射率）抵消。然而，出人意料地，測試顯示並非此情形。即使在聚合物上覆層中具有黑色著色劑的情況下，多層熱管理元件仍降低基底織物之總體平均熱發射率，從而產生增加之熱保留。在另一具體實例中，可在聚合物上覆層中使用光致變色著色劑，該光致變色著色劑在太陽照射時自透明變成有顏色（諸如黑色），從而在太陽不照射時達成最大化的低發射率且在太陽照射時達成最大化的太陽能吸收率。光致變色著色劑可分類為P型或T型。P型光致變色著色劑系統可在不同光波長下在每一方向上切換。P型系統在用特定波長範圍輻照時改變顏色，接著在刺激物移除之後保持在此狀態下。P型系統僅在經受另一組波長之光時才恢復其原始顏色。替代地，若光能夠驅動僅一個方向上之改變，則展現T型性能。T型系統可在不再暴露於光源時經由熱回復（thermal back）反應而淡化回其原始狀態。可逆性係光致變色之兩種類型的重要態樣，舉例而言，經歷具有不可逆性質之改變的感光材料可不被視作光致變色的。真實世界的著色劑可能並非總是匹配上文所描述的兩種性能類型之嚴格定義，但大部分容易被分類。本發明之T型著色劑之實例可包括（但不限於）螺哌喃、螺

及萘并哌喃以及其他。本發明之P型著色劑之實例可包括（但不限於）二芳基乙烯及俘精酸酐（fugide）以及其他。

參考圖1，所揭示之熱管理材料10包括可具有一或多個性能特性之基底織物20，該基底織物具有向外表面12（例如，相對於材料之穿著者之身體的向外表面）及向內表面13（例如，相對於材料之穿著者之身體的向內表面）。本文所揭示之向內表面13可理解為與向外表面12相比更接近熱管理材料10之穿著者之身體。複數個多層多功能熱管理元件15耦接至基底織物之向外表面12，其中該複數個多層多功能熱管理元件之置放及間距使得基底織物的一部分未被覆蓋，且使得基底材料能夠保留性能特性之至少部分性能。如本文所揭示特定地形成此等多層多功能熱管理元件15，得到熱管理材料10（諸如織物），其在0.3與2.5 pm之間的波長下具有高太陽能吸收率且在介於5與40 pm範圍內之波長下具有低熱發射率，使得其能夠保留熱量且吸收太陽輻射，從而得到與沒有多層多功能熱管理元件15之基底織物20相比更佳的熱管理材料10。

在具體實例中，每一多層多功能熱管理元件15具有低熱發射率層16。在具體實例中，多層多功能熱管理元件15之低熱發射率層16為箔片之不連續陣列，該箔片諸如金屬箔（例如可延展金屬，包括但不限於鋁、銅、錫、銀及金），在特定具體實例中為鋁箔。除低熱發射率層16以外，多層多功能熱管理元件15亦包括位於熱管理元件15之最外表面上，例如位於低熱發射率層16之向外表面上方的高太陽能吸收率層18。出於參考目的，「向外」在圖1中由箭頭21所示出之方向例示。多層多功能熱管理元件15可包括額外層，諸如脫模層、黏著層、抗磨損及氧化之保護層以及類似層，然而，層厚度必須保持足夠小，使得外表面上耦接多層多功能熱管理元件之織物的加權平均發射率不會增加回至織物自身之位準。在具體實例中，多層多功能熱管理元件15所展現之加權平均熱發射率為0.1至0.85（例如10%至85%），較佳小於0.7，且最佳小於0.5。在具體實例中，外表面上耦接多層多功能熱管理元件15之熱管理材料10所展現之加權平均熱發射率小於0.9（例如90%），較佳小於0.7（例如70%），且最佳小於0.5（例如50%）。在具體實例中，熱管理材料10之發射率在約10%與約80%之間，諸如約15%至65%、約30%至80%、約10%至50%、30%至70%或約40%至60%。因此，本文中論述之低熱發射率層係指使得多功能熱管理元件（例如，多功能熱管理元件15）具有0.1至0.85、較佳小於0.7、最佳小於0.5之加權平均熱發射率及/或使得熱管理材料（例如，熱管理材料10）具有小於0.9、較佳小於0.7、最佳小於0.5之加權平均熱發射率的層（例如，低熱發射率層16）。

在具體實例中，多層多功能熱管理元件15所展現之加權平均太陽能吸收率為至少50%（例如0.5），諸如大於50%、大於55%（例如0.55）、大於60%（例如0.60）、大於65%（例如0.65）、大於70%（例如0.70）、大於75%（例如0.75）、大於80%（例如0.80）、大於85%（例如0.85）或甚至大於90%（例如0.90）之太陽能吸收率。在具體實例中，外表面上耦接多層多功能熱管理元件15之熱管理材料10所展現之加權平均太陽能吸收率為至少50%，諸如大於50%、大於55%、大於60%、大於65%、大於70%、大於75%、大於80%、大於85%或甚至大於90%之加權平均太陽能吸收率。如本文中所論述，吸收率係指吸收光與入射光之分數，因此吸收率在0與1之間改變，其中值1意指所有入射光皆被吸收。此外，如本文所揭示之高太陽能吸收率層為使得多層多功能熱管理元件（例如，多層多功能熱管理元件15）具有至少0.5、或至少0.55、或至少0.6、或至少0.65、或至少0.7、或至少0.75、或至少0.80、或至少0.85、或至少0.90之加權平均太陽能吸收率及/或使得熱管理材料（例如，熱管理材料10）具有至少0.5、或至少0.55、或至少0.6、或至少0.65、或至少0.7、或至少0.75、或至少0.80、或至少0.85、或至少0.90之加權平均太陽能吸收率的層（例如，高太陽能吸收率層18）。

在具體實例中，多層多功能熱管理元件15相對較小，諸如為直徑0.1至10 mm之圓點，以免過度干擾基底織物20之性能特性。因此，在各種具體實例中，揭示例如用於身體護具之基底織物20，其可使用複數個耦接至基底織物20之向外表面，諸如耦接至衣物之最外層之向外表面的多層多功能熱管理元件15。在一具體實例中，多層多功能熱管理元件15之不連續圖案藉由吸收太陽輻射同時減少輻射熱自衣物之最外層之表面發射回至環境來管理身體熱量。

在具體實例中，複數個多層多功能熱管理元件15以大體不連續陣列佈置在基底織物20之向外表面上，藉此在相鄰多層多功能熱管理元件15之間暴露基底織物20之一些部分。在各種具體實例中，多層多功能熱管理元件15可以分離元件之陣列配置，而在下文更詳細論述的其他具體實例中，多層多功能熱管理元件15可以互連圖案配置。在一些具體實例中，多層多功能熱管理元件15可呈實心形狀或封閉環形構件之形式，諸如圓形、正方形、六邊形或其他形狀，包括不規則形狀。在其他具體實例中，多層多功能熱管理元件15之不連續圖案可呈晶格、柵格或其他互連圖案之形式。

一般而言，應暴露基底織物20之向外表面之充足表面面積以提供所需的基底織物性能特性或功能（例如，伸展性、懸垂性、紋理、透氣性（breathability）、透水蒸氣性、空氣滲透性（air permeability）及/或吸水性）。舉例而言，若基底織物暴露得太少，則諸如透水蒸氣性及/或空氣滲透性之性質可受損，且甚至與覆蓋百分比不成比例地受損。如本文所使用，術語「表面覆蓋面積」係指自單位單元獲得之量測結果，例如，單位單元可為包括複數個多層多功能熱管理元件之區域。在一實例中，單位單元為具有多層多功能熱管理元件之不連續陣列的織物中之給定點處的至少1吋乘1吋單位單元，且不一定對應於多層多功能熱管理元件所覆蓋的整個衣物之百分比，該單位單元例如1吋乘1吋單位單元（25.4 mm乘25.4 mm單位單元）、2吋乘2吋單位單元（50.8 mm乘50.8 mm單位單元）、3吋乘3吋單位單元（76.2 mm乘76.2 mm單位單元）及其類似者。在一實例中，單位單元可為在給定衣物上之接縫之間量測的材料之整個外表面。

多層多功能熱管理元件15覆蓋基底織物20之向外表面之充足表面面積，以產生所需程度之熱管理（例如，減少熱發射或例如在暴露於直射陽光或甚至間接陽光時吸收太陽輻射，或同時減少熱發射及吸收太陽輻射）。可暴露基底織物20之向外表面之充足面積以提供或維持所需基底織物性能特性或功能（例如，透氣性、水蒸氣或空氣滲透性或吸水性）。在各種具體實例中，多層多功能熱管理元件15可覆蓋基底織物20之充足表面面積以達成所需程度之熱管理，例如在各種具體實例中例如在特定單位單元（諸如1吋乘1吋單位單元（25.4 mm乘25.4 mm單位單元））中，多層多功能熱管理元件15之表面覆蓋面積為約5-95%、約10-90%、約20-80%、30-70%、40-60%或甚至約55%。在給定物品或甚至物品的一部分中，多層多功能熱管理元件所覆蓋之表面面積可一致，或可在物品之區域內或在區域間變化。

在具體實例中，個別多層多功能熱管理元件15具有約1 mm直徑，但涵蓋更大及更小大小。在具體實例中，個別多層多功能熱管理元件15介於約0.1 mm直徑至約10.0 mm直徑之範圍內，諸如約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或10.0 mm直徑或在其內之任何值或範圍。在具體實例中，特定區域中之個別多層多功能熱管理元件15間隔約0.1至約10.0 mm，諸如約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或10.0 mm或在其內之任何值或範圍。如本文所使用，無論形狀如何，直徑都為距多層多功能熱管理元件15之中心的平均距離，該中心例如多層多功能熱管理元件15之幾何中心，諸如圓形、三角形、正方形、多邊形或甚至不規則形狀之中心。所屬技術領域中具有通常知識者能夠判定形狀之幾何中心。

在具體實例中，個別多層多功能熱管理元件15之低熱發射率層16包含金屬箔（例如鋁箔）或由該金屬箔組成，該金屬箔之厚度介於約5 nm至約100 nm厚之範圍內，諸如約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或100 nm厚，或其內涵蓋之任何值或子範圍。

在具體實例中，高太陽能吸收率層18為聚合物或聚合物混合物，其厚度介於約0.1 pm至約10.0 pm厚之範圍內，諸如約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或10.0厚，或亦涵蓋任何值或子範圍。與本發明相關的聚合物之實例可包括（但不限於）聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚(四氟乙烯)、聚異丁烯、聚丙烯腈、聚丁二烯、聚(氯乙烯)、聚(丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚丁二烯、聚氯丁二烯、聚(順-1,4-異戊二烯)、聚(反-1,4-異戊二烯)、聚胺基甲酸酯、聚酯、聚醯胺、聚醚、聚烯烴、聚丙烯酸酯、聚(3-羥基丁酸)（PHB）、聚[(R )-3-羥基丁酸酯-共聚-(R)-3-羥基戊酸酯]（PHBV）、3-羥基丁酸酯及3-羥基己酸酯（PHBH）、聚乳酸（PLA）、纖維素、甲殼素、漆及天然橡膠等或其共聚物或組合。在具體實例中，高太陽能吸收率層18包括著色劑，諸如有助於吸收太陽能之著色劑。在一個實例中，著色劑為黑色著色劑。在某些實例中，高太陽能吸收率層18僅存在於多層多功能熱管理元件15之外表面上。在其他實例中，高太陽能吸收率層18可至少部分地覆蓋基底織物中並未耦接有個別多層多功能熱管理元件15之部分，例如作為低熱發射率層16及基底織物20兩者上方之塗層。

多層多功能熱管理元件15佈置在身體護具之外表面及/或基底織物20之最向外表面上使得該等元件暴露於環境，此可允許多層多功能熱管理元件15例如減少至環境之輻射熱發射且吸收太陽輻射，同時允許基底織物20充分地表現其所需功能。在一些具體實例中，多層多功能熱管理元件15可表現此等功能，而不會不利地影響基底織物之懸垂性、手感或其他性質。根據各種具體實例，基底織物20可為任何形式之身體護具、服裝（bodywear）、毯子、帳篷、防雨罩（rain fly）、睡袋或需要熱管理之任何材料或設備的一部分。如本文所使用，服裝包括穿在身體上的任何內容，諸如（但不限於）運動服裝，諸如緊身衣物、T恤、短褲、緊身褲襪（tight）、衣袖、頭巾及其類似者；外套，諸如夾克、褲子、綁腿（legging）、襯衫、手套、帽子及其類似者；及鞋類。

在各種具體實例中，多層多功能熱管理元件15可佈置在具有一或多個所需性質或特性之基底織物20之向外表面上。在一些具體實例中，基底織物20可具有其他所需屬性，諸如耐磨性、抗靜電性、抗微生物活性、防水性、防火性、親水性、疏水性、抗風性、防曬性、防SPF性、回彈性、抗污染性、抗皺性及其類似者。在其他具體實例中，熱管理元件15之間的分隔有助於允許基底織物20之向外表面具有所需懸垂性、外觀及/或紋理。合適的基底織物20可包括耐綸、聚酯、聚丙烯、嫘縈、棉、彈性纖維、羊毛、蠶絲或其共混物，或具有所需外觀、手感、重量、厚度、織紋、結構、紋理或其他所需性質之任何其他材料。在各種具體實例中，保持基底織物之指定百分比部分不被多層多功能熱管理元件15覆蓋可允許基底織物20之該部分表現所需功能。

在各種具體實例中，可使用單層基底織物20，其包含基底織物20，該基底織物包括上面佈置有多層多功能熱管理元件15之向外表面，而其他具體實例可使用多層織物，其包括一層基底織物20以及與其耦接之一或多個其他層，其中基底織物20為具有上面佈置有多層多功能熱管理元件15之向外表面的外層，例如上覆隔熱層。在某些具體實例中，個別多層多功能熱管理元件15獨立地耦接、諸如膠黏及/或黏合至基底織物。在某些具體實例中，多層多功能熱管理元件15直接耦接至基底織物。

在各種具體實例中，多層多功能熱管理元件15可以各種方式永久耦接至基底織物20，包括（但不限於）膠黏、熱壓、印刷或縫合。在一些具體實例中，多層多功能熱管理元件15可藉由周波焊接（frequency welding），諸如藉由射頻或超音波焊接而耦接至基底織物20。在一些具體實例中，多層多功能熱管理元件15可使用凹版印刷耦接至基底織物。在一些特定非限制性實例中，凹版印刷製程可使用在黏著劑浴中操作之雕刻滾筒，該黏著劑浴用黏著劑材料（例如，將把多層多功能熱管理元件15黏合至基底織物之黏著劑）填充滾筒之雕刻圓點或線條。可使用刮刀除去滾筒上之多餘黏著劑，且接著黏著劑可在含有位於載體材料上之多層多功能熱管理材料的箔片在雕刻滾筒與壓力滾筒之間通過時沈積至該箔片上。多層多功能熱管理材料位於載體材料上，使得高太陽能吸收率層比低熱發射率層更接近載體材料，且黏著劑塗覆至與載體材料相反的表面。在各種具體實例中，凹版印刷製程可包括直接凹版印刷、反向凹版印刷或差分偏移凹版印刷（differential offset gravure），且在各種具體實例中，黏著劑重量可由固體百分比、凹版容積、圖案深度及/或凹版滾筒之速度控制。在藉由凹版印刷將黏著劑塗覆至箔片之後，將基底（例如基底織物20）層壓至含有黏著劑之箔片。層壓物隨後在連續製程中經按壓及固化，之後剝離載體材料，在基底上留下圖案與凹版滾筒上雕刻之圖案一致的多層多功能熱管理元件15。

在各種具體實例中，多層多功能熱管理元件15可以圖案或連續或不連續陣列之形式塗覆。舉例而言，如圖15A至圖15H中所說明，熱管理元件可呈離散實心或封閉環形構件陣列之形式，其以所需圖案黏附或以其他方式固定至基底織物。已發現此類組態為使用者提供隔熱性，同時仍允許基底織物表現所需性質（例如，透氣性及伸展性）。在各種具體實例中，此類不連續、離散、分離的多層多功能熱管理元件可呈圓形、三角形、正方形、五邊形、六邊形、八邊形、星形、十字形、新月形、橢圓形或任何其他合適形狀之形式。

儘管圖15A至圖15H中所說明之具體實例將多層多功能熱管理元件示出為分離的離散元件，但在一些替代具體實例中，多層多功能熱管理元件中之一些或所有可配置成彼此連接，諸如條紋、波浪線或矩陣/晶格圖案或允許部分覆蓋基底織物之任何其他圖案。舉例而言，如圖16A至圖16F中所說明，佈置在基底織物上之多層多功能熱管理元件之組態可呈各種部分或完全連接元件之形式，且圖案可組合不連續元件（諸如圖15A至圖15H中所說明之彼等元件）與互連幾何圖案（諸如圖16A至圖16F中所說明之彼等圖案）兩者。在各種具體實例中，多層多功能熱管理元件之圖案可為對稱、有序、隨機及/或不對稱的。此外，如下文所論述，多層多功能熱管理元件之圖案可在關鍵位置處佈置於基底織物上，以改良服裝之性能。在各種具體實例中，多層多功能熱管理元件之大小及/或間距亦可在服裝之不同區域中變化，以在保留基底織物之功能性的同時平衡特定區域中對增強隔熱性質之需求。

在各種具體實例中，多層多功能熱管理元件之置放、圖案及/或覆蓋比率可變化。當然，覆蓋位置及比率可取決於衣物之類型而改變。在一些具體實例中，多層多功能熱管理元件之覆蓋程度可視需要在整個衣物內以漸變方式變化。在各種具體實例中，多層多功能熱管理元件之圖案可為對稱、有序、隨機及/或不對稱的。此外，如下文所論述，多層多功能熱管理元件之圖案可在關鍵位置處佈置於基底織物之向外表面上，以改良服裝之性能。在各種具體實例中，多層多功能熱管理元件之大小亦可變化，以平衡對增強隔熱性質之需求且保留基底織物之功能性。

實施例

在各種具體實例中，本文所描述之熱管理材料與沒有本文所揭示之熱管理材料的其他隔熱材料相比可具有優異的熱管理及隔熱特性。

ASTM G173提供地面處之太陽光譜。總太陽能在UV區（UVA及UVB，0.28至0.38 μm）中之分數為3.2%，在可見光區（0.38至0.78 μm）中之分數為53.4%，且在近IR區（0.78至3.0 μm）中之分數為43.4%。實際上，所有太陽能都包含在＜ 2.5 μm之波長中（參見圖2）。

蒲朗克分佈提供在給定絕對溫度下黑體表面所發射之輻射（參見圖3）：在典型表面溫度（0至70℃）下，峰值發射在約10 μm。相比於太陽輻照，表面發射弱得多，但寬得多。在標稱皮膚溫度（35℃）下，黑體所發射之能量的約95%包含在5 ≤ λ ≤ 40 μm之光譜區內。

熱發射率或發射係數為物體發射輻射熱能之能力的量測值。發射率之值在0與1之間變化。金屬傾向於展現低熱發射率及高熱反射率。聚合物傾向於展現高熱發射率及低熱反射率。

對於給定物體，其量測發射率取決於其表面之材料特性。實際上，常見做法為藉由將金屬物體漆成黑色來提高該金屬物體之發射率，因為油漆塗層為聚合物塗層，且黑色著色劑與其他著色劑相比通常吸收及發射更多紅外熱輻射。此結果由圖4中所示出之測試證實。將金屬板401置放於漆成黑色以形成高發射率表面之加熱板405上。將一條高發射率黑色電工膠帶406（膠帶為具有黏著劑層之聚合物薄膜）置放於金屬板401上。使用在支架412上之紅外（IR）熱成像相機410來對此裝置進行成像，該相機直接量測輻射度，輻射度通常與熱發射率成正比。此輻射度使用相機內部軟體根據蒲朗克分佈轉換成溫度，且結果通常報告為溫度或表觀溫度。針對IR相機上之給定發射率設置，維持在相同實際溫度下之物體的熱發射率將與其藉由相機所量測之表觀溫度成正比。將加熱板設置為約37℃，且量測熱影像。使用熱電偶來確保加熱板（參考箭頭415）及金屬板（參考箭頭418）之溫度大約為37℃（參見圖4）。

此測試之結果示於圖5中。假影區域502被遮蔽，此係由於熱相機（例如圖4處之相機410）反射在金屬板401上（注意在圖4中相機直接位於金屬板上方之方式）。漆成黑色之加熱板405（對應於框2 405a）呈現36.5℃之表觀溫度，此溫度與使用熱電偶量測之實際溫度一致。相比之下，金屬板401（對應於框1 401a）呈現22.4℃之表觀溫度，此溫度比使用熱電偶量測之實際溫度低得多，此表明金屬板與漆成黑色之區域相比發射更少輻射熱能。因此，當物體之最外表面為金屬時，預期該物體展現低熱發射率且保留更多熱量，此與經由至其環境之輻射損失熱能相反。此結果在圖5中藉由將一小條黑色電工膠帶406（其為具有下伏黏著劑層之薄聚合物薄膜）置放於金屬板401上而進一步證實。黑色電工膠帶之表觀溫度（對應於框3 406a）為36.8℃，此溫度同樣與使用熱電偶所量測的金屬板之實際溫度一致。當物體之最外表面為聚合物時，預期物體展現高熱發射率，此高熱發射率導致較大輻射熱損失。

如圖6、圖7、圖9及圖10中所示出，對熱管理元件（圖6及圖7）及耦接至織物表面之熱管理元件（圖9及圖10）進行測試以量測熱發射率及太陽能吸收率。大體上根據ASTM E903，使用實驗室可攜式光譜反射計（Laboratory Portable SpectroReflectometer；LPSR）300光譜光度計來進行日光範圍中之光譜量測，該日光範圍構成紫外光、可見光及近IR（UV/Vis/NIR）波長範圍（0.25 ＜ λ ＜2.5 μm）。大體上根據ASTM E408，使用具有Pike Upward MID積分球之Nicolet iS50傅立葉轉換紅外（Fourier-transform infrared；FTIR）光譜光度計來進行2.5至40 μm之光譜量測，該範圍構成中IR（MIR）熱範圍。各量測之平均光點大小：UV/Vis/NIR（0.25至2.5 μm）之矩形光點約為7.6 mm × 2 mm；MIR（2.5至40 μm）之橢圓形光點約為8.5 mm × 7.5 mm。在兩個儀器中，將量測光點大小判定得相對於塗覆至織物表面之熱管理元件足夠大，使得量測結果表示多材料（亦即，纖維及元件）織物表面之光譜回應的平均值。此平均值藉由考慮放在各儀器中之不同位置處的三個樣本之量測值之間的偏差進行驗證。在卡片紙料上量測熱管理元件。

進行反射率及透射率量測。由於能量守恆規定反射率（ρ(λ)）+透射率（τ(λ)）+吸收率（α(λ)）=1，因此可根據物體所量測之光譜反射率及透射率來計算該物體之吸收率。根據克希何夫定律（Kirchoff's law），光譜發射率（ε(λ)）等於光譜吸收率（α(λ)）。對於

μm，織物及卡片紙料為標稱不透明的（亦即

）；因此

。可計算加權平均熱發射率：

其中G(λ)為35℃下之蒲朗克黑體分佈。可計算加權平均太陽能吸收率：

其中

為ASTM G173給出之太陽光譜。

參考圖6、圖7、圖9及圖10，包含多層熱管理元件（其中薄黑色聚合物層為上覆於薄金屬層之最外層）的樣本與純黑色聚合物熱管理元件相比得到更低熱發射率。此為無法預期且出人意料的結果。

特定言之，圖6描繪各種熱管理元件之熱發射率與波長，包括銀熱管理元件（線605）（例如其中高太陽能吸收率層不含著色劑）、本發明之多層多功能熱管理元件（線610）及黑色聚合物熱管理元件（線615）（例如不含金屬的純黑色聚合物熱管理元件）。在圖6處所示之實施例中，多層多功能熱管理元件（線610）包含黑色金屬多層多功能熱管理元件。特定言之，低發射率層（例如圖1處之低發射率層16）包含金屬，且高太陽能吸收率層（例如圖1處之高太陽能吸收率層18）在聚合物上覆層中包含黑色著色劑。銀熱管理元件（線605）展現10.3%之加權平均熱發射率，黑色金屬多層多功能熱管理元件（線610）展現53.8%之加權平均熱發射率，且黑色聚合物熱管理元件（線615）展現91.3%之加權平均熱發射率。

圖7描繪上文關於圖6所論述之各種熱管理元件之太陽能吸收率與波長，包括銀熱管理元件（線705）、多層多功能熱管理元件（線710）及黑色聚合物熱管理元件（線715）。類似於上文關於圖6所論述，多功能熱管理元件包含黑色金屬多層多功能熱管理元件。銀熱管理元件（線705）展現17.1%之加權平均吸收率，多層多功能熱管理元件（線710）展現91.5%之加權平均吸收率，且黑色聚合物熱管理元件（線715）展現93.5%之加權平均熱發射率。

圖9說明兩種不同織物之熱發射率與波長：黑色基底織物（線905），以及本發明之多層多功能熱管理元件耦接至其上且覆蓋55%表面的相同黑色基底織物（線910）。參考圖9，多功能熱管理元件包含黑色金屬多層多功能熱管理元件，類似於上文關於圖6及圖7所論述。不含多功能熱管理元件之黑色基底織物（線905）展現93.5%之加權平均發射率。上面耦接有多層多功能熱管理元件之黑色基底織物（線910）展現68.3%之加權平均發射率。

圖10說明上文關於圖9所論述之兩種不同織物之太陽能吸收率與波長，特定言之黑色基底織物（線1005），以及本發明之多層多功能熱管理元件耦接至其上且覆蓋55%表面的相同黑色基底織物（線1010）。不含多功能熱管理元件之黑色基底織物（線1005）展現91.9%之加權平均吸收率。上面耦接有多層多功能熱管理元件之黑色基底織物（線1010）展現92.0%之加權平均吸收率。

在以下條件下，大體上根據ASTM F-1868, A部分：乾熱傳輸（ASTM F-1868, Part A: Dry Heat Transport），使用標準加熱板方法來量測熱阻：T_板 = 35℃，T_環境 = 20℃，相對濕度 = 65%，且空氣速度 = 1 m/s。具有層壓至織物表面之銀箔的六種不同織物之結果示於表1中。對於每一織物，當銀箔位於織物背對熱源之最外表面上時，熱阻明顯更大。對於給定織物，當銀箔表面覆蓋更大時，熱阻亦更大。

表1. 具有層壓至織物表面之銀熱管理元件（heat-management element；HME）之織物的熱阻（clo）顯示在HME背對熱源向上時增加。

織物描述	重量（ gsm ）	熱阻（ clo ）	熱阻，箔片向上（ clo ）	熱阻增加
30%銀於Jersey Knit上	173	0.115	0.138	20%
30%銀於Lite Lining上	57	0.033	0.055	67%
30%銀於Interlock上	147	0.079	0.103	31%
55%銀於Jersey Knit上	176	0.103	0.154	50%
55%銀於Lite Lining上	58	0.052	0.091	76%
55%銀於Interlock上	151	0.086	0.132	54%

表2. 具有層壓至織物表面之多層黑色熱管理元件之織物的熱阻（clo）顯示在多層多功能黑色熱管理元件背對熱源向上時增加。入射在織物表面上之太陽能分數為零。

織物描述	重量（ gsm ）	熱阻（ clo ）	熱阻，箔片向上（ clo ）	熱阻增加
55%黑色於Lite Shell上	63	0.082	0.095	15%
55%黑色於Double Weave上	85	0.0063	0.0080	27%
55%黑色於Lt Wt ODX上	64	0.0103	0.0138	34%
55%黑色於Matte Dry上	88	0.0055	0.0095	73%

織物上的本發明之多層熱管理元件（其中薄聚合物層（例如薄黑色聚合物層）為最外層）引起熱保留增加。此為無法預期且出人意料的結果。除了在不存在入射太陽輻射時引起基底織物上之熱保留增加以外，結果進一步表明，當太陽輻射由於被黑色外層吸收且傳導至熱管理材料中而增加熱負荷時，熱保留甚至增加得更多。

開發熱模型（圖11A）及熱阻網路（圖11B）以判定材料及環境參數對紡織織物之熱發射率及太陽能吸收率在保留熱量方面之相對重要性的影響。模型中之可變參數包括以下：織物表面熱發射率、織物表面太陽能吸收率、織物熱阻、織物與皮膚之間的空氣間隙、環境溫度、入射太陽能分數（亦即，到達衣物表面的太陽輻射能量之百分比）、空氣速度及活動等級。三種不同織物之熱建模的一些結果在圖12中展示為到達皮膚熱量與到達織物之太陽能分數：黑色基底織物（線1205），最外表面上具有50%銀熱管理元件之相同黑色基底織物（線1210），以及最外表面上具有50%本發明之多層黑色熱管理元件之相同黑色基底織物（線1215）。在到達織物之太陽能分數為零處，最外表面上具有銀熱管理元件之織物保留最多熱量。此結果與熱阻量測結果一致（參見表1）。然而，對於高於約3%之太陽能分數（藉由箭頭1220說明性地描繪），最外表面上具有多層黑色熱管理元件之織物保留最多熱量。在根本沒有陽光至最多陽光之整個太陽能分數範圍中，最外表面上具有多層多功能黑色熱管理元件之織物與僅黑色織物相比保留更多熱量。此結果與多層熱管理元件之低發射率、高太陽能吸收率多功能性質一致且與熱阻量測結果一致（參見表2及圖12）。

圖13說明所進行的用以測定以下織物所截留之熱量的實驗的示意性裝置：黑色基底織物，以及多層多功能熱管理元件（HME，圖13處描繪為黑色圓點）耦接至其上且覆蓋55%表面的相同黑色基底織物。兩個織物並排放在兩層纖維隔熱材料（每層80 gsm）上。將熱電偶（tc）放在各織物下方（tc_a 及tc_b ）以及兩層隔熱材料之間（tc_c 及tc_d ）。將加熱板設置成接近核心體溫（37℃），且將整個裝置放在4℃的冷藏室中。將示意圖中由太陽標示且用於模擬太陽輻射的Sunlite ENH 250瓦/MR16透明燈泡放在織物表面上方約23 cm處。

圖14為使用圖13中所示出之實驗裝置收集的資料之曲線圖。在暴露於模擬的太陽輻射之前，具有多層多功能熱管理元件（HME）之基底織物下方的穩態溫度比不具有HME之相同基底織物下方的穩態溫度更高，甚至在隔熱層內亦如此。此結果證實在具有HME之織物下方截留更多熱量。在開燈以模擬對太陽輻射之暴露之後，具有HME之基底織物下方的溫度與不具有HME之相同基底織物下方的溫度相比升得更高，甚至在隔熱層內亦如此。此外，在關燈之後，在具有HME之基底織物下方吸收且傳導至織物/隔熱疊層中的熱量與在不具有HME之相同基底織物下方吸收且傳導的熱量相比保持時間更長，甚至在隔熱層中亦如此。鑒於黑色HME及黑色織物之太陽能吸收率值大致相同的事實，此結果係出人意料的。此等結果顯示，HME出人意料地用作太陽能收集器，其吸收更多熱量，將熱量傳導至材料中，且相比於由相似太陽能吸收率表徵之基底織物更長時間地保持熱量。

因此，在一具體實例中，本文中論述一種熱管理材料，其包含：基底織物，其具有向外表面及向內表面；及複數個多層多功能熱管理元件，其耦接至該基底材料之該向外表面。在一實例中，該複數個多層多功能熱管理元件中之每一者可包含低熱發射率層及高太陽能吸收率層，其中該熱管理材料之加權平均熱發射率小於0.8。

在另一具體實例中，一種服裝物品包含熱管理材料，該熱管理材料具有：基底織物，其具有向外表面及向內表面；及複數個多層多功能熱管理元件，其耦接至該基底材料之該向外表面。在此類實例中，該複數個多層多功能熱管理元件中之每一者可包含低熱發射率層及高太陽能吸收率層，其中該熱管理材料之加權平均熱發射率小於0.8。

在又一具體實例中，一種製造熱管理材料之方法包含：選擇基底織物，該基底織物具有向外表面及向內表面；以及將一或多個多層多功能熱管理元件耦接至該基底織物之該向外表面。在此類實例中，該一或多個多層多功能熱管理元件中之每一者可包含低熱發射率層及高太陽能吸收率層。

雖然本文中已說明並描述特定具體實例，但所屬技術領域中具有通常知識者將瞭解，在不脫離範圍之情況下，可用經計算以達成相同目的之廣泛多種替代及/或等效具體實例或實施方案來替換所示出及描述之具體實例。所屬技術領域中具有通常知識者將容易瞭解，可以非常廣泛之多種方式來實施具體實例。本申請案意欲涵蓋本文中所論述之具體實例的任何修改或變化。因此，顯然意欲僅藉由申請專利範圍及其等效物來限制具體實例。

10:熱管理材料 12:向外表面 13:向內表面 15:多層多功能熱管理元件 16:低熱發射率層 18:高太陽能吸收率層 20:基底織物 21:箭頭 401:金屬板 401a:框1 405:加熱板 405a:框2 406:高發射率黑色電工膠帶 406a:框1 410:紅外（IR）熱成像相機 412:支架 415:箭頭 418:箭頭 502:假影區域 605:線 610:線 615:線 705:線 710:線 715:線 905:線 910:線 1005:線 1010:線 1205:線 1210:線 1215:線 1220:箭頭

藉由以下詳細描述結合隨附圖式，將容易理解具體實例。在隨附圖式之各圖中藉助於實例而非限制性地說明具體實例。 [圖1]為耦接至基底材料之多層多功能熱管理元件的示意圖。 [圖2]為來自美國材料與試驗協會（American Society for Testing and Materials；ASTM）G173的地面太陽輻射之光譜功率與波長曲線圖。 [圖3]為如藉由蒲朗克分佈（Planck distribution）給出的在典型表面溫度下黑體表面發射之熱輻射之光譜功率與波長曲線圖。 [圖4]示出用以對塗有黑色聚合物塗層之加熱板及置放於其表面上之金屬板之溫度進行熱成像及量測的實驗裝置。紅外（infrared；IR）熱成像相機量測來自物體之輻射度（亦即，自物體發射、反射及透射的能量之總量），隨後相機軟體使用熱輻射之蒲朗克分佈將該輻射度轉換成表觀溫度。僅當使用者將所量測物體之正確發射係數（emissivity）或熱發射率（thermal emittance）輸入相機之操作設置中時，表觀溫度讀數才準確。替代地，可用IR相機使用發射率設置1（亦即，理想或『黑體』發射體）來量測保持在已知實際溫度下之物體；在此情境下，相機所量測之表觀溫度與實際溫度之匹配度指示該物體之熱發射率。 [圖5]說明自圖4中所示出之熱成像裝置獲得的結果。 [圖6]說明三種不同熱管理元件之熱發射率與波長：銀、本發明之多層多功能熱管理元件（例如，黑色金屬化物）及黑色聚合物。百分比為加權平均發射率

。 [圖7]說明三種不同熱管理元件之太陽能吸收率與波長：銀、本發明之多層多功能熱管理元件（例如，黑色金屬化物）及黑色聚合物。百分比為加權平均吸收率

。 [圖8]為其中本發明之多層多功能熱管理元件（例如，黑色金屬化物）已應用於織物表面之具體實例的數位影像。 [圖9]說明兩種不同織物之熱發射率與波長：黑色基底織物（base fabric），以及本發明之多層多功能熱管理元件（例如，黑色金屬化物）耦接至其上且覆蓋55%表面的相同黑色基底織物。百分比為加權平均發射率

。 [圖10]說明兩種不同織物之太陽能吸收率與波長：黑色基底織物，以及本發明之多層多功能熱管理元件（例如，黑色金屬化物）耦接至其上且覆蓋55%表面的相同黑色基底織物。百分比為加權平均吸收率

。 [圖11A至圖11B]描繪所開發的用以判定材料及環境參數對紡織物之熱發射率及太陽能吸收率在保留熱量方面之相對重要性的影響的示意性模型（圖11A）及熱阻網路（圖11B）。 [圖12]說明藉由對三種不同紡織物進行熱建模而測定的到達皮膚熱量（heat-to-skin）與到達織物之太陽能分數：黑色基底織物，最外表面上具有50%銀熱管理元件之相同黑色基底織物，以及最外表面上具有50%本發明之多層多功能熱管理元件之相同黑色基底織物。固定的材料及環境參數示於圖表之頂部。 [圖13]說明所進行的用以測定織物所截留之熱量的實驗的示意性裝置。 [圖14]為使用圖13中所示出之實驗裝置收集的資料之曲線圖。 [圖15A至圖15H]說明根據各種具體實例的佈置在基底織物之向外表面上的不連續圖案化多層多功能熱管理元件之實例。 [圖16A至圖16F]說明根據各種具體實例的佈置在基底織物之向外表面上的圖案化多層多功能熱管理元件之實例。

10:熱管理材料

12:向外表面

13:向內表面

15:多層多功能熱管理元件

16:低熱發射率層

18:高太陽能吸收率層

20:基底織物

21:箭頭

Claims

一種熱管理材料，其包含：基底織物，其具有向外表面及向內表面；及複數個多層多功能熱管理元件，其耦接至該基底材料之該向外表面，該複數個多層多功能熱管理元件中之每一者包含：低熱發射率層；及高太陽能吸收率層，其中該熱管理材料之加權平均熱發射率小於0.8。
如請求項1之熱管理材料，其中該熱管理材料之加權平均太陽能吸收率為至少0.5。
如請求項1之熱管理材料，其中該熱管理材料之加權平均熱發射率在0.1與0.8之間。
如請求項1之熱管理材料，其中該低熱發射率層為金屬箔。
如請求項4之熱管理材料，其中該金屬箔為鋁。
如請求項1之熱管理材料，其中該低熱發射率層之厚度為5nm至100nm。
如請求項6之熱管理材料，其中該低熱發射率層之該厚度為30至50nm。
如請求項1之熱管理材料，其中該高太陽能吸收率層之厚度為0.1μm至10.0μm。
如請求項8之熱管理材料，其中該高太陽能吸收率層之該厚度為1.0至1.4μm。
如請求項1之熱管理材料，其中該高太陽能吸收率層包含聚合物上覆層。
如請求項1之熱管理材料，其中該高太陽能吸收率層包含著色劑。
如請求項11之熱管理材料，其中該著色劑為黑色著色劑。
如請求項11之熱管理材料，其中該著色劑為光致變色著色劑，其在曝光之後自透明變成有顏色。
如請求項1之熱管理材料，其中在至少一個1吋乘1吋單位單元中，該複數個多層多功能熱管理元件之表面覆蓋面積為該基底織物之該向外表面的約5%至約95%。
如請求項1之熱管理材料，其中該複數個多層多功能熱管理元件之表面覆蓋面積在該熱管理材料之不同區域之間變化。
如請求項1之熱管理材料，其中該複數個多層多功能熱管理元件中之每一者為0.1mm直徑至10.0mm直徑。
如請求項1之熱管理材料，其中該熱管理材料為大衣、夾克、手套、帽子、圍巾、褲子、襪子、帳篷、背包、睡袋、毯子、襯衫、鞋類或套頭毛衣之部分。
如請求項17之熱管理材料，其中該鞋類選自鞋子、靴子或拖鞋，且該手套選自連指手套。
一種服裝物品，其包含：熱管理材料，該熱管理材料具有：基底織物，其具有向外表面及向內表面；及複數個多層多功能熱管理元件，其耦接至該基底材料之該向外表面，該複數個多層多功能熱管理元件中之每一者包含：低熱發射率層；及高太陽能吸收率層，其中該熱管理材料之加權平均熱發射率小於0.8。
如請求項19之服裝物品，其中該熱管理材料之加權平均太陽能吸收率為至少0.5。
如請求項19之服裝物品，其中該熱管理材料之加權平均熱發射率在0.1與0.8之間。
如請求項19之服裝物品，其中該低熱發射率層為金屬箔。
如請求項22之服裝物品，其中該金屬箔為鋁。
如請求項19之服裝物品，其中該低熱發射率層之厚度為5nm至100nm。
如請求項24之服裝物品，其中該低熱發射率層之該厚度為30至50nm。
如請求項19之服裝物品，其中該高太陽能吸收率層之厚度為0.1μm至10.0μm。
如請求項26之服裝物品，其中該高太陽能吸收率層之該厚度為1.0至1.4μm。
如請求項19之服裝物品，其中該高太陽能吸收率層包含聚合物上覆層。
如請求項19之服裝物品，其中該高太陽能吸收率層包含著色劑。
如請求項29之服裝物品，其中該著色劑為黑色著色劑。
如請求項29之服裝物品，其中該著色劑為光致變色著色劑，其在曝光之後自透明變成有顏色。
如請求項19之服裝物品，其中在至少一個1吋乘1吋單位單元中，該複數個熱管理元件之表面覆蓋面積為該基底織物之該向外表面的約5%至約95%。
如請求項19之服裝物品，其中該複數個熱管理元件之表面覆蓋面積在該熱管理材料之不同區域之間變化。
如請求項19之服裝物品，其中該複數個多層多功能熱管理元件中之每一者為0.1mm直徑至10.0mm直徑。
如請求項19之服裝物品，其中該服裝物品為大衣、夾克、手套、帽子、圍巾、褲子、襪子、睡袋、毯子、襯衫、鞋類或套頭毛衣。
如請求項35之服裝物品，其中該鞋類選自鞋子、靴子或拖鞋，且該手套選自連指手套。
一種製造熱管理材料之方法，其包含：選擇基底織物，該基底織物具有向外表面及向內表面；及將一或多個多層多功能熱管理元件耦接至該基底織物之該向外表面，其中該一或多個多層多功能熱管理元件中之每一者包含：低熱發射率層；及高太陽能吸收率層。
如請求項37之方法，其中該熱管理材料之加權平均太陽能吸收率為至少0.5。
如請求項37之方法，其中該熱管理材料之加權平均熱發射率在0.1與0.8之間。
如請求項37之方法，其中該低熱發射率層為金屬箔。
如請求項40之方法，其中該金屬箔為鋁。
如請求項37之方法，其中該低熱發射率層之厚度為5nm至100nm。
如請求項42之方法，其中該低熱發射率層之該厚度為30至50nm。
如請求項37之方法，其中該高太陽能吸收率層之厚度為0.1μm 至10.0μm。
如請求項44之方法，其中該高太陽能吸收率層之該厚度為1.0至1.4μm。
如請求項37之方法，其中該高太陽能吸收率層包含聚合物上覆層。
如請求項37之方法，其中該高太陽能吸收率層包含著色劑。
如請求項47之方法，其中該著色劑為黑色著色劑。
如請求項47之方法，其中該著色劑為光致變色著色劑，其在曝光之後自透明變成有顏色。
如請求項37之方法，其中在至少一個1吋乘1吋單位單元中，該一或多個多層多功能熱管理元件之表面覆蓋面積為該基底織物之該向外表面的5%至95%。
如請求項37之方法，其中該一或多個多層多功能熱管理元件之表面覆蓋面積在該熱管理材料之不同區域之間變化。
如請求項37之方法，其中該一或多個多層多功能熱管理元件中之每一者為0.1mm直徑至10.0mm直徑。