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    关 键 词:
    用于 流体 管理 集成 流动 网络
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    摘要
    申请专利号:

    CN201580014381.1

    申请日:

    2015.03.20

    公开号:

    CN106132225A

    公开日:

    2016.11.16

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):A41D 27/28申请日:20150320|||公开
    IPC分类号: A41D27/28 主分类号: A41D27/28
    申请人: 加利福尼亚大学董事会
    发明人: 潘挺睿; 邢思远
    地址: 美国加利福尼亚州
    优先权: 2014.03.21 US 61/969,040
    专利代理机构: 北京汇思诚业知识产权代理有限公司 11444 代理人: 王刚;龚敏
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201580014381.1

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2016.12.14|||2016.11.16

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    展示了一种用于管理流体流动的装置(100)和方法,利用不同相邻润湿性区域(102,104)在基体(106)上形成流体网络结构。所述流体网络结构可以包括多个液体吸收性流体通道(118),流体可以在这些通道(118)中流动并从所述基体(106)移除。流体可以在重力、压力、毛细管力以及表面张力的作用下移动。

    权利要求书

    1.一种用于管理流体的装置,所述装置包括:
    具有第一润湿性的第一区域以及第二润湿性的第二区域的基体;
    其中所述第二区域邻近所述第一区域;
    其中所述第二润湿性大于所述第一润湿性;
    其中所述第二区域形成具有流体流动方向的流体通道;并且
    其中所述流体通道被构造成使得流体在施加于与接触所述流体通道的流体相对应的
    方向上的力的作用下沿所述流体通道移动。
    2.权利要求1的所述装置,其中施加的力为重力、压力、毛细作用力或表面张力中的一
    种或多种。
    3.权利要求1的所述装置,进一步包括:
    与所述流体通道相配合的滴落点;
    其中所述滴落点位于靠近所述流体通道的最低重力点;
    其中所述基体被构造成使得流体集聚在所述滴落点并从所述基体滴落;并且
    其中所述滴落点被构造成用于减慢或加快所述流体从所述基体滴落的速率。
    4.权利要求1的所述装置,其中所述流体通道被构造成用于单向流体流的液体排斥性
    间隙所中断。
    5.权利要求1的所述装置:
    其中所述第一润湿性为液体排斥性,形成液体排斥性区域;并且
    其中所示第二润湿性为液体吸收性,形成液体吸收性区域。
    6.权利要求5的所述装置,其中接触所述流体通道的所述流体被与液体产生表面紧密
    接触的所述液体排斥性区域所产生的压力所驱动。
    7.权利要求5的所述装置,所述基体包括在所述液体吸收性区域内的多个接触角,形成
    润湿性梯度。
    8.权利要求5的所述装置,所述基体包括在所述液体排斥性区域内的多个接触角,形成
    润湿性梯度。
    9.权利要求5的所述装置,其中多个流体通道用于管理冷凝。
    10.权利要求1的所述装置,进一步包括:
    位于所述基体中具有第三润湿性的第三区域;
    其中所示第三润湿性为液体吸收性的;
    其中所述第三区域位于靠近所述流体通道的最低重力点;并且
    其中所述第三区域用于收集流体并阻止其从所述基体滴落。
    11.权利要求10的所述装置,其中所述第三区域被构造成为可移动的。
    12.权利要求1的所述装置,其中所述基体进一步包括:
    第一表层和第二表层;
    其中所述第一表层包括一个或多个流体通道;以及
    在所述第一表层和第二表层之间的所述基体的厚度;
    其中所述流体通道在所述第二表层上的一个或多个位置处穿透所述基体的所述厚度;
    并且
    其中所述流体通道被构造成使得流体沿着所述流体通道从所述第二表层向所述第一
    表层移动。
    13.权利要求12的所述装置,进一步包括:
    与所述流体通道相配合的滴落点;
    其中所述滴落点位于靠近所述流体通道的最低重力点;
    其中所述基体被构造成使得流体集聚在所述滴落点并从所述基体滴落;并且
    其中所述滴落点被构造成使得所述滴落点只位于所述第二表层上,阻止流体从所述基
    体滴落时与所述第一表层相接触。
    14.权利要求12的所述装置,其中穿透所述基体的所述厚度的所述通道的一部分在所
    述第二表层处较小并且在到达所述第一表层时变得较大。
    15.权利要求12的所述装置,其中液体排斥性材料层位于所述第一表层的顶部从而使
    得所述流体通道在干的或湿的时候均可见。
    16.权利要求12的所述装置,其中所述流体通道延伸经过所述第二表层以形成支撑结
    构。
    17.权利要求1的所述装置,其中所述流体通道为衣服的组成部分。
    18.权利要求17的所述装置,其中多个流体通道在所述衣服上形成设计。
    19.权利要求17的所述装置,其中多个流体通道在所述衣服中被构造成用于管理人体
    上的汗液。
    20.权利要求19的所述装置:
    其中所述衣服为衬衫;
    其中第一多个流体通道在所述衬衫中形成颈部区域,用于将汗液从人的颈部输送至所
    述衬衫的底部并在所述底部从所述衬衫上滴落;
    其中第二多个流体通道在所述衬衫中形成一个或多个胸部区域,用于将汗液从人的胸
    部输送至所述衬衫的一个或多个侧部并在所述一个或多个侧部从所述衬衫上滴落;并且
    其中第三多个流体通道在所述衬衫中形成一个或多个被背部区域,用于将汗液从人的
    胸部输送至所述衬衫的一个或多个侧部并在所述一个或多个侧部从所述衬衫上滴落。
    21.权利要求20的所述装置,其中第四多个流体通道在所述衬衫中形成一个或多个袖
    子区域,用于将汗液从人的头部和颈部输送至所述袖子的底部并在所述底部从所述衬衫上
    滴落。
    22.一种用于管理流体的装置,所述装置包括:
    具有第一润湿性的第一液体吸收性区域以及第二润湿性的第二液体吸收性区域的基
    体;
    其中所述第二液体吸收性区域邻近所述第一液体吸收性区域;
    其中所述第二润湿性大于所述第一润湿性;
    其中所述第一液体吸收性区域和第二液体吸收性区域形成流体流的润湿性梯度;并且
    其中当流体接触所述基体时,所述流体沿所述润湿性梯度从所述第一液体吸收性区域
    向所述第二液体吸收性区域移动。
    23.权利要求22的所述装置,其中所述基体包括在所述第二液体吸收性区域中的多个
    接触角,形成润湿性梯度。
    24.权利要求22的所述装置,其中所述基体包括在所述第一液体吸收性区域中的多个
    接触角,形成润湿性梯度。
    25.权利要求22的所述装置,其中在所述第二液体吸收性区域中的所述流体流受重力、
    压力、毛细作用力或表面张力中的一种或多种的影响。
    26.一种用于管理流体的装置,所述装置包括:
    (a)多个流体通道;
    (b)每个所述流体通道包括:
    (i)具有第一润湿性的第一区域以及第二润湿性的第二区域的基体;
    (ii)其中所示第二区域邻近所述第一区域;
    (iii)其中所述第二润湿性大于所述第一润湿性;
    (iv)其中所述第二区域形成具有流体流动方向的所述流体通道;
    (v)其中所述流体通道被构造成使得流体在施加于与接触所述流体通道的流体相对应
    的方向上的力的作用下沿所述流体通道移动;并且
    (c)其中所述多个流体通道设置在流体网络结构中。
    27.一种用于管理流体的方法,所述方法包括:
    形成在基体中的第一润湿性的第一区域;以及
    形成在所述基体中的第二润湿性的第二区域;
    其中所述第二润湿性大于所述第一润湿性;并且
    其中所述第二区域形成具有流体流动方向的流体通道;以及
    构造所述流体通道使得流体在施加于与接触所述流体通道的流体相对应的方向上的
    力的作用下沿所述流体通道移动。
    28.权利要求27的所述方法,其中施加的所述力为重力、压力、毛细作用力或表面张力
    中的一种或多种。
    29.权利要求27的所述方法,其中所述第一区域和所述第二区域用印刷工艺形成。
    30.权利要求27的所述方法,其中所述第一区域和所述第二区域用编织工艺形成。

    说明书

    用于流体管理的集成流体流动网络

    相关申请的交叉引用

    本申请要求申请号为61/969,040、申请日为2014年3月21日的美国临时申请的优
    先权,其全部内容以引用方式结合于此。

    关于联邦政府资助的研究或开发的声明

    不适用。

    计算机程序附录的引用并入

    不适用。

    从属于著作权?;な孪畹耐ㄖ?br />

    不适用。

    技术领域

    本公开的技术主要涉及流体管理,更具体地,涉及利用不同相邻润湿性区域在基
    体上形成流体网络结构的流体流动管理。

    背景技术

    出汗是人体体温调节的主要手段,出汗过程中,汗液(主要由水组成)被分泌至皮
    肤并由流体的蒸发将热量从表皮以下带走。如果在剧烈活动中没有充分排汗,聚集的汗液
    能急剧增加皮肤周围的湿度水平,导致非常不舒适的感觉。使用高芯吸性(wicking)织物的
    运动服业已成为目前从人体排汗的标准解决方案。这些基于芯吸的织物利用纤维的毛细作
    用来吸湿。依靠蒸发来除湿并干燥织物。然而,这种芯吸-蒸发除湿方式存在严重问题。比
    如,被完全水合后,饱和织物的重量将会增加并且芯吸过程将会停止。这种饱和织物会在皮
    肤上导致不舒适的感觉。由于水分堵塞了织物的纤维之间的空气通道,织物的透气性也会
    降低。

    目前的运动服的整件衣服都由液体吸收性织物构成,并带有用于吸汗的互联的亲
    水区。一旦衣服的一部分接触汗液,将迅速吸收水分并在衣服上大面积扩散。根据毛细-芯
    吸原理,水分将会从湿区被传输至衬衫的干区直至整件衣服饱和。小量出汗情况下该机理
    效果令人满意,但是当穿着者大量出汗时效果不佳。当穿着者迅速排汗时,整件衣服都会变
    得同等的湿、重、黏以及不舒服,甚至身体上衣服极少与皮肤相接触的区域也是这样。这种
    饱和织物随后堵塞从皮肤到外界的气体输送路径并抑制人体皮肤上的蒸发性冷却。而且,
    由于与皮肤接触的饱和衬衫上的水分蒸发,极少与织物接触的身体区域会体验到令人不悦
    的寒冷。

    上述问题的一个原因在于,当设计这些特殊衣服结构时,人体不同区域具有不同
    的出汗率这一事实被忽略了。为了从大量排汗区域(如,头、颈和上背)吸收汗液,位于人体
    排汗较慢或者不常接触衣服的区域(如,胸部、腹部和下背)上的织物的干燥度被牺牲掉了。
    例如,衬衫的前面经常很快被从头部和颈部区域流下来的汗水所饱和,而不是织物主要覆
    盖的胸部和腹部区域。同理,衬衫背面的下部区域,虽然不常与皮肤相接触,却经常被从头
    部/颈部以及上背区域流下来的汗水所饱和,这些区域汗液产生更快并且皮肤受到衣服的
    压迫更密切。这些织物不能以一种舒适于人体的方式来管理水分。

    新开发的高科技织物,包括和芯吸窗(wicking window),尝试通过对
    织物内表层改性来解决该问题。例如,所述发明将织物的内表层(与水分产生表
    面或者皮肤相接触的表面)改性,使其比外部更加的亲水。因此,水分将倾向于被转移到织
    物的外表层而蒸发。芯吸窗织物利用了相似的构思。织物内表层被改性形成一种非连续的
    疏水图案。结果,织物内表层的湿区减少并且更多的水分被转移至织物的外部而被吸收。但
    是,这些织物中仍然存在严重问题。当织物吸收液体时,气体渗透性降低并且重量剧增。

    另一种示例织物使用3D编织结构形成织物的弯曲结构来减少织物
    的接触面积以及改善气体的流动。然而,织物的整体面积由于这种弯曲而增加了。相比于常
    规织物,当这种织物变湿时,增加的面积导致重量的额外增加。

    另一个示例是织物,利用亲水纤维和疏水纤维的混合来解决自然织
    物的常规问题。然而,最终结果仍然是亲水性纤维,当被制成织物时不能输送或移除流体。

    发明内容

    描述了一种装置及方法,其利用不同润湿性区域来形成用于流体管理的流体网络
    结构。根据所描述技术的一个实施例,所述流体网络结构包括由基体中不同润湿性区域形
    成的多个流体通道。这些流体通道网络可以被设计成像一个在所述基体中的虹吸系统并能
    够主要利用重力而不是毛细吸收作用来输送和去除水分。在某些情况下,织物施加在水分
    上的表面张力或压力会促进流体的输送。

    目前所描述技术的一个方面,所述基体包括为液体吸收性并形成润湿性梯度的多
    个不同的润湿性区域。当流体接触所述基体时,流体就沿着所述梯度从液体吸收性较低的
    区域向液体吸收性较高的区域移动。

    本技术的另一方面,所述基体包括由相邻的液体吸收性区域和液体排斥性区域形
    成的多个流体通道。进入所述液体吸收性流体通道的液体的移动能够被由所述液体排斥性
    区域产生的压力所促进。

    在此所描述技术的进一步的方面将会在本说明书的以下部分中引出,其中的详细
    说明是为了在不对本技术进行限制的情况下充分揭示本技术的优选实施例。

    附图说明

    通过参考以下仅用于示例性目的的附图,在此描述的本技术将会被更加完全地理
    解。

    图1A为根据本说明书的一个实施例在基体的液体排斥性区域内形成通道的液体
    吸收性区域的前视示意图。

    图1B为图1A中与皮肤接触的材料的侧截面示意图。

    图2A为形成不同形状的通道的液体吸收性区域的实例的前视图。

    图2B为延伸基体的整个长度的液体吸收性区域的前视图。

    图2C为在大部分区域仍是液体吸收性的基体上的两个流体通道的前视图。

    图2D至图2F为流体通道网络的实例的前视示意图。

    图3A为用于从宽的区域收集水分并将其携带至中心滴落点的流体网络的前视图。

    图3B为用于从宽的区域收集水分并将其携带至侧部滴落点的流体网络的前视图。

    图4A和图4B为根据本说明书的一个实施例说明流体通道如何能够形成为各形状,
    具体形成为心形的实例的示意图。

    图5A至图5C为根据本说明书的实施例的不同滴落点形状的示意图。

    图6A为通道的底部被液体排斥性层所覆盖的液体吸收性通道的前视图。

    图6B为图6A中材料的侧截面图。

    图6C为通道的底部被暴露的液体吸收性通道的前视图,因为液体吸收性通道将会
    在基体的外表层上。

    图6D为图6C中与显示流体流动路径的皮肤相接触的材料的侧截面图。

    图7A至图7C为示例了一个实施例的示意图,其中材料(图7A)的内表层(与水分产
    生表面相接触的层)比材料(图7C)的外层具有更多的液体排斥性区域面积覆盖。图7B为图
    7A的流体通道设计的横截面图。

    图8A为具有穿透基体并连接至材料的外层流体通道网络的液体吸收性圆圈的材
    料的内表层的前视图。

    图8B为图8A的流体通道设计的横截面示意图。

    图8C为在图8A和图8B中所示的材料的外层流体通道网络的前视图。

    图9A为具有穿透基体并连接至材料的外层流体通道网络的液体吸收性圆圈的材
    料的内表层的前视图。在本实施例中,通道的形状是抽象的,而非矩形的。

    图9B为图9A的流体通道设计的横截面示意图。

    图9C为在图9A和图9B中所示的材料的外层流体通道网络的前视图。

    图10A为具有穿透基体并连接至材料的外层流体通道网络的液体吸收性圆圈的材
    料的内表层的前视图。

    图10B为图10A的流体通道设计的横截面图。

    图10C为在图10A和图10B中所示的材料的外表层的流体通道网络的示意图,其中,
    在基体的外表层上的液体吸收性通道具有比连接至内表层的液体吸收性区域窄的区域。

    图11A至图11C为根据本说明书的一个实施例的示意图,其中流体通道网络图案的
    外表层被液体排斥涂层完全覆盖。图11A示出了内表层,图11B为图11A的流体通道设计的横
    截面图并且图11C示出了外表层。

    图12为用于管理由冷凝过程产生的水分的流体网络结构的一个实施例的正截面
    图。

    图13为夹在内部液体排斥性层和外部液体排斥性层之间的液体吸收性流体通道
    的一个实施例的立体图。

    图14为示出了流体通道的不同构造的前视图。

    图15A至图15C为本说明书的一个实施例的示意图,其中在位于内表层上的液体吸
    收性区域的材料的厚度可以比材料的其它部分更大并进一步向外延伸。图15A为示出了内
    表层的前视图,图15B示出了图15A的材料的横截面图并且图15C示出了所示材料的外表层。

    图16A至图16C为本说明书的具有液体排斥性支撑结构的一个实施例的示意图。图
    16A为示出了材料的内表层的前视图,图16B示出了图16A的材料的横截面图并且图16C示出
    了材料的外表层。

    图17A为本说明书的一个实施例的横截面图,其中液体排斥性支撑结构位于基体
    材料的外部从而能增加干燥层,用于在液体吸收性通道和人们可能穿在流体通道的外部上
    的衣服的附加层之间进行分离。

    图17B为图17A所示的实施例的外表层的前视图。

    图18A至图18D为示出了多个材料层如何能够被组合形成流体网络结构或为基础
    流体网络结构提供附加功能的示意图。图18A为材料(带有流体网络结构的基体)的内表层
    的前视图。图18B为在图18A中所示的材料的侧横截面图。图18C为图18A的实施例的微小不
    同的替代方案的侧横截面图,其中部分液体排斥性区域能够被由完全液体排斥性材料制成
    的膜所置换或增强,可以用黏胶使膜紧贴在织物的背面以阻止液体流接触皮肤。图18D为根
    据本说明书的一个实施例的材料的外表层的前视图。

    图19为本说明书的一个实施例的前视图,其中流体通道网络的一个区域被连接到
    能够收集水分并阻止其从材料上滴落的一块吸收性材料上。

    图20为本说明书的一个实施例的前视图,其中液体吸收性通道的滴落点为能够把
    滴落点转换成水分吸收性收集区的移动结构。

    图21A为根据本说明书的一个实施例的用于利用表面张力驱动流且从一端至另一
    端逐渐变宽的液体吸收性通道的示意图。

    图21B为示例了在图21A中所示的流体通道实施例的流体流的方向的示意图。

    图22A为带有被弱液体吸收性区域包围的液体吸收性区域以形成液体吸收性梯度
    的基体的示意图。

    图22B为示例了图22A中所示的流体通道实施例的流体流的方向的示意图。

    图23A和图23B为具有集成流体网络结构的一小片织物的图片。图23B示出了织物
    的内表层。图23B示出了在滴落点带有液滴的织物的外表层。

    图24为如何用筛辊把液体排斥性涂层图案印刷在液体吸收性基体上从而构建流
    体网络结构的一个实例的示意图。

    图25A为示出了材料的外表层通道图案是如何利用筛辊被印刷并完全穿透基体而
    形成流体通道结构的俯视图。

    图25B为印刷外层通道图案后的材料的一个特写的侧视图。

    图26A为示出了材料的内表层通道图案是如何利用筛辊被印刷并穿透一半基体而
    形成流体通道结构的示意图。

    图26B为印刷内表层通道图案后的材料的一个特写的示意图。

    图27A为根据本说明书的一个实施例的编织流体通道结构的外表层的示意图。

    图27B为根据本说明书的一个实施例的编织流体通道结构的内表层的示意图。

    图27C和图27D为根据本说明书的一个实施例的编织流体通道结构的特写俯视示
    意图。

    图28A至图28C为示出了通道长度、宽度和纺织孔隙度各自如何能影响流体网络系
    统的流动速率的曲线图。

    图29为示出了滴落点的形状如何能影响一特定流体通道网络的流动速率的曲线
    图。

    图30A为相比于不具有用于流体管理的流体通道网络的织物样品,用在织物样品
    的外表层上的流体通道图案的前视图。

    图30B为相比于不具有用于流体管理的流体通道网络的织物样品,用在织物式样
    的内表层上的流体通道图案的前视图。

    图31为水流沿着织物样品流动大概10秒钟后,传统吸湿性聚酯织物样品和具有流
    体通道图案的织物样品的对比图。

    图32A为根据本说明书的一个实施例的具有流体通道网络的冷凝控制材料的示意
    图。

    图32B为根据本说明书的一个实施例的具有收集水分的流体通道网络的冷凝控制
    材料的图片。

    图33A和图33B为分别示出了织造有沿整件衣服重复的多个流体通道网络的衬衫
    的正面和背面的图片。

    图34A和图34B描述了衬衫的前视示意图和后视示意图,示例了衬衫上的流体通道
    如何能被设置使得液滴的形成和滴落变得不明显。

    图35A为具有开始于衣领并延伸至衬衫的底部的一个液体吸收性区域以及分别位
    于衬衫的两侧开始于肩部并向下延伸刚好至衬衫的中部以下的两个液体吸收性区域的衬
    衫的前侧的示意图,其中所有的液体吸收性区域均被液体排斥性区域所隔开。

    图35B为具有上部液体吸收性区域和中部液体吸收性区域的衬衫的后侧的示意
    图。

    图36A为具有从衣领延伸至衬衫底部的中部液体吸收性区域和两个侧部液体吸收
    性区域的衬衫的前侧的示意图。

    图36B为具有两个主液体吸收性区域的衬衫的后侧的示意图。

    图37A为具有与图36A中衬衫相同的通道设计并在衬衫的袖子上增设有流体通道
    的衬衫的前侧的示意图。

    图37B为具有与图36A中衬衫相同的通道设计并在衬衫的袖子上增设有流体通道
    的衬衫的后侧的示意图。

    图37C与为具有与图36A中衬衫相同的通道设计并在衬衫的袖子上增设有流体通
    道的衬衫的侧视示意图。

    图38A和图38B分别为具有底部液体吸收性嵌板和两侧部液体吸收性嵌板的衬衫
    的前部和后部的示意图。

    图38C为示出了从运动后的穿着者身上吸收汗液的图38A中所描述的具有位于底
    部的液体吸收性嵌板的衬衫的图片。

    图38D为图38A和图38B中描述的衬衫的图片,其中示出了侧部嵌板从运动后的穿
    着者身上收集汗液。

    图39A和图39B分别为具有覆盖两个衣领和胸部区域并延伸至衬衫的侧部滴落点
    的液体吸收性区域而腹部区域保持为液体排斥性的衬衫的前部和后部的示意图。

    图40为在衬衫的前外表层上形成树形图案的流体通道网络实例的示意图。

    图41A为具有被液体排斥性区域分隔的三个区域的液体吸收性通道的衬衫的前侧
    的示意图。

    图41B为具有被液体排斥性区域分隔的四个区域的液体吸收性通道的衬衫的后侧
    的示意图。

    图42A为应用在短裤腰带处的流体网络结构实例的示意图。

    图42B为应用于短裤前部腰带处的流体网络结构实例的图片。

    图42C为应用于短裤侧部腰带处的流体网络结构实例的图片。

    图43为应用于短裤的腰带和上部区域的流体网络结构实例的示意图。

    图44为示例了另一流体通道网络构造的示意图,其中流体吸收性通道覆盖短裤从
    而将汗液输送至短裤的侧部并从滴落点处滴落。

    图45为具有流体网络结构的袜子的一个实施例的示意图,流体网络结构具有将从
    腿上流下的汗液携带至袜子的侧部并将其从滴落点处滴落的流体通道。

    图46A示出了具有流体网络结构的束头带的一个实施例的前视图。

    图46B至图46D为图46A中所示的实施例的图片。

    图47为具有流体网络结构的骑行服的一个实施例的示意图。

    图48A为具有流体网络结构的四角帐篷的一个实施例的透视图。

    图48B为具有流体网络结构的圆柱状帐篷的一个实施例的透视图。

    具体实施方式

    润湿性为表征材料表面和液体之间相互作用的特性?;诘ヒ徊牧夏诘娜笫圆?br />异,当流体接触材料的表面时,要么被材料的表面吸收要么被材料的表面所排斥。总结为润
    湿性的两种状态:液体吸收性和液体排斥性。材料表面的液体润湿性与材料的纤维针对某
    一特定流体的接触角α、用平均孔半径r表征的孔结构的几何形状(注意:对于织物结构,所
    述孔半径可以被估计作为两个相邻纤维峰之间的距离)以及其上液体的性质(表面张力γ
    和液压PL)相关。无论对液体的吸收性还是排斥性均能由被称之为润湿性值的重要数值S大
    致地决定:


    如果S>0,液体将会被织物吸收。如果S<0,液体将会被织物排斥。该数值越大,材
    料的液体吸收性越强。方程式1提供了一种一般定量地比较两个表面的润湿性的方式。上述
    关系示出了润湿性实际上是这些参数的组合并且依赖于所给条件。

    需要注意的是润湿性的定义要比“亲水性”和“疏水性”材料的常规定义更加广义
    并且更加准确。通常,具有小于90°水接触角的材料被称之为亲水的以及90°以上的被称之
    为疏水的。这种现象可以从上述方程式中得到理解:当α小于90°时,cosα大于零且S通常是
    大于零的(除非液压PL远低于零),这意味着液体将会被吸收进材料中。然而,即使当接触角
    在90°以上(疏水性)且方程式的右手边为负,小量的加压水或具有大液压值PL的微量液滴
    仍然可能被材料吸收。

    例如,当高速加压水流被用于作用于液体排斥性表面时观察到了水排斥性的失
    效,此时材料持水并变成“液体吸收性”。因此,“液体排斥性”和“液体吸收性”在此将会被持
    续用来描述材料结构的整体润湿性。

    需要注意的是材料的润湿性不应被看作为材料的固定的结构或接触角,而是应看
    作为在液体性质和条件的给定范围之下材料结构的具体特征。例如,用于汗液控制液体排
    斥性区域可能变成用于冷凝收集的液体吸收性区域,因为在后者条件下液压相对较大。

    更具体的可参考附图,为了说明性目的,在此对使用具有形成流体网络结构的液
    体吸收性区域和液体排斥性(或弱液体吸收性)区域的材料来管理液体流动的装置和方法
    进行了描述并在图1A至图48B中进行了一般性的描绘。应注意的是:对于多张附图中的同一
    个结构在说明书中使用同一附图标记?;褂ψ⒁獾氖牵涸诓黄朐诖私沂灸谌莸幕纠砟?br />的前提下,方法在具体的步骤和顺序方面可能会有所变化。所述的方法步骤仅仅是示例性
    的,顺序可以有所变化。所述步骤可以按照期望的任何顺序,只要其仍然能实现所主张的技
    术的目的。

    图1A为在基体106的液体排斥性区域104中形成通道118的液体吸收性区域102的
    一个实施例100的示意图。这两个区域之间的润湿对比将形成虚拟通道118用以将液体流动
    限制在液体吸收性区域102中,而液体排斥性区域104保持干燥。多个流体通道118能形成在
    特定基体106上从而形成流体网络结构设计(虹吸式网络)。为了最高效地去除液体,在流体
    网络设计中多个液体吸收性通道118的取向在使用时不应完全水平。通道118的底部最低重
    力区被称之为滴落点108。滴落点108通常是液体吸收性区域102和邻近的液体排斥性区域
    104在通道118的最低重力点相遇的地方。沿通道118的长度L向下流动的流体在滴落点108
    处聚集直至流体形成液滴116,液滴116变得足够大时从材料上坠落。通道的宽度W可能根据
    具体应用而变化。

    如图1B所示,例如当材料(带有流体网络结构的基体)与人体皮肤110相接触时,皮
    肤110上与材料的液体吸收性区域102相接触的水分112将会被迅速吸收并使通道区域润
    湿。在重力使水分保持向下方114移动时,由于类似虹吸原理,与通道118相接触的水分112
    将会被连续地吸入通道118中。由此导致大多数的通道118保持为非饱和状态。借助压力差,
    水分112将会被拉入通道118的非饱和部分中。

    由于这种自持过程,没有蒸发的多余水分112将会逐渐聚集在通道118的底部滴落
    点108处。液滴116在滴落点108处形成并且由于液体吸收性区域和液体排斥性区域之间的
    接触角的较大差异导致的滞后作用将最先在滴落点区被锁住。随着更多的水分被收集,液
    滴116将持续变大。当重力变得大于滞后力时,液滴将从材料的表面分离并滴落。

    沿着通道118方向的流包括两部分:一部分是在材料表面上的自由表面流以及另
    一部分是在通道图案内部的流。液体吸收性图案在外表层上的流动速率Qs以及内表层(与
    水分产生表面相接触的层)流动速率Qi可以通过以下方程式2、3和4来表征:




    其中,k为织物相对于流体的渗透率,L、W和T分别为液体吸收性区域的长度、宽度
    和厚度,△P为液体静压力,H为表面流体膜的厚度,μ为流体的粘度并且θ为通道的取向与竖
    直(重力)方向之间的角度(范围为0度到90度,90度时为完全水平)。该角度可以随着运动中
    材料的不同取向而变化并且应始终参照当前的重力方向而计算。

    没有直接在液体吸收性图案之下的水分能够通过从液体排斥性区域104挤压而被
    部分地推向流体通道。如果材料与水分产生表面,例如与人体皮肤紧密压紧接触,这种“推”
    式输送是意义显著的。这可以在流体网络结构应用于服装以及作为紧身衣在运动中相对于
    皮肤被拉伸时看出。在此过程中,水分112的大部分通过流体网络(见图2D至图2F)和多余水
    分的滴落而去除,而液体排斥性区域保持干燥并形成阻挡流体向下流动的屏障。

    服装上流体网络结构实现的水分去除能在皮肤110上保持必要量的水分112用于
    通过蒸发而冷却并且允许蒸汽自由通过材料106的干燥区域(液体排斥性区域104)。该流体
    通道结构本身只是保持去除过多的水分。该结构提供了湿的织物图案本身和在皮肤上的蒸
    发冷却的组合冷却效果。

    虽然皮肤上的汗液被用作为一个实例用以解释材料的多个实施例的水分输送过
    程,需要注意的是该结构能被应用于水分管理应用的广泛领域。包括在不同表面上的水分
    去除、冷凝去除、溢出控制、燃料电极等等。所述的水分可以是水、生物液体(汗液、尿液、血
    液等等)、油、有机溶剂以及许多其它的。除此之外,术语“亲水”和“疏水”为材料对于液体的
    亲和力的一般描述。这些术语的使用不会将结构限制在与水相关的应用?;谏鲜鲋锷?br />的液体润湿性理论,还可以衍生出适用于各种情况的适合的结构和材料。

    参考图2A,液体吸收性区域102(或通道)的形状可以为矩形、三角形、圆形、多边形
    等并且不受限制。该形状可以是倾斜的并且有多个角θ。液体吸收性区域102也能延伸通过
    材料的整体长度,如图2B中所示。多个通道118可以是相接触的从而形成用于将一个区域上
    的水分输送至滴落点108的流体通道网络。流体通道网络的三个实例如图2D、图2E和图2F所
    示。通道118在基体上的位置可以是任意的。通道图案也可以被重复从而覆盖整个基体。

    液体吸收性通道图案的宽度可以根据流体管理系统的应用而变化。液体吸收性区
    域102或网络图案的长度可以很短或者与材料的长度一样长(见图2B)。液体吸收性区域与
    液体排斥性区域的面积之比不受限制。图2C示例了材料上的两个流体通道118,该材料的大
    部分区域仍是液体吸收性102。

    在一个实施例中,如图3A所示,通道118的流体网络可以被构造成用于将很宽区域
    内的水分112收集至中心滴落点108??裳〉?,通道118可以被构造使得所有多余水分被分到
    两个侧部滴落点108并滴落,如图3B所示。

    在如图4A所示的另一实施例中,流体通道118可以被构造成形成美学图案的曲线,
    比如心形??裳〉?,通道118的不同长度可以被定位在图案形状中,如图4B所示。

    在又一实施例中,液体吸收性通道图案可以在织物上用不同的颜料进行着色使得
    图案不论是湿的还是干的在衣服上都形成明显的装饰。

    滴落点108的形状能影响流体通道网络的滴落速率。滴落点108相比通道可以有不
    同的几何形状,其能加快或减慢流体通道网络的滴落过程并且也能影响流体通道网络虹吸
    系统的整体流体去除速率。例如,窄的滴落点(与通道宽度有关)将会加速通道的液滴滴落
    速率。图5A至图5C示出了不同滴落点108形状的实例。图5A所示的滴落点相比于在图5B或图
    5C所示的滴落点产生更高的液滴滴落速率。

    尽管通道118应是液体吸收性的,液体吸收性区域102的厚度在整个基体中可以是
    不一致的?;痪浠八?,部分液体吸收性区域102可以被改性为弱液体吸收性的或液体排斥性
    的用以进一步减少织物的湿度以及促进流体管理。

    在如图6A至图6D所示的实施例600中,液体吸收性区域102的底部区域602可以被
    液体排斥性层604所覆盖。图6A示出了会与流体产生表面相接触的材料的内表层,在本实例
    中为人体皮肤。图6B示出了材料的横截面图并示例了液体吸收性区域102(通道)的底部区
    域602如何能被液体排斥性层604所述覆盖。图6C示出了材料的外表面。图6D示出了该设计
    如何能促使集聚的液滴116在材料的外层上的流体通道的底部滴落而不是向后流到皮肤和
    材料内层之间的间隙里。在本实施例中,液体排斥性图案的长度足够长使得材料的液体内
    层的液体静压力比外部滴落的液滴的拉普拉斯压力△P2要高。

    图7A至图7C为实施例700的示意图,其中如图7A所示的材料106的内表层要比如图
    7C所示的材料的外表层具有更多的液体排斥性区域104的覆盖面积。材料的内表层(与液体
    产生表面相接触)具有非连续的液体吸收性区域102,呈现为由小圆圈(或其它形状)组成的
    图案702。在材料内表面上的这些液体吸收性区域102通过液体吸收性路径704连接至材料
    的外层液体吸收性通道118,如图7B中的横截面图所示。在材料的内表层上形成图案702的
    液体吸收性区域102用作将水分吸至外部虹吸网络(液体吸收性通道118)的小入口。该结构
    从内表层到外层的水分去除速率受到入口尺寸的强烈限制,该入口充当连接材料106内表
    层和外表层的通道。入口的尺寸越大,流动速率越快。

    材料内表层图案可以简单如圆圈或为复杂的。图案的尺寸可以变化。内表层液体
    吸收性图案可以比外层图案尺寸大或小。

    在如图8A至8C所示的实施例800中,如图8A所示,材料的内层有5mm的液体吸收性
    圆圈802且各圆圈802之间有5mm的间距。均匀分布的液体吸收性图案保证了对水分的有效
    捕获。液体吸收性圆圈穿透材料基体并连接至具有连接了材料内层上的整个液体吸收性圆
    圈图案的流体通道网络的材料的外层。该通道设计利用最少数量的通道118将所有液体吸
    收性圆圈相连使得材料上的整体湿区最小化。外层通道图案也设计成可被重复覆盖在整个
    材料基体上。图8B示出了该设计的横截面图。图8C示出了材料的外表面。外层通道118主要
    为竖直的(5.5mm宽和5mm间距)并带有两个45度倾斜的通道,该通道将各个线条连接汇合成
    位于主通道底部的滴落点108。

    图9A至图9C中的实施例900为图8A至8C所示实施例的一种改变。在实施例900中,
    液体吸收性通道118为不规则形状而不是矩形并且液体吸收性路径在内表层(图9A)处较小
    并随其穿过材料的厚度到达外表层及至流体通道118而不断变大。

    在图10A至图10C所示的实施例1000中,在材料106(图10C)的外层上的液体吸收性
    通道118具有窄区1004,窄区1004比连接至内表层1002的液体吸收性区域窄。该设计能进一
    步减少整个材料的湿区同时在穿过连接至内表层1002的液体吸收性区域时保持相近的输
    送速率。图10A示出了连接至图案化在材料106的内表面上的外层1002的液体吸收性区域。
    图10B示出了实施例1000的横截面图。

    可选地,在材料内表层上的流体通道的大部分可以被液体排斥性涂层所覆盖。通
    道的该区域能充当水分的快速输送通道并能阻止任何可能渗漏回至材料内表层的液体。该
    设计也能阻止亲水性通道区域对皮肤的粘附以及阻止由于毛细压力造成的流体流的中断。
    此外,在出汗的皮肤上有大量流体流动时,比如当该材料被用作运动服时,该设计也能有助
    于减少不愉悦感。该流体通道提供设计自由以及对流体移动方向的更多控制。

    同理,图11A至图11C中的示意图示出了实施例1100,其中流体通道网络图案的外
    表层(图11C)完全被液体排斥性涂层所覆盖,如图11B中的横截面图所示。该图案的内表层
    能从材料的顶部到此处示出的滴落点108保持恒定或者可以类似于任一前示实施例或适用
    于特定需要的其它图案。这样就提供了使水分能与通道118相接触并流进材料内部的区域,
    但是该区域从材料的外部不可见,如图11C所示。当被制成紧身衣时,本实施例能特别有用,
    其能够产生将水分推向液体吸收性区域102图案的接触压。集聚的水分能被保存或被液体
    吸收性通道118结构输送走。进一步的,本实施例解决了出汗时不得不穿一件完全不舒服的
    液体排斥性织物的问题。提供了一种能够移除汗液并给身体降温的织物设计,同时保持其
    液体排斥性和在其表面的外部的防尘特性。

    本实施例对于减少和管理在材料表面上的冷凝也是有用的。图12所示的设计1200
    展示了用于控制由冷凝过程产生的水分1202的流体网络结构的一种可能的实施例。该图案
    控制了由于液体吸收性通道之间的间隙D而能够停留在材料上的较大尺寸的液滴。任何长
    到大于D的尺寸的液滴将会被液体吸收性流体通道输送走并最终被收集在底部滴落点108
    处。

    在图13所示的可选实施例1300中,利用在材料的内外两侧为液体排斥性区域104
    而在材料的中间为液体吸收性区域102的夹层结构,能在材料中形成一个完全密封或封闭
    的液体吸收性通道118。该类型的结构可以有利于保证织物中流体流动的特定方向。而且,
    该设计能用于消除在材料、织物、服装等的外侧上出现的流体通道118。通常,当着色织物变
    湿时会看起来比较暗。在实施例1300中,虹吸网络的通道118将变得或多或少不可见。这种
    封闭的通道结构有助于消除通道结构的可视化。该结构可以为整个通道图案的一部分。被
    侧部通道(未显示)收集的水分可以被填充至该通道中并在结构的底部滴落。

    该通道结构也能被分隔流体流动的中间层液体排斥性屏障所分隔?;痪浠八?,一
    种流体“二分”结构可以被结合到流体网络中用于消除在邻近的干的和湿的收集通道之间
    的任何反向芯吸。在图14所示的各种变化中,三条竖直通道118都被一条间距为d的液体排
    斥性间隙1402从主输送通道118'所隔开。当水分从一条竖直通道118向下移动时,将会被集
    聚至液体吸收性区域和液体排斥性区域相遇的边缘处。一旦液体收集的足以越过液体排斥
    性间隙1402,将会向下流至输送通道118'而被输送走。反之,当输送通道118'是湿的,由于
    存在液体排斥性间隙1402,水分将不会移动进入干的竖直通道118中。这种结构可以用于分
    隔一个网络之中或多个网络之间的液体吸收性区域。间隙的形状可以为三角形、矩形,或者
    适用于特殊特定目的的其它形状。其位置可以是在输送通道中,在输送通道以上或在输送
    通道的边缘,不受限制。

    在实施例1500中,在内表面1502上的液体吸收性区域的材料的厚度可以比基体材
    料106的其余部分更大且更加向外凸出,如图15A至图15C所示。该增加的厚度或支撑结构能
    提高液体排斥性区域104的稳定性并且改善运动中针对于摩擦和压缩的鲁棒性。图15A示出
    了内表层,图15B示出了横截面图以及图15C示出了材料的外表层。

    可选地,在材料106的内表层上可具有液体排斥性区域104的支撑结构104',如图
    16A至图16C中的实施例1600所示。图16A示出了材料的内表层,图16B示出了材料的横截面
    图以及图16C示出了材料的外表层。液体排斥性区域增加的厚度可以提高在织物内侧上的
    干区的鲁棒性。其有助于减少与在织物内侧的皮肤直接接触的湿区的面积。

    参考图17A和图17B,例如,支撑结构104'也能被定位在基体106的外表层上从而能
    增加干燥层1702,用于分离液体吸收性通道118和人们可能穿在流体通道外侧上的衣服的
    其它层。实施例1700可以有轻微变化使得材料的底部形成有液体吸收性通道118的图案并
    粘附至另一层强液体排斥性材料(排水性干燥层1702)从而使得兼具外侧排水性(户外雨具
    有此要求)以及内层不受湿度或温度限制的快速水分去除能力。该结构实现了一种“单一方
    向的”水分输送方案??裳〉?,在材料(未显示)的内表层和外表层上都可以有支撑结构
    104'。

    需要注意的是,对于在此描述的任何实施例,材料的密度和/或孔隙度在不同的区
    域可以不同。

    材料多个层也能组合形成流体网络结构或为基础流体网络结构提供额外功能。在
    图18A至图18C所示的实施例1800中,将材料基体的两个层进行组合。带有圆圈图案1804的
    第一层液体排斥性材料1802可以利用黏胶1806或其它粘接方法被粘结至带有外部液体吸
    收性通道118图案的第二层液体排斥性材料1808从而形成流体网络结构。图18A示出了带有
    液体吸收性圆圈图案1804的材料的内表层。图18B示出了横截面图。在一有微小不同的设计
    中,如图18C中的横截面图所示,部分液体排斥性区域可以被一完全由液体排斥性材料1810
    制成的膜替换或增强,比如织物、橡胶、塑料、聚合物、金属等等。该材料可以利用黏胶1806
    紧贴于织物的背面并阻止流体流接触皮肤。该材料的厚度不受限制。在材料作为穿的衣服
    情况下,膜1810可用于抵抗高流体压力并能在水分流和皮肤之间提供屏障。图18D示出了带
    有流体通道的外表层。

    图19示出了实施例1900,其中流体网络结构的一个区域被连接至能够收集水分并
    阻止其从材料滴落的吸收性材料1902(例如,芯吸纤维、棉,超吸聚合物等等)的一个区域。
    这些吸收性材料将促进沿着材料上液体吸收性通道118的系统的输送并将水分锁在里面从
    而不会从材料滴落。该实施例可用于人们不希望水分滴落到地面上(例如打室内篮球、羽毛
    球等时)或需要高流动速率输送的情况。

    液体吸收性通道118的滴落点108也可以是移动结构,如图20中的实施例2000所
    示。该结构能充当“转换器”,在此液体吸收性通道的滴落点能将该滴落点转换成为水分吸
    收性收集区域。通过将该结构固定至材料上的吸收性区域2002的嵌板上,所有输送的水分
    都能被收集。通过将该点固定在远离吸收性材料2002的嵌板的地方,水分可以滴落。在一个
    实施例中,该结构可以是附在流体通道上的附加液体吸收性条并能在尖端具有可逆的固定
    结构,比如尼龙搭扣(Velcro),以便于移除或附着。

    液体吸收性通道118的形状可以具体设计成利用表面张力驱动流。液体吸收性通
    道118可以具有从一端至另一端渐增的宽度并且可以为三角形,例如,如图21A所示。尽管如
    此,该通道可以为适用于给定目的必要的任何形状。参见图21B,当液滴116接触该区域时,
    在液滴116前后不平衡的表面张力作用下将自发地向较宽的端移动。

    图22A和图22B示例了可选的实施例2200,其中材料包括被弱液体吸收性区域2204
    包围的液体吸收性区域2202从而形成液体吸收性梯度,而不是清晰的液体吸收性-液体排
    斥性界面。当水接触材料时,借助于如图22B所示的润湿性梯度,水将沿着方向2206从较弱
    的液体吸收性区域移动至较强的液体吸收性区域。该结构不需要液体排斥性-液体吸收性
    对比,而需要液体吸收性梯度?;谎灾?,流体将倾向于填充于体吸收性较强的区域。这在基
    体平面中沿着较强的液体吸收性区域产生了流体的单向性芯吸。因此,水分将被非均匀地
    分布在织物表面上,在多个较弱的液体吸收性区域上形成一相对干燥区。该液体吸收性区
    域也可以被构造成沿着重力方向从而重力将有助于使水分首先从材料上较强的液体吸收
    性图案芯吸。

    图23A和图23B为图8A至图8C中示意性地示出的具有集成流体网络结构的一小片
    织物的图片。图23B示出了织物的内层。图23B示出了在滴落点108处带有液滴116的织物的
    外层。

    通过参考如何形成流体网络结构的附属实例,可以更好的理解本发明,且该附属
    实例仅用于示例说明的目的而不应在任何情况下形成用于限制被所附的权利要求书所限
    定的当前描述技术的范围。

    可以通过利用筛辊2406将液体排斥性涂层2400图案2402印刷在液体吸收性材料
    2404上形成流体网络结构,如图24所示。目前有几种可行的纺织印刷方法,包括平板印刷、
    旋转印刷、喷墨印刷等。任何液体吸收性材料,包括但不限于棉花、处理后的聚酯、尼龙、丝
    绸、机织竹纤维,编织或机织结构,都可以用作材料基体106。任何耐久性液体排斥性试剂,
    比如含氟化合物、有机硅、蜡或其它类似材料,都可以用于制造液体吸收性通道或流体网络
    结构。

    有些印刷方法使用不同的增稠剂来阻止墨迁移并保持清晰明确的印刷。对于一般
    印刷,有几个可以控制的变量。有些变量,比如印刷膏体粘度、应用的印刷膏体的量、辊/刮
    压力、速度、筛子的筛网尺寸等,可以用于控制印刷膏体的渗透深度。一种控制墨渗透深度
    的方式是调节印刷参数从而使印刷膏体能完全渗透通过织物且不聚集在一起。流体网络结
    构可以形成在被印刷筛所限定的材料基体上。

    可以应用一种两步印刷工艺来方便地形成带有内部液体吸收性图案的材料。图
    25A示出了材料的外层通道图案如何通过筛辊2500被印刷并完全渗透材料基体106从而形
    成流体通道118结构。近视图如图25B所示。对于材料的内表层,可以使用带有内表层图案
    2600的筛辊在材料基体106的同一侧上进行再次印刷形成,如图26A和图26B的近视图所示。
    通过调节印刷参数,内层图案可以仅仅一半渗透通过基体从而使基体的另一侧仍然保留通
    道图案。这种渗透需要被很好地控制从而使得外部通道的芯吸行为不被影响或不变成较弱
    的液体吸收性??稍谟∷⒐讨薪礁錾缸佣云氪佣鼓诒聿闳肟谕及盖『迷谕ǖ劳及傅?br />顶部上。这种对齐类似于多颜色印刷过程。与精确配准的多颜色印刷类似,该液体排斥性图
    案可以是精确对齐的。

    可选地,可以通过在材料基体的一侧上印刷形成流体通道结构,控制渗透厚度为
    大于材料基体厚度的一半,然后在材料基体的另一侧上再次印刷并渗透至大于材料基体厚
    度的一半。由此,可以形成相似的流体通道结构,但该方法需要在印刷过程中旋转织物。对
    于更加密集和随机的内层设计图案,在后续印刷工序中两个筛子不需要对齐使用。将会一
    直有部分液体排斥性图案在通道图案的顶部上。

    该印刷工艺也可以用于构造如图22A和图22B所示的实施例2200。该结构可以通过
    制作几个较弱的液体吸收性但不完全液体排斥性的材料区域来进行构造。

    在另一实施例中,可以借助喷墨印刷在织物上形成流体通道图案。喷墨印刷的优
    点在于墨量以及渗透力的数字化控制能力,而且比其他印刷方法更加准确。对于印刷基体
    喷墨印刷机也更加灵活。该工艺既可以作用于原料织物也可以作用于已完成的衬衫。与筛
    网印刷相类似,织物可以用两种方式印刷。在一个实施例中,先印刷织物的前侧,然后印刷
    织物的后侧。如果后侧图案足够密集以至于层叠了前面图案,那么前面图案和后面图案的
    对齐就是不必要的。喷墨印刷的喷墨量通过印刷分辨率、来自喷射头的喷射压力以及喷射
    头与基体之间的距离来控制。如果织物上喷墨过多,墨会聚集在一起将不会形成好的图案。
    然而,织物上喷墨不足,液体排斥性区域的排水性将会由于墨的不完全覆盖而下降。因此,
    控制每次印刷的墨量很重要。

    可以使用重复印刷的方法达到保持较佳的分辨率以及较佳的排斥性。因为液体排
    斥性涂层若不经热处理则不够牢固,可以先使用一定量的墨来印刷图案,接着在前面印刷
    快干的时候进行第二次印刷。如果有必要,可以使用重复印刷。因为喷墨印刷允许控制很多
    参数,该印刷方法的准确性可以很好。

    另一种改善印刷分辨率并同时保持较好的纤维浸透性的方法是利用“击打+填充”
    的方式。首先,印刷图案的边缘,然后把织物反过来将印刷的边缘固化。边缘完全固化后,印
    刷填充至图案的边缘以内空间的另一图案从而完全填充该图案。因为疏水性涂层限定并限
    制了墨的扩散,更多的墨能被用到织物上而不用担心聚集问题。

    还有另一种改善印刷过程的方法为将喷墨印刷和筛网印刷方法相结合。筛网印刷
    技术印刷时能施加很大的压力,而喷墨印刷能在印刷穿透上提供更好的控制。首先织物被
    印刷形成半穿透的图案,然后织物能通过筛网印刷工艺形成全穿透图案。

    构造流体网络结构的另一种方法是将相互分离的织物片缝在一起形成一件完整
    的衣服。液体吸收性区域和液体排斥性区域的具体形状被预先设定后然后从液体吸收性织
    物和液体排斥性织物上裁取,接着用亲水性或疏水性的线将他们从边缘处缝在一起形成衣
    服。

    另一方法为将编织和印刷工艺相结合。利用编织工艺形成半穿透的液体排斥性结
    构和液体吸收性结构,以及利用印刷形成全穿透的液体排斥性结构。

    织物也可以通过将液体排斥性纤维和液体吸收性纤维编织在一起形成。编织的流
    体通道结构2700的一个实施例如图27A至图27D所示。液体排斥性纤维2702可以是固有液体
    排斥性或通过对液体吸收性纤维2704改性得到。该液体排斥性纤维2702可以设置形成在织
    物上的液体排斥性区域以及用液体吸收性纤维2704编织形成液体吸收性区域和通道。

    图27A示出了编织材料的外层并且内表层如图27B所示。图27C示出了在织物的前
    侧和后侧由液体排斥性纤维2702和液体吸收性纤维2704构成的编织肋结构。图27D示出了
    液体排斥性纤维2702和液体吸收性纤维2704是如何被编织在一起的。

    可以通过在液体排斥性区域和液体吸收性区域编织液体排斥性纤维形成不同的
    孔尺寸来制作材料。液体排斥性区域的孔尺寸将比液体吸收性区域的孔尺寸小,这表明了
    根据方程式1的润湿性差异。因此,在高压下,液体将会被推到具有较大孔的液体吸收性区
    域并且会变湿以及变得具有吸收性,而液体排斥性区域保持干燥。

    编织能被用于构造如图22A和图22B所示的实施例2200??梢岳靡禾逦招韵?br />维,如天然棉纤维,和弱液体吸收性纤维,比如纯合成纤维,例如聚酯或尼龙,来制造该材
    料。利用可以控制两种线在设计图案中的位置的简单编织工艺来获得该结构??裳〉?,可以
    通过在液体吸收性以及弱液体吸收性区域编织液体吸收性纤维而形成不同的孔尺寸来形
    成该流体结构。弱液体吸收性区域的孔尺寸要比液体吸收性区域的孔尺寸要大。

    粘接工艺也可以用来形成该流体网络结构??梢越禾逦招圆牧喜眉舫赏ǖ劳?br />案的形状并粘接到含有允许水分接触液体吸收性通道图案的孔洞的液体排斥性材料基体
    106上。粘接可以通过含有热塑粉末、纤维或膜的技术来实现。

    缝合工艺也可能被用来在液体排斥性材料基体上形成该流体网络结构??梢越?br />体吸收性线缝合或刺绣在液体排斥性材料基体上来形成该流体通道??裳〉?,可以将液体
    排斥性线紧紧地缝在液体吸收性材料基体上用以限定该流体通道。

    实例和结果

    在此揭示的实例用于说明性目的,不意于进行任何方式的限制。

    描述了一种具有流经多孔材料的力驱动流动的集成流体通道网络的织物。流体管
    理的驱动力来自于位于较高位置中液滴的静压力。图28A至图28C为示出了通道长度、宽度
    以及纺织孔隙度(“白色”织物具有最大孔尺寸而“灰色”织物具有最小孔尺寸)如何能够影
    响流体系统的流动速率的曲线图。同理,图29为示出了滴落点的形状如何能影响特定流体
    通道网络的流动速率的曲线图。

    对三种不同类型的编织织物材料进行了对比来说明对液体排斥性区域的静压力
    的稳定性的不同影响。每种类型织物(A、B、C)剪裁两个式样并使用负载有商业含氟聚合物
    涂料(Aqua Armor,Trek 7)的喷墨印刷机(Freejet 500,Omniprint)进行液体排斥性涂布
    处理。采用两种不同的印刷设置来实现在织物中为大约50%和100%渗透的涂布方案。每个
    式样的静压力通过实验室搭建的装置测量。如表1所示,对于织物A和织物B(单面针织衫)的
    同一种类型,孔尺寸越大,渗漏前其所能承受的静压力越低。这表明,当与水分接触时带有
    较大孔的织物更易于变湿,这一点可由润湿性模型进行预测。半渗透式样的静压力跟全渗
    透印刷式样的趋势一样只是具有较小值。织物C的互锁结构具有和织物A相似的孔尺寸并且
    对于两种印刷涂布渗透都达到较高的静压力。这可能要归因于使用了100%聚酯互锁结构
    的织物C的较低弹性和较高稳定性的结构。在选择合适的基体结构来制造适用于各种应用
    (例如除汗、冷凝等)的液体排斥性区域时,这种特征过程就显得很有用。

    准备了两种具有相同结构(互锁结构,液体吸收性聚酯,175gm-2)的织物式样用于
    对比利用流体通道的流体管理和吸湿面饰。其中一个织物式样图案化有如图30A和图30B所
    示的流体网络通道设计。如图30B所示,内层图案渗透大约一半织物的厚度。

    在一种展示中,一块6cm×9cm的流体网络织物3102和一块6cm×9cm的传统吸湿性
    聚酯3104均被固定在如图31中图片3100所示的塑料板上。注射泵3110被用来通过两个细管
    3114以50mL/h的速率进行给水。随着水的泵出,两种织物呈现非常不同的行为。传统吸湿性
    聚酯变湿并将水分扩散至整个织物的表面。具有流体通道图案的织物很快将水从内表层
    (织物的背面)导至大约10秒钟之后便在织物的外表面形成液滴的外部滴落点。

    2分钟后,传统吸湿性聚酯3104变得完全饱和并将所有的水保存在织物的内部。水
    分可以通过织物方格上的较暗的颜色来辨认。相反,具有流体网络3102的织物将水分容纳
    在织物的流体通道3106中。随着水分在流体通道3106中的收集并沿着通道的长度流至滴落
    点3108,液滴3112连续从织物上滴落并在塑料板(未显示)的底部形成小水坑,示出了流体
    网络结构的流体管理作用。

    还构建了一种更加定量的测量方式用以比较当完全被水浸湿时两种织物式样的
    不同性质,包括重量拾取率,饱和时的蒸汽渗透性,织物内部和外部的湿面积之比以及干燥
    时间。从表2中可以看出,对于每个性能参数,具有流体图案的织物相比对传统吸湿性(控
    制)式样都示出了更大的优势。需要注意的是,该数据与图30A至图31中所示的具体流体通
    道设计对应,其它设计可以具有不同的值。

    按照如图32A所示的设计3200制造了冷凝3208控制织物。流体通道网络设计用于
    促进去除所有大于3mm的液滴。用激光雕刻机(VLS,Universal Laser)剪裁出液体吸收性聚
    酯织物图案条3202并采用瞬间胶粘结至液体排斥性基体织物3204(编织疏水性聚酯)。

    织物式样竖直放置于塑料板3206上并利用附图32B中图片3208中所示加湿器(型
    号7144,Air-o-Swiss)设置到“高”功率产生水蒸汽流。6分钟后,停止蒸汽并记录式样材料
    的重量和干燥时间。准备一件具有相形状的原始的液体排斥性聚酯织物作用对比控制。

    结果如表3所示。实验结论是具有流体通道的织物比控制织物含水少25%。

    而且,式样上较少的液滴和较小的液滴(较高的表面积-体积之比)带来更快的干
    燥时间(110min相比于210min)。实验中,观察到所有多余的液滴都在式样织物的流体图案
    的滴落点处滚落。然后在控制织物式样上,液滴长到更大尺寸(约4mm)并从织物的随机位置
    流走。这些结果证明了流体通道结构在管理冷凝方面的有效性。

    已发表的关于运动中人体出汗率分布的研究表明人体不同区域的出汗率有很大
    不同。额头上的出汗率可以为1710gm-2h-1,大约是中间胸部区域出汗率(546gm-2h-1)的3倍。
    这种非均匀性表明身体表面上的织物在运动中应处于不同的湿度水平。然而,由吸湿性纤
    维制成的传统运动衣,吸收人体不同区域产生的所有汗液(包括头部的汗液)然后将水分芯
    吸到邻近的干燥区域。这能导致在衬衫的大部分区域变成均匀饱和的,尽管几个区域(包括
    侧胸、腰、下腹部等)具有较慢的出汗率并且如果仅吸收对应区域之下的汗液的话应该保持
    更加干燥。

    例如,穿着者运动衣的胸部区域在运动中能很快变得饱和并发粘。然而,衬衫的这
    个区域主要被头部产生并沿颈部向下流至衣领并扩展到衬衫的整个胸部区域的汗液所浸
    湿。由此,图33A和图33B示出了由在整件衣服上重复的流体通道网络3304织成的衬衫的前
    面3300和后面3302的图片。

    由于每个图案都被液体排斥性屏障所隔离以及各单元的去除能力是独立的,具有
    较低出汗率的区域3306将会保持更加干燥。该衬衫能通过将汗液从每个流体通道网络3304
    的滴落点3308滴落而移除躯体产生的汗液。这种织物结构能被应用于衬衫、短裤、长裤、背
    心、运动内衣、内裤等。

    该流体通道网络的几何形状与设置可以定位使得与人体出汗率区域分布相配合
    从而提供运动中的舒适感。这种定位包括与生理特性以及人体舒适感相关的这些网络的适
    当布置且甚至能适用满足特殊穿着者。本技术进一步的方面将会在以下几个类别服装的实
    例中呈现,其中的说明用于对将流体网络结构应用于服装的技术的优选实施例进行全面揭
    示的目的,且对此并不设任何限制。虽然流体通道和滴落点几何形状可以差别很大,以下实
    例是为了示例说明适用于不同应用的流体通道和滴落点的定位的目的。因此,以下附图中
    的通道和滴落点被简化了。

    图34A和图34B示例说明了衬衫上的流体通道3400如何可以设置使得液滴的形成
    和滴落变得不明显。该实施例可以有用于发现有很多液滴从他们衣服的外表面滚下而窘迫
    和不舒服的人们。在该设计中,流体通道3400具体设置用于去除人体的汗液并将其在衬衫
    的底部滴落。流体通道3400竖直延伸以至覆盖衬衫的大部分。底部输送通道3402与竖直流
    体通道连接并将水分携带至衬衫底部的两个滴落点3404处,在此水分能够被释放和滴落。
    穿着者运动时产生的风流可能也会促使液滴的释放。

    流体通道的设置可以设计成专门移除在人体不同部位产生的汗液。这样做的话,
    具有流体网络结构的衣服能用衣服的最小面积从一位置上去除水分,如此使穿着者长时间
    地保持舒适(比如在运动阶段或体育比赛中)。因为液体排斥性区域是完全干燥的,该区域
    的渗透性保持较高从而有利于在皮肤上的蒸发冷却效果。此外,液体排斥性织物的温度保
    持较高有利于减少可能在锻炼中或锻炼后体验到的不愉悦的冷感。根据测试,测得的干燥
    织物的温度要比浸湿织物要高7℃。

    参考图35A,在此实例中的衬衫3500的前侧具有三个主要分离的液体吸收性区域
    (区域内详细流体通道结构不受此处显示的简化设计的限制并且可以是适用于特定穿着者
    或应用发挥最佳作用的任何设计)。中部区域3502中衣领区域开始延伸至衬衫前侧的底部。
    左侧区域和右侧区域3504、3506从衬衫的肩部开始并覆盖人体的胸部区域。这三个区域彼
    此被延伸穿透织物厚度的液体排斥性区域3508所分离。衣服的中心区域3502用于将从头部
    和颈部流下的汗液收集并传导至衬衫的底部且不使其扩散开来到达胸部或腹部区域。另外
    两个区域3504、3506用于将胸部区域上产生的汗液输送至衣服两侧上的滴落点3518、3520。
    衬衫的腹部区域3508因为在体育活动中与躯体不常接触所以通常保持液体排斥性。

    参见图35B,实例3500的后侧具有上部液体吸收性区域3510和中部液体吸收性区
    域3512。上部区域3510与在前侧上的衣领区域相接并向下横向延伸至衬衫的侧部。中部区
    域3512位于区域3510以下并覆盖背部的中部区域并且还包围衬衫的侧部。两个液体吸收性
    区域3510、3512被穿透织物的液体吸收性区域3514所分离。上部液体吸收性区域3510收集
    主要来自头部和颈部的汗液以及中部区域3512去除来自身体的上背区域的汗液并将汗液
    通过通道传导至衬衫的侧部。覆盖下背部/腰部区域的衣服的下部被保留为完全液体排斥
    性,因为衬衫的该部分在许多锻炼中不常接触皮肤。

    紧接着前述实施例3500中所示的一般区域布置,图36A和图36B示例了衬衫上详细
    的液体吸收性通道3602构造的另一实施例3600。根据前述描述,每个通道的后部可以部分
    为液体排斥性的。箭头指示流体流动的方向以及滴落点3612、3614、3616、3618、3630、3632
    的位置。

    参考图36A,实施例3600中衬衫的前侧有三个主要液体吸收性区域。左液体吸收性
    通道胸部区域和右液体吸收性通道胸部区域3606、3608被液体排斥性区域3620、3622从主
    液体吸收性通道3610分离。主液体吸收性通道3610沿着衬衫的前侧竖直流下并将液体从头
    部和颈部区域3604携带至两底部滴落点3612、3614。左液体吸收性通道胸部区域3603和右
    液体吸收性通道胸部区域3608将流体从胸部携带至位于衬衫侧部的滴落点3616、3618。衬
    衫的前部3620、3622和后部3624的腹部区域通常保持为液体排斥性,因为这些区域在体育
    活动中的很多姿势下不常与躯体相接触。

    参见图36B,衬衫的后部有两个主要分离的液体吸收性区域3626、3628。液体吸收
    性头部/颈部通道区域3626将流体从头部和颈部携带至侧部滴落点3630、3632。

    在图37A至图37C所示的实施例3700中,衬衫的袖子3706被包含在图36A和图36B所
    示的流体网络设计中。图37C示出了带有沿衬衫的肩部流从上臂区域往下的液体吸收性通
    道3702的衬衫实施例3700的侧视图。流体从头部和颈部横跨肩部被向下携带至袖子端部上
    的滴落点3704。

    在一些情况下,这可以有利于使流体保持从衣服上滴落至表面上,例如在篮球、羽
    毛球或壁球运动中。对于这些情况,在液体吸收性通道网络端部的滴落点可以与可以持液
    (比如汗液)的液体吸收性嵌板相连,该液体可以被移除到希望的位置或保持在嵌板中而蒸
    发。图38A和图38B分别示出了带有一底部液体吸收性嵌板3802以及两个侧部液体吸收性嵌
    板3804、3806以及与在前述图36A和图36B中所描述的实例3600一样的液体吸收性通道网络
    设计的衬衫的前部和后部的示意图。因为这些嵌板在衬衫的侧部上,所以穿着者在体育运
    动中保持舒适。

    图38C为图38A所描述的衬衫的图片,该衬衫在底部3802上有显示运动后收集来自
    穿着者的汗液(暗色)而不使其滴落的液体吸收性嵌板。图38D为图38A和图38B中所描述的
    衬衫的图片,其中衬衫的侧部嵌板显示运动后收集来自穿着者的汗液(暗色)而不使其滴
    落。在这两张图片中,衬衫的大部分显示为干燥,除了液体吸收性通道3808以及侧部嵌板
    3806。

    在图38A至图38D中所描述的实例的一个替代方案中,液体吸收性侧部嵌板3804、
    3806可以被构造成与衬衫的其它部分不同的材料?;褂?,液体吸收性侧部嵌板3804、3806以
    及底部液体吸收性嵌板3802可以制成可拆式且当他们被流体饱和时能被干燥的嵌板所替
    换。

    在前述实施例3800的另一构造中,吸收性嵌板是可逆的,可以在带有与通道网络
    相连接的滴落点的嵌板和液体吸收性(无滴落)嵌板之间转换。根据活动的不同需要,穿着
    者可以选择适合形式的汗液管理方式。

    图39A和图39B中所示的实施例3900,具有覆盖衣领和胸部区域并延伸至衬衫的侧
    部滴落点3906、3908的液体吸收性区域3902且腹部区域3904保持为液体排斥性的前侧。如
    图39B所示,后侧具有覆盖衣领和上背部区域的相同液体吸收性区域3902且下背部区域
    3904保持液体排斥性。

    紧接着图39A中描述的简化的通道区域设置,图40示出了树形图案的流体通道网
    络的示意图4000。树形的树冠区域包括多个随机分布的短流体通道4002,该流体通道4002
    将流体从头部、颈部和胸部区域向下携带至树形的躯干4002。流体然后流经根状流体通道
    4006并在滴落点4008处从衬衫上滴落。

    在另一实施例4100中,衬衫的前部嵌板具有被如图41A所示的液体排斥性区域分
    离的三个区域的液体吸收性通道。当衣服当作紧绷在身体上的紧身衣穿时,该设计可以非
    常有用。顶部液体吸收性通道区域4102与衬衫的衣领区域相连接并将流体携带至腋下区域
    滴落点4104、4106。中心液体吸收性区域4108覆盖胸部区域并将流体携带至衬衫的中腹侧
    部滴落点4110、4112。底腹部液体吸收性区域4114覆盖腹部区域并将流体携带至衬衫的下
    部而从底部滴落。

    衬衫的背部嵌板,如图41B所示,具有被液体排斥性区域分离的4个液体吸收性区
    域。顶部液体吸收性区域4116将流体从衬衫的衣领和肩部区域携带至衣服的上侧部滴落点
    4118、4120。左中心液体吸收性区域4122和右中心液体吸收性区域4124覆盖衬衫的上背部
    并将流体携带至衬衫的下侧部直至滴落点4126、4128。这两个区域之间的间隙为液体排斥
    性区域4130并且保持中部区域干燥且具有达到在脊柱上的冷却效果的最大气体渗透性。底
    部液体吸收性区域4132覆盖下背部和腰部区域并将流体携带至衬衫的底部。

    在另一实施例中,衣服构造可以结合了将汗液从身体上的温度敏感区域送走从而
    减少运动后的后冷感的液体吸收性区域。温度敏感区域是对温度变化更加敏感的区域,包
    括脊柱、前胸,乳房以下、腋窝等。运动后这些区域的干燥将减少运动后由湿的织物造成的
    不愉悦的冷感。该衣服构造可以需要较少的可由于织物的蒸发冷却效果减少在这些区域的
    大的降温的液体吸收性区域??裳〉?,更多的液体吸收性区域可以设置在温度敏感性区域
    用于在运动中在这些区域上提供更加强烈的冷却感。

    在另一实施例中,流体网络结构可以沿着人体的几何形状和轮廓。人体的凸出区
    域(例如胸部、肩部和肚子)可以被液体吸收性通道覆盖而人体的凹陷区域(比如下背部)可
    以设成液体排斥性的或也可以被液体吸收性通道所覆盖。穿着者的性别也能影响服装设
    计。男性和女性之间的身体结构差别能导致用于输送和去除汗液的区域不同。

    在另一实施例中,衣服上液体吸收性通道的数量可以根据具体穿着者的身体区域
    和出汗率而对应设置。对于穿着者出汗较慢的身体区域,可以设置更多的液体排斥性区域
    用于使有限量的汗液从皮肤上蒸发冷却。对于高出汗率的穿着者,可以设置更多的液体吸
    收性通道以一种可以利用流体输送机理(重力、压力或表面张力)的方式来将较大量的汗液
    更加快速地去除。

    在另一实施例中,具有流体网络结构的衣服可以被用于在活动前使穿着者预先降
    温或仅仅在高温时对穿着者进行降温。在穿着者穿上之前可以将该衣服浸入水中从而为穿
    着者提供更长的降温效果。因为衣服的湿区有限,衣服的重量只有小的增加。而且,衣服的
    冷感可以通过调节衣服上湿区与干区之间的比例来控制。

    在本说明书中,液体吸收性通道的位置和数量、流体流动的方向,以及液体排斥性
    区域不受本说明中的实例所限制。流体网络结构的构造取决于衣服有多紧身、穿着者在具
    体活动中姿势、审美期望等。此外,衬衫的前侧和后侧等可以分离以及衣服可以制作成只有
    前侧或后侧经过水分管理的改性。

    图42A示出了应用于一条短裤4200的流体网络结构的实例的示意图。在短裤的腰
    部区域上,可以构建流体通道4202使得运动中从上身流下来的汗液能被腰带处的通道4202
    所收集并输送至短裤的侧部。汗液然后能向下流到流体通道结构的边缘并在滴落点4204、
    4206滴落。图42B为如图42A所示短裤的前部的图片。图42C为如图42A所示短裤的侧部的图
    片。因为穿着者可能在短裤下面还穿有内裤,所以短裤4108的其余部分可以保持为完全液
    体排斥性的。如果腰带上没有流体通道的话,大量的汗液可能会浸湿短裤,甚至穿着者的内
    裤。

    图43A示出了示例应用于短裤的流体通道构造的另一种样式4300的示意图,其中
    流体通道4302延伸至腿部区域的侧部。

    图44为示例了短裤4400上的另一种流体通道网络构造的示意图,其中流体吸收性
    通道4402覆盖短裤从而将汗液输送至短裤的侧部并且从滴落点4404、4406滴落。圆圈4408
    为流体入口在短裤的内层上看起来像什么样子的实例。

    图45示出了具有液体吸收性流体网络结构的袜子的实施例4500的示意图,该液体
    吸收性流体网络结构具有将顺腿流下的汗液携带至袜子的侧部并将其从滴落点4504、4506
    滴落的流体通道4502。穿着者的袜子和鞋能在运动中变得饱和,不仅因为脚部本身产生的
    汗液而且还有顺腿流进鞋里的汗液。在袜子中添加流体通道可以极大地减少身体汗液流进
    鞋里以至使脚不舒服。

    图46A示出了带有液体吸收性流体网络的束头带实施例4600的示意图。该束头带
    包括液体吸收性通道4602和液体排斥性区域4604。液体吸收性通道4602被设置成一种将额
    头产生的汗液携带至脸的侧部上的两个滴落点4606、4608的图案。液体吸收性通道4602将
    阻止汗液流进眼睛导致灼眼。根据重力驱动流动原理,液体吸收性通道4602将连续去除汗
    液从而为穿着者提供一种凉爽舒适的感觉并使穿着者避免了不得不擦拭额头的需要。图
    46B至46D为图46A所示实施例4600的图片。这种束头带由适用于运动服的相同织物构成,且
    要比传统毛巾布材料更薄更轻??梢宰魑视糜谠硕凸ひ涤τ玫奈勾褂?。这种汗液
    疏导结构可以整合在帽子、头盔或其它相似服饰的内部。在设计和运动服的一起使用的流
    体网络材料时,应仔细观察具体运动中的身体姿势从而提供正确的流体通道构造。例如,骑
    行服4700上的流体通道4702的设置应与跑步衬衫有很大区别,因为骑自行的人的上身将会
    几乎是水平的而不是像大部分时间一样是竖直的,如图47所示。当运动员保持骑行姿势时,
    衣服前部和后部上的流体通道4702主要是竖直。滴落点4704位于裤子的底部从而确保重力
    驱动的滴落。

    图48A和图48B示出了在里面上带有液体吸收性流体网络的帐篷的实施例4800的
    示意图。该流体网络结构在管理冷凝方面非常有帮助,而管理冷凝是目前帐篷设计中存在
    的一个问题。当露营者在帐篷中待过长时间时,由于露营者呼吸产生水蒸汽可以在帐篷的
    内表面上冷凝。水分可以集聚至每24小时1L。使用液体吸收性通道4802进行适当的流体管
    理,冷凝的水分不会时不时地从帐篷顶部滑落并绕着帐篷的地面形成很多水坑。而是,水分
    被通道传导至期望位置或被液体吸收性衬垫吸收并从帐篷上带离。流体网络也可以应用于
    帐篷从而有助于在帐篷被打包整理之前保持帐篷的干燥。这样就避免了过多的水分并避免
    了打包后帐篷里的霉菌生长。

    在图48A中,流体网络结构被设置在从帐篷(roof)的顶部4804至帐篷的底部4806。
    为了便于示例说明,只示出了流体图案的一部分,然而实际上,流体网络覆盖帐篷的4个区
    域。根据前面描述的原理,流体网结构可以减少集聚在帐篷上的水量。在图48中,帐篷有较
    长的延伸的半圆柱形流体吸收性通道4802且里面的流体网络设置是不同的。通道的短“肋”
    4808绕帐篷的顶部对称设置以及长输送通道4810在侧壁4812上且一个角朝向可以收集水
    分的帐篷的底端.

    从此处描述开始,需要说明的是目前揭示内容涵盖多个实施例,包括但不限于以
    下内容:

    1.一种用于管理流体的装置,所述装置包括:具有第一润湿性的第一区域以及第
    二润湿性的第二区域的基体;其中所述第二区域邻近所述第一区域;其中所述第二润湿性
    大于所述第一润湿性;其中所述第二区域形成具有流体流动方向的流体通道;并且其中所
    述流体通道被构造成使得流体在施加于与接触所述流体通道的流体相对应的方向上的力
    的作用下沿所述流体通道移动。

    2.任一前述实施例的装置,其中施加的力为重力、压力、毛细作用力或表面张力中
    的一种或多种。

    3.任一前述实施例的装置,进一步包括:与所述流体通道相配合的滴落点;其中所
    述滴落点位于靠近所述流体通道的最低重力点;其中所述基体被构造成使得流体集聚在所
    述滴落点并从所述基体滴落;并且其中所述滴落点被构造成用于减慢或加快所述流体从所
    述基体滴落的速率。

    4.任一前述实施例的装置,其中所述流体通道被构造成用于单向流体流的液体排
    斥性间隙所中断。

    5.任一前述实施例的装置:其中所述第一润湿性为液体排斥性,形成液体排斥性
    区域;并且其中所示第二润湿性为液体吸收性,形成液体吸收性区域。

    6.任一前述实施例的装置,其中接触所述流体通道的所述流体被与液体产生表面
    紧密接触的所述液体排斥性区域所产生的压力所驱动。

    7.任一前述实施例的装置,所述基体包括在所述液体吸收性区域内的多个接触
    角,形成润湿性梯度。

    8.任一前述实施例的装置,所述基体包括在所述液体排斥性区域内的多个接触
    角,形成润湿性梯度。

    9.任一前述实施例的装置,其中多个流体通道用于管理冷凝。

    10.任一前述实施例的装置,进一步包括:位于所述基体中具有第三润湿性的第三
    区域;其中所示第三润湿性为液体吸收性的;其中所述第三区域位于靠近所述流体通道的
    最低重力点;并且其中所述第三区域用于收集流体并阻止其从所述基体滴落。

    11.任一前述实施例的装置,其中所述第三区域被构造成为可移动的。

    12.任一前述实施例的装置,其中所述基体进一步包括:第一表层和第二表层;其
    中所述第一表层包括一个或多个流体通道;以及在所述第一表层和第二表层之间的所述基
    体的厚度;其中所述流体通道在所述第二表层上的一个或多个位置处穿透所述基体的所述
    厚度;并且其中所述流体通道被构造成使得流体沿着所述流体通道从所述第二表层向所述
    第一表层移动。

    13.任一前述实施例的装置,进一步包括:与所述流体通道相配合的滴落点;其中
    所述滴落点位于靠近所述流体通道的最低重力点;其中所述基体被构造成使得流体集聚在
    所述滴落点并从所述基体滴落;并且其中所述滴落点被构造成使得所述滴落点只位于所述
    第二表层上,阻止流体从所述基体滴落时与所述第一表层相接触。

    14.任一前述实施例的装置,其中穿透所述基体的所述厚度的所述通道的一部分
    在所述第二表层处较小并且在到达所述第一表层时变得较大。

    15.任一前述实施例的装置,其中液体排斥性材料层位于所述第一表层的顶部从
    而使得所述流体通道在干的或湿的时候均可见。

    16.任一前述实施例的装置,其中所述流体通道延伸经过所述第二表层以形成支
    撑结构。

    17.任一前述实施例的装置,其中所述流体通道为衣服的组成部分。

    18.任一前述实施例的装置,其中多个流体通道在所述衣服上形成图案。

    19.任一前述实施例的装置,其中多个流体通道在所述衣服中被构造成用于管理
    人体上的汗液。

    20.任一前述实施例的装置:其中所述衣服为衬衫;其中第一多个流体通道在所述
    衬衫中形成颈部区域,用于将汗液从人的颈部输送至所述衬衫的底部并在所述底部从所述
    衬衫上滴落;其中第二多个流体通道在所述衬衫中形成一个或多个胸部区域,用于将汗液
    从人的胸部输送至所述衬衫的一个或多个侧部并在所述一个或多个侧部从所述衬衫上滴
    落;并且其中第三多个流体通道在所述衬衫中形成一个或多个被背部区域,用于将汗液从
    人的胸部输送至所述衬衫的一个或多个侧部并在所述一个或多个侧部从所述衬衫上滴落。

    21.任一前述实施例的装置,其中第四多个流体通道在所述衬衫中形成一个或多
    个袖子区域,用于将汗液从人的头部和颈部输送至所述袖子的底部并在所述底部从所述衬
    衫上滴落。

    22.一种用于管理流体的装置,所述装置包括:具有第一润湿性的第一液体吸收性
    区域以及第二润湿性的第二液体吸收性区域的基体;其中所述第二液体吸收性区域邻近所
    述第一液体吸收性区域;其中所述第二润湿性大于所述第一润湿性;其中所述第一液体吸
    收性区域和第二液体吸收性区域形成流体流的润湿性梯度;并且其中当流体接触所述基体
    时,所述流体沿所述润湿性梯度从所述第一液体吸收性区域向所述第二液体吸收性区域移
    动。

    23.任一前述实施例的装置,其中所述基体包括在所述第二液体吸收性区域中的
    多个接触角,形成润湿性梯度。

    24.任一前述实施例的装置,其中所述基体包括在所述第一液体吸收性区域中的
    多个接触角,形成润湿性梯度。

    25.任一前述实施例的装置,其中在所述第二液体吸收性区域中的所述流体流受
    重力、压力、毛细作用力或表面张力中的一种或多种的影响。

    26.一种用于管理流体的装置,所述装置包括:(a)多个流体通道;(b)每个所述流
    体通道包括:(i)具有第一润湿性的第一区域以及第二润湿性的第二区域的基体;(ii)其中
    所示第二区域邻近所述第一区域;(iii)其中所述第二润湿性大于所述第一润湿性;(iv)其
    中所述第二区域形成具有流体流动方向的所述流体通道;(v)其中所述流体通道被构造成
    使得流体在施加于与接触所述流体通道的流体相对应的方向上的力的作用下沿所述流体
    通道移动;并且(c)其中所述多个流体通道设置在流体网络结构中。

    27.一种用于管理流体的方法,所述方法包括:形成在基体中的第一润湿性的第一
    区域;以及形成在所述基体中的第二润湿性的第二区域;

    其中所述第二润湿性大于所述第一润湿性;并且其中所述第二区域形成具有流体
    流动方向的流体通道;以及构造所述流体通道使得流体在施加于与接触所述流体通道的流
    体相对应的方向上的力的作用下沿所述流体通道移动。

    28.任一前述实施例的方法,其中施加的所述力为重力、压力、毛细作用力或表面
    张力中的一种或多种。

    29.任一前述实施例的方法,其中所述第一区域和所述第二区域用印刷工艺形成。

    30.任一前述实施例的方法,其中所述第一区域和所述第二区域用编织工艺形成。

    虽然本说明书包含了很多细节,但这些不应构成限制本说明书的范围而仅仅提供
    了当前几个优选实施例的示例性说明。因此,需要注意的是,本说明书的范围充分涵盖可能
    对于本领域技术人员来说显而易见的其它实施例。

    在权利要求书中,引用单数要素意思不是“一个且只有一个”,除非有明确说明,而
    是“一个或多个”。为本领域技术人员所知的所揭示实施中的要素的所有结构性、化学性以
    及功能性等同概念在此通过引用的形式被明确地并入并被本权利要求书所涵盖。进一步
    的,在本说明书中没有要素、组件或方法步骤意于贡献给公众,尽管在权利要求书中所述要
    素、组件或方法步骤已被明确的列出。在此没有权利要求要素被构造成作为“工具+功能”要
    素,除非所述要素用“用于......的工具”的句式被明确列出。在此没有权利要求要素被构
    造成作为“步骤+功能”要素,除非所述要素用“用于......的步骤”的句式被明确列出。

    表1



    表2



    实验在23℃和40%湿度条件下操作

    ╪实验在25℃和37%湿度条件下操作

    表3



       内容来自专利网重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn转载请标明出处

    关于本文
    本文标题:用于流体管理的集成流体流动网络.pdf
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