專利名稱：一種降溫空調(diào)面料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種服裝面料，特別是一種用于制作衣、褲、帽、鞋等服裝 的可以加速人體皮膚表面水分蒸發(fā)散熱的降溫空調(diào)面料。
背景技術(shù)：
人體處于酷熱環(huán)境時(shí)，為了維持熱平衡， 一般需要通過增加出汗來加大 排熱。然而，若環(huán)境過熱，人體的出汗機(jī)能不足以維持人體的熱平衡時(shí)，體 溫會(huì)逐漸上升。如果此時(shí)空氣中相對(duì)濕度很高(比如濕熱地帶)，汗液難以 蒸發(fā)，人就會(huì)因汗流浹背而感到悶熱不適，極易發(fā)生中暑，尤其是露天作業(yè) 下的勞動(dòng)者和體弱多病者，更是如此。對(duì)于從事高溫作業(yè)(例如執(zhí)勤的警察、 交警)、野外作業(yè)(例如地質(zhì)勘測、軍人)的人群，甚至對(duì)于旅游和觀看比賽 等，預(yù)防中暑尤為重要。
我們知道，人體散熱的途徑不外乎四類傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射和蒸發(fā)等。 因此，在高溫環(huán)境下，能夠改善上述因素之一的途徑均可能用于發(fā)展新的降 溫空調(diào)服。高溫環(huán)境下，人體皮膚表面若僅靠自然對(duì)流和蒸發(fā)，則散熱效果 有限。因此， 一種可能的途徑是采用風(fēng)扇來增強(qiáng)換熱。試驗(yàn)研究表明，這種 方式在降低體溫方面十分有效，但若體表汗液蒸發(fā)量較小時(shí)，其散熱性能會(huì) 受到很大限制。若能加速皮膚表面的汗液蒸發(fā)，則可顯著強(qiáng)化相應(yīng)的散熱量。 以往此方面的技術(shù)思路主要是從紡織纖維設(shè)計(jì)著手，通過特定材料來加速汗 液排放，但效果有限。而在人體一些特殊部位如腳底，因鞋內(nèi)狹小空間的限 制，汗液排放存在很大困難。顯然，要加速汗液的排散，需要采取特殊措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種降溫空調(diào)面料，可根據(jù)需要制成上衣、褲子、 鞋子等款式多樣的防暑降溫衣物，從而達(dá)到高效調(diào)節(jié)人體或生物體體表溫度 的目的。本發(fā)明的另 一 目的是提供一種上述降溫空調(diào)面料的制作方法。
本發(fā)明提供的一種降溫空調(diào)面料，包括 固定在普通面料內(nèi)的微型超聲霧化器芯片陣列；和 與所述孩i型超聲霧化器芯片陣列電連接的微電源2。 上述技術(shù)方案中，所述^f敖型超聲霧化器芯片主要由壓電陶瓷芯片制成。 進(jìn)一步地，所述微型超聲霧化器芯片為1-1000個(gè)，并可以組成各種圖 案和排布。
上述技術(shù)方案中，所述微型超聲霧化器芯片之間為電并聯(lián)連接。 上述技術(shù)方案中，所述微電源2的電壓為3-12 V，即使發(fā)生漏電，也
不會(huì)對(duì)人體造成損傷；
所述普通面料為毛料、棉布、麻、滌淪或具有防熱輻射性能和吸濕性能
的材質(zhì)。
所述微型超聲霧化器芯片通過連接導(dǎo)線3電連接至電源2，所述連接導(dǎo) 線3為金絲、銅絲、鋁絲、碳絲或銀絲材質(zhì)制成的導(dǎo)線，導(dǎo)線外層涂有無毒 耐酸堿腐蝕的絕緣漆或采用棵露結(jié)構(gòu)。
所述微電源2的體積在lmW到10cm3之間，為緊湊型鋰電池、半導(dǎo)體溫 差電池或太陽能電池；其數(shù)量為1至100枚，所述電池的總體積在ImmU 10cm3之間。
所述微型超聲霧化器芯片尺寸可在lpm到100mm之間。本發(fā)明中，可根 據(jù)需要設(shè)計(jì)成不同大小體積，如微米或納尺度下的微型超聲霧化器芯片易于 編制到衣物上，對(duì)局部汗液直接進(jìn)行汽化蒸發(fā)；而大尺寸的微型超聲霧化器 芯片則可作為衣物或鞋帽的一部分。微型超聲霧化器芯片可為正方形、圓形 或更多復(fù)雜形狀。
本發(fā)明還提供了一種上述降溫空調(diào)面料的制作方法，包括以下步驟
(1) 將導(dǎo)電線路縫制到普通面料內(nèi)部；
(2) 將微型超聲霧化器芯片陣列固定到所述普通面料上，并與所述導(dǎo) 電線路電連才妻。
上述制作方法中，所述普通面料上設(shè)有與微型超聲霧化器芯片陣列位置 對(duì)應(yīng)的通孔陣列，所述微型超聲霧化器芯片被縫制到所述通孔上。
進(jìn)一步地，所述通孔周圍緊密扦邊。
上述制作方法中，還可以在所述普通面料上設(shè)置與所述微型超聲霧化器 芯片位置對(duì)應(yīng)的紐扣，所述紐扣與所述電源電連接，所述微型超聲霧化器芯 片通過所述紐扣可拆卸地固定在所述普通面料上，并通過紐扣與所述導(dǎo)電線 路電連接。
當(dāng)然，由本發(fā)明的核心思想出發(fā)，還可拓展出功能更多的組合式防暑降 溫服。比如，布料可選用市面上已有的防熱輻射性能及吸濕性均比較好的材 料，從而還可對(duì)陽光有很好的反射作用，這樣本發(fā)明的性能會(huì)進(jìn)一步提高。 目前很多材料都能滿足這一要求，主要的缺陷是透氣性很差，不利于蒸發(fā)散 熱。采用本發(fā)明提供的基于微/納米級(jí)微型超聲霧化器芯片陣列驅(qū)動(dòng)的降溫 空調(diào)面料可以有效地解決這一矛盾。此外，為適應(yīng)廣大人群對(duì)美觀的要求， 縫制于普通面料上的微型超聲霧化器芯片的陣列排布可根據(jù)需要設(shè)計(jì)成各 式各樣的圖案。例如年輕人可以設(shè)計(jì)成富有青春氣息的圖案，兒童則可以設(shè) 計(jì)成拼音字母等圖形。另外，最里層的襯里采用吸濕性比較好的棉、麻織物 制成有利于吸汗，不影響人體的舒適感。
本發(fā)明提供的基于微型超聲霧化器芯片的超聲霧化功能驅(qū)動(dòng)的降溫空
調(diào)面料具有^f艮多優(yōu)點(diǎn)首先，由于該面料借助于局部的^:小壓電陶瓷芯片的 工作來實(shí)現(xiàn)局部霧化，因而以 一種相對(duì)簡便的方式促成了人體皮膚表面的蒸 發(fā)及對(duì)空氣的傳熱，因而有效地避免了汗液的粘附，顯箸增強(qiáng)了散熱效果。 由于微型超聲霧化器芯片體積極小，重量輕，人體沒有不適感，而且，這種 推進(jìn)到局部的相變熱量輸運(yùn)方式使降溫更直接，效率更高；也因如此，可拓 展到人體幾乎所有部位的強(qiáng)化蒸發(fā)散熱上，而大體積的裝置在許多部位如頭 部、腹部、下肢等很難作到這一點(diǎn)。所以，微/納米微型超聲霧化器芯片技 術(shù)的引入使得任意部位的強(qiáng)化蒸發(fā)散熱更加隨意而方便，由這一觀念出發(fā)， 有可能推動(dòng)更多新的人體空調(diào)技術(shù)的產(chǎn)生。
綜上所述，本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的基于微型超聲霧化器芯片驅(qū)動(dòng)的降溫空調(diào)面 料，結(jié)構(gòu)緊湊，具有很高的性能價(jià)格比。解決了現(xiàn)有服裝透氣性及排汗功能 較差的弱點(diǎn)。本發(fā)明的核心在于首次引入了微/納米超聲霧化器芯片的技術(shù)路線，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體局部體表熱量的強(qiáng)化對(duì)流及蒸發(fā)散熱，達(dá)到了防暑 降溫的目的。本發(fā)明的涉及的基于微型壓電陶覺芯片的超聲霧化功能驅(qū)動(dòng)的 防署降溫空調(diào)服不僅僅局限于上衣，也可以單獨(dú)或者同時(shí)應(yīng)用到褲子、內(nèi)衣、 外衣甚至是腰帶、帽子、鞋等其他用品。
本發(fā)明提供的一種突破傳統(tǒng)概念的強(qiáng)化汗液蒸發(fā)的降溫空調(diào)面料，所采 用的強(qiáng)化蒸發(fā)器件系體積及尺寸高度緊湊化的超聲波霧化換能器，其由壓電 陶資芯片制成。將這些芯片組成的陣列編織到衣服、鞋帽內(nèi)，即可對(duì)所觸及 的皮膚表面的汗液進(jìn)行強(qiáng)化霧化，從而促進(jìn)該處氣流的受迫對(duì)流及汗液蒸 發(fā)，大量由此集成的超聲波霧化換能器陣列工作時(shí)，即可完成對(duì)身體特定部 位皮膚表面的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于這些微型超聲霧化器芯片體積小，耗能低， 重量輕，人體穿著后無明顯不適，衣物的使用與常規(guī)情況沒有差別，由此即 可實(shí)現(xiàn)比較適體的空調(diào)衣服。
該技術(shù)的建立擴(kuò)展了當(dāng)前僅靠采用材料實(shí)現(xiàn)汗液蒸發(fā)的措施，這種編織 有微型超聲霧化器芯片陣列的面料也是對(duì)傳統(tǒng)服裝形式及用途的 一個(gè)突破， 首次提出了汗液超聲霧化蒸發(fā)的概念。
本發(fā)明所提供的降溫空調(diào)面料可根據(jù)需要制成上衣、袖套、褲子、鞋子、 帽沿款式多樣的人體防暑降溫服裝，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)衣物基本上無局部汗液強(qiáng)化 蒸發(fā)散熱的缺陷，而且，通過對(duì)人體體表、衣物等人為噴灑水，通過壓電陶 瓷芯片超聲波霧化換能器促進(jìn)汗液蒸發(fā)，還可達(dá)到更為主動(dòng)有效的降低體 溫。這類技術(shù)甚至可拓展到床墊、涼席、坐墊等物件上。


以下，結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例，其中
圖1是一種基于本發(fā)明的降溫空調(diào)面料的人體降溫空調(diào)服的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖l是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施，圖中人體降溫空調(diào)服的降溫空調(diào)面料，包括 固定在普通面料上的微型超聲霧化器芯片陣列；所述孩i型超聲霧化器芯 片陣列中的每個(gè)微型超聲霧化器芯片1以并連方式通過編織在衣物內(nèi)的電路 連線3與一外接;微電源2連通；所述樣史電源2的電壓為8V, —^:情況下，電 壓應(yīng)控制在36V以下，優(yōu)選3-12V，這樣，即使發(fā)生漏電，也不會(huì)對(duì)人體造 成損傷；
所述電路連線3與所述微電源2之間的電路連線上設(shè)有用于控制微型超 聲霧化器芯片1開啟或關(guān)斷的開關(guān)4。
所述微型超聲霧化器芯片1的數(shù)量為1至1000枚。 所述衣物的衣料為毛料、棉布、麻、滌淪等普通面料或其他具有防熱輻 射性能和吸濕性能的特種材質(zhì)。
所述連接導(dǎo)線3的材料為金絲、銅絲、鋁絲、碳絲或銀絲，導(dǎo)線外涂有 無毒的絕緣漆或采用棵露結(jié)構(gòu)。
所述微電源2的體積在lmm3到10cm3之間，為緊湊型鋰電池、半導(dǎo)體溫 差電池或太陽能電池甚至是基于人工動(dòng)能的壓電產(chǎn)能器；其數(shù)量為1至100 枚，其總體積在1咖3到10cm'之間，可從市場上直接購置到。
本實(shí)施例的降溫空調(diào)面料可根據(jù)需要制成上衣、褲子以及款式多樣的服 裝，且結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)衣力良基本無強(qiáng)化蒸發(fā)元件的缺陷。 如下僅以上衣背心為例說明本裝置的加工步驟，其余的如褲子、帽子、鞋等
裝置與此類似，只需保證適體即可，在此不一而足。 具體制作方式如下
1.微/納米微型超聲霧化器芯片1的加工由于微型超聲霧化器芯片是 一種常規(guī)裝置，若尺寸要求不大時(shí)(厘米以上)，可直接在市場上購買到，如 SUNNYTEC型號(hào)STW-S44-25*1650B，其標(biāo)稱頻率1. 65MHz，負(fù)載電容1800PF， 工作溫度4—40°C。這類器件霧化量大，耐酸堿的腐蝕。若要求尺寸較小時(shí)， 可采用微/納米加工方法制作，此方面將常規(guī)的微型超聲霧化器芯片制造過 程擴(kuò)展到微型加工領(lǐng)域即可，當(dāng)前的技術(shù)能保證該過程的實(shí)施?？傮w上，本 發(fā)明提供的防暑降溫空調(diào)服所用的微型超聲霧化器芯片尺寸可有多種選擇， 如每個(gè)微型超聲霧化器芯片的整體體積可在lmm'到lcm'范圍之間，其內(nèi)部零 件尺寸甚至可在納米量級(jí)，但也不限于此，可大可小；而微型超聲霧化器芯 片1的工作尺寸可在數(shù)百納米到數(shù)毫米量級(jí)，因而可在需要時(shí)對(duì)人體體表極 微小區(qū)域靈活地實(shí)施強(qiáng)化蒸發(fā)，達(dá)到對(duì)人體無微不至的呵護(hù)。所采用微型超
聲霧化器芯片數(shù)目可在1到1000枚之間，按陣列方式編織在衣物內(nèi)；特殊 要求下，可將微型超聲霧化器芯片作得極小，這樣，人體并不會(huì)有異物感， 但由于借助于微/納米級(jí)微型超聲霧化器芯片對(duì)皮表的直接熱量輸運(yùn)，人體 會(huì)有明顯的舒適感。
2. 衣服布料5的制作及連接導(dǎo)線3的封裝取一定量布料，按標(biāo)準(zhǔn)衣 服加工步驟，裁剪和縫制出相應(yīng)形狀的衣服結(jié)構(gòu)(見附圖1)。之后，將連接 導(dǎo)線3按一定的縱橫交錯(cuò)結(jié)構(gòu)編織到衣物中，構(gòu)成衣服的一部分。當(dāng)然，此 導(dǎo)線在布料加工過程中就可提前進(jìn)行，比如采用目前防靜電衣服的制作方 法，在制造布料時(shí)，將相應(yīng)的金屬絲交錯(cuò)布置到普通布料中即可，此制作采 用有編程控制的縫紉設(shè)備不難作到。所述電路連線3可由金、銅、鋁、碳等 制成，也可采用由銀絲等具有殺菌功能的導(dǎo)線制成； 一般情況下，導(dǎo)線可外 涂無毒的絕緣漆，也可采用棵露結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)殡娫措妷狠^低，在安全范圍 之內(nèi)。所述布料5可為毛料、棉布、麻、滌淪等普通材料，也可以為其他各
種特種材料，無特殊限制。
3. 微型超聲霧化器芯片與衣物的連接和固定在衣服上不同部位裁出系 列通孔(如附圖1),用于安置每一微型超聲霧化器芯片1,微型超聲霧化器 芯片1外壁設(shè)置有多個(gè)小的針孔，便于針線在此處編織，從而可將微型超聲 霧化器芯片牢固地縫制到周圍的布料中。 一般情況下，通孔周圍應(yīng)采用縫紉 機(jī)緊密扦邊，以確保該處結(jié)構(gòu)不致散邊，現(xiàn)有的縫紉技術(shù)足以實(shí)現(xiàn)該要求。 這里，每一微型超聲霧化器芯片均由連接導(dǎo)線引出，將其連接到已預(yù)先縫制 在衣物內(nèi)的縱橫交錯(cuò)的電路3上，即構(gòu)成一個(gè)電源輸出結(jié)點(diǎn)(見附圖1)。 一 旦開啟微電源2，即可驅(qū)動(dòng)微型超聲霧化器芯片工作，完成相應(yīng)的強(qiáng)化霧化 功能。根據(jù)需要，可將許多微型超聲霧化器芯片編制固定到衣物的各個(gè)部位， 形成特定圖案(見附圖1)。為便于降溫空調(diào)面料的清洗和拆卸，微型超聲霧 化器芯片的固定方式還可采用編織之外的結(jié)構(gòu)，如在衣服及微型超聲霧化器 芯片上預(yù)先縫制出相應(yīng)的鈕扣，且鈕扣與編織于衣服中的電路連線相通，這 樣，在使用時(shí)，直接將微型超聲霧化器芯片通過紐扣與衣物連接即可。根據(jù) 環(huán)境溫度的不同，可改變微型超聲霧化器芯片電壓的大小，從而產(chǎn)生不同的 轉(zhuǎn)速及霧化能力。 4.微電源2及開關(guān)4的布置及固定方式。本發(fā)明中，所述微電源2可 為l枚總體體積在lmr^到10cm3的電源，其可從市場上直接購置到如緊湊性 鋰電池或其他化學(xué)電池甚至是半導(dǎo)體溫差電池、太陽能電池等。微電源2數(shù) 目可在1到上百枚，但不限于此。電源電壓確保在36伏以下(更優(yōu)選為3 -12伏)，因此，即使漏電，也不會(huì)對(duì)人體造成損傷。該電源2可與衣服獨(dú) 立布置，比如固定在腰帶上，通過電源連線與衣服上的電路總開關(guān)4連接。 電源上連有開關(guān)，所述開關(guān)4用于控制微型超聲霧化器芯片陣列的開啟和關(guān) 閉。該功能也可通過在衣服上的多枚開關(guān)實(shí)現(xiàn)，實(shí)施對(duì)局部的開啟和關(guān)斷。 將電源、微型超聲霧化器芯片及導(dǎo)線等實(shí)現(xiàn)電連接后，即構(gòu)成帶有局部 強(qiáng)化蒸發(fā)功能的基于微/納米微型超聲霧化器芯片陣列驅(qū)動(dòng)的降溫空調(diào)面 料。
本發(fā)明的降溫空調(diào)面料的使用過程非常簡單，與常規(guī)衣物沒有差別，只
是在使用之前，可根據(jù)需要將特定的微型超聲霧化器芯片陣列的開關(guān)打開，
即可行使高效的防暑降溫功能。需要注意的是本發(fā)明所提供的服裝在清洗
前，可先將微型超聲霧化器芯片陣列卸下，且清洗時(shí)不宜用力過猛，以免損
害編織于其中的連接電路。
以上所述的降溫空調(diào)面料也不僅僅局限于上衣，還可以單獨(dú)或者同時(shí)應(yīng)
用到褲子、內(nèi)衣、外衣甚至是腰帶、帽子、鞋等其他防護(hù)用品。
權(quán)利要求
1.一種降溫空調(diào)面料，包括固定在普通面料內(nèi)的超聲霧化器芯片陣列；和與所述超聲霧化器芯片陣列電連通的微電源2。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的降溫空調(diào)面料，其特征在于，上述技術(shù)方案 中，所述超聲霧化器芯片由壓電陶瓷芯片制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的降溫空調(diào)面料，其特征在于，所述微型超聲 霧化器芯片之間為電并聯(lián)連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的降溫空調(diào)面料，其特征在于，所述微型超聲 霧化器芯片尺寸為l|iim-100mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的降溫空調(diào)面料，其特征在于，所述微型超聲 霧化器芯片為正方形、圓形或三角形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的降溫空調(diào)面料，其特征在于，所述普通面料 為毛料、棉布、麻、滌淪或具有防熱輻射性能和吸濕性能的面料。
7. —種上述權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的降溫空調(diào)面料的制作方法，包 括以下步驟(1)將與電源電連接的導(dǎo)電線路縫制到普通面料內(nèi)部； (2 )將微型超聲霧化器芯片陣列固定到所述普通面料上，并于所述導(dǎo)電 線路電連通。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的降溫空調(diào)面料的制作方法，其特征在于，所 述普通面料上設(shè)有與微型超聲霧化器芯片位置對(duì)應(yīng)的通孑L，所述微型超聲霧 化器芯片被縫制到所述通孔上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的降溫空調(diào)面料的制作方法，其特征在于，所述通孔周圍緊密扦邊。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的降溫空調(diào)面料的制作方法，其特征在于，所述普通面料上設(shè)有與所述微型超聲霧化器芯片位置對(duì)應(yīng)的紐扣，所述紐扣與 所述導(dǎo)電線路電連接，所述微型超聲霧化器芯片通過所述紐扣可拆卸地固定 在所述普通面料上，并通過所述紐扣與所述導(dǎo)電線路電連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種降溫空調(diào)面料及其制作方法，所述降溫空調(diào)面料包括固定在普通面料內(nèi)的微型超聲霧化器芯片陣列；和與所述微型超聲霧化器芯片陣列電連接的微電源；本發(fā)明的首次引入了微/納米超聲霧化器芯片的技術(shù)路線，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體局部體表熱量的強(qiáng)化對(duì)流及蒸發(fā)散熱，達(dá)到了防暑降溫的目的，另外本發(fā)明的降溫空調(diào)面料結(jié)構(gòu)緊湊，具有很高的性能價(jià)格比，可以制成褲子、內(nèi)衣、外衣甚至是腰帶、帽子、鞋等用品。
文檔編號(hào)D06N7/00GK101349014SQ20071011917
公開日2009年1月21日 申請日期2007年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月17日
發(fā)明者靜 劉, 鄧中山 申請人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所