本發(fā)明涉及一種通過相變材料的熱學(xué)性能來對(duì)人體表面微氣候物理控溫的效果，尤其是在炎熱夏季為人體維持穩(wěn)定舒適的體感溫度。

背景技術(shù)：

現(xiàn)實(shí)生活中衣服的種類五花八門，種類繁雜，衣服的作用大多數(shù)以保暖、裝飾和護(hù)身為主。目前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，需要大量的戶外從業(yè)人員作為基礎(chǔ)。在炎熱的夏季，氣溫往往高達(dá)35℃以上，諸如此類建筑工人、煉鋼工人以及大量在高溫、悶熱環(huán)境中的工作人員需要忍受極大的酷熱煎熬，人們迫切需要一種能將體感溫度維持在低于氣溫至較為舒適感覺的衣服。傳統(tǒng)的衣服作用方式?jīng)Q定了它在這類環(huán)境中不能是將溫度控制在人體舒適的溫度內(nèi)。同樣，在酷寒的嚴(yán)冬，尤其是在北方地區(qū)一些酷寒環(huán)境中的工作人員，即使穿的很厚，衣服使用的材質(zhì)隔熱效果很好，也不能或僅能達(dá)到一個(gè)較溫暖的體感環(huán)境，對(duì)此有人使用了暖寶寶，其原是利用鐵粉氧化釋放化學(xué)能緩慢發(fā)熱的原理，這種方法不可重復(fù)、代價(jià)高且對(duì)資源浪費(fèi)嚴(yán)重。目前出現(xiàn)了一些降溫或升溫的衣服，結(jié)構(gòu)繁復(fù)而效果差、體積笨重、使用不方便、使用時(shí)間短、不夠低碳環(huán)保且制造成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，發(fā)明了一種循環(huán)相變物理控溫服，其首要功能是能夠在炎熱夏季長(zhǎng)時(shí)間為人體提供29℃左右的舒適穩(wěn)定的微氣候環(huán)境，其次是在酷寒的嚴(yán)冬為人體保持較為溫暖的溫度。使用簡(jiǎn)便，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，低碳環(huán)保。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

基于相變材料的特殊的熱學(xué)性能，以及新型石墨烯材料極強(qiáng)導(dǎo)熱性能特點(diǎn)和人體熱輻射分布特征等基礎(chǔ)。本發(fā)明提供一種相變物理控溫衣服，包括三層結(jié)構(gòu)：第一層為外層，采用涂有防曬助劑的聚酯纖維衣料，其作用是將太陽光中的大部分紫外線反射出去，并將一部分可見光輻射反射，達(dá)到第一層防曬并減少衣服對(duì)外熱輻射的吸收，在控溫中起輔助作用。其特點(diǎn)是衣料厚度很小且重量很輕，upf大于30，uva紫外線透射率小于5%。第二層為中間隔熱層，與外層緊密貼合，其作用是將外環(huán)境與人體分割為兩個(gè)部分，減少熱交換，增加控溫效果。第三層為內(nèi)層，是控溫的核心部分，是獨(dú)立的一層，不與隔熱層和外層相連接，由不沾水層內(nèi)封藏相變材料構(gòu)成，厚度2mm，重量1kg。相變材料熔點(diǎn)為28.2℃，化學(xué)式c18h38，由固相到液相時(shí)吸熱量約為200j/g。人體上身熱輻射功率約為15-20w，兩小時(shí)的發(fā)熱量約為144kj，在隔熱層以內(nèi)的微氣候中，如果人體輻射的熱量全部為相變材料所吸收，加上其他的一些外部熱吸收，1kg相變材料完全融化能夠吸收熱量200kj，足夠兩小時(shí)內(nèi)將人體體感溫度控制在29℃以內(nèi)，在相變材料中加入具有極強(qiáng)導(dǎo)熱性能的石墨烯材料，按照加入的比例可控制導(dǎo)熱的速度。在炎熱的夏季，29℃是一個(gè)不熱也不會(huì)過冷的舒適溫度。如果相變材料完全融化，可將其取下放入涼水（夏季自來水15-25℃）中浸泡2分鐘左右，其溫度又會(huì)迅速回到28℃以下，材料又有液相變?yōu)楣滔?。將?nèi)層從涼水中取出，由于采用的是不沾水材料，因此取出后即可立即使用，如此循環(huán)反復(fù)，從而制造一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的舒爽微氣候環(huán)境。對(duì)于冬季，同理，內(nèi)層中使用的相變材料熔點(diǎn)改為38℃的材料，其又液相到固相的放熱能量也能達(dá)到200j/g左右，加上人體本身熱輻射，以及隔熱層的控?zé)嵝Ч?，能將人體表面微氣候控制在38℃約4小時(shí)。浸泡內(nèi)層的涼水改為45℃左右的熱水即可。本發(fā)明內(nèi)層有兩種熔點(diǎn)不同的相變材料，分別用于冬、夏兩季，低碳、不消耗或少消耗能源，不產(chǎn)生垃圾，使用簡(jiǎn)便，效果穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為循環(huán)相變物理控溫服橫截面示意圖，圖中：1、反射防曬層2、中間隔熱層3、內(nèi)層相變材料層。

圖2為拆分內(nèi)層與隔熱層、外層示意圖。

圖3為將內(nèi)層放入涼水中示意圖。

圖4為扣合內(nèi)層與隔熱層、外層示意圖。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的以及效果有更加清楚的了解，按對(duì)照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方法。

如圖1所示，循環(huán)相變物理控溫服分為內(nèi)外三層，第一層為外層，采用涂有防曬助劑的聚酯纖維衣料，其作用是將太陽光中的大部分紫外線反射出去，并將一部分可見光輻射反射，達(dá)到第一層防曬并減少衣服對(duì)外熱輻射的吸收，在控溫中起輔助作用。其特點(diǎn)是衣料厚度很小且重量很輕，upf大于30，uva紫外線透射率小于5%。第二層為中間隔熱層，與外層緊密貼合，其作用是將外環(huán)境與人體分割為兩個(gè)部分，減少熱交換，增加控溫效果。第三層為內(nèi)層，是控溫的核心部分，是獨(dú)立的一層，不與隔熱層和外層相連接，由不沾水層內(nèi)封藏相變材料構(gòu)成，厚度2mm，重量1kg。相變材料熔點(diǎn)為28.2℃，化學(xué)式c18h38，由固相到液相時(shí)吸熱量約200j/g。人體上身熱輻射功率約為15-20w，兩小時(shí)的發(fā)熱量約為144kj，在隔熱層以內(nèi)的微氣候中，如果人體輻射的熱量全部為相變材料所吸收，加上其他的一些外部熱吸收，1kg相變材料完全融化能夠吸收熱量200kj，足夠兩小時(shí)內(nèi)將人體體感溫度控制在28度左右，在相變材料中加入具有極強(qiáng)導(dǎo)熱性能的石墨烯材料，按照加入的比例可控制導(dǎo)熱的速度。

如果相變材料完全融化，內(nèi)層和隔熱層、外層分開。

將內(nèi)層取下放入涼水（夏季自來水15-25℃）中浸泡2分鐘左右，其溫度又會(huì)迅速回到28℃以下，相變材料又有液相變?yōu)楣滔唷?/p>

將內(nèi)層從涼水中取出，由于采用的是不沾水材料，因此取出后即可立即使用，如此循環(huán)反復(fù)，從而制造一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的舒爽微氣候環(huán)境。

對(duì)于冬季，同理，內(nèi)層中使用的相變材料熔點(diǎn)改為38℃的材料，其又液相到固相的放熱能量也能達(dá)到200j/g，加上人體本身熱輻射，以及隔熱層的控?zé)嵝Ч軐⑷梭w表面微氣候控制在38℃約4小時(shí)。浸泡內(nèi)層的涼水改為45℃左右的熱水即可。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明的名稱為循環(huán)相變物理控溫服，作用在于炎熱的夏季和寒冷的冬天將人體體感溫度維持在較為舒適溫度。包括三層結(jié)構(gòu)：第一層為外層，其作用是將太陽光中的大部分紅外線輻射及部分可將光反射出去達(dá)到減少對(duì)外熱輻射的吸收作用。第二層為中間隔熱層，通過降低熱傳遞和熱對(duì)流減少熱交換，增加控溫效果。第三層為內(nèi)層，在隔熱層以內(nèi)的微氣候中，相變材料融化能夠吸人體釋放的熱量。如果相變材料完全融化，可將內(nèi)層取下放入涼水中浸泡1?2分鐘，材料又由液相變?yōu)楣滔?，取出后繼續(xù)使用，如此反復(fù)循環(huán)即能達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間的控溫效果。冬季浸泡內(nèi)層的涼水改為45℃左右的熱水即可。因此內(nèi)層有兩種熔點(diǎn)不同的相變材料，分別用于冬、夏兩季。

技術(shù)研發(fā)人員：羅任植
受保護(hù)的技術(shù)使用者：羅任植
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.18
技術(shù)公布日：2017.10.13