DE69811915T2 - Wasserbeständiges atmungsfähiges bekleidungsstück - Google Patents

Wasserbeständiges atmungsfähiges bekleidungsstück

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung von wasserdichten Kleidungsstücken oder atmungsaktiven Kleidungsstücken und wendet sich an das spezielle Problem, derartigen Kleidungsstücken ein Atmen zu ermöglichen, während die wasserdichte/wasserresistente Beschaffenheit des Gewebes beibehalten wird.
  • Wenn eine Bewegung einer beliebigen Intensität ausgeführt wird, während man wasserdichte oder wasserresistente Kleidung trägt, kann die zum Zwecke der Kühlung von der Haut verdampfende Körperfeuchtigkeit aufgrund der aufliegenden Schicht, die das Gewebe oder die Kleidung darstellt, nicht entweichen. Es wurden zur Lösung des Problems der Kondensatanreicherung wasserdichte/atmungsaktive Gewebe geschaffen, die beständig gegen den Eintritt von Wasser aber durchlässig für Wasserdampf sind. Sogar bei einem atmungsaktiven Gewebe kondensiert Feuchtigkeit auf der Innenfläche des Gewebes, dringt in die Kleidung des Trägers ein und führt zu Feuchte. Eine Vielzahl unterschiedlicher Lösungen bezüglich der Atmungsaktivität brachten unterschiedlichen Grad an Erfolg. Um zu funktionieren, basieren jedoch alle auf einem Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsgradienten - vorzugsweise kalte trockene Umgebungsluft außen und warme feuchte Luft in dem aus dem. Gewebe hergestellten Kleidungsstück. Zwei häufig auftretende Umstände hindern diese Gewebe daran, so gut wie vorgesehen zu funktionieren:
  • 1. Milde/Heiße, feuchte klimatische Bedingungen, die den Temperatur- und Feuchtigkeitsgradienten verringern und so die Wasserdampf-Übertragungsraten verringern - siehe "The Characteristics of Waterproof Breatheable Fabric", D. A. Holmes, C. Grundy, und H. D. Rowe, The Journal of Clothing Technology and Management, 1995, 12(3), Seite 147, Tabelle 2 (siehe Fig. 1).
  • 2. Die Fähigkeit des Körpers, Wasserdampfmengen in Form von Schweiß zu erzeugen, die die maximalen Dampfübertragungsraten selbst der am besten funktionierenden Gewebe übersteigen, insbesondere dann, wenn hohes Maß an Bewegung für ausgedehnte Zeiträume getätigt wird - siehe o. g. Artikel, Seite 157, Tabelle 5 (siehe Fig. 2).
  • Die beiden o. g. Umstände führen entweder zu nicht verdampftem, die unteren Kleidungsstücke befeuchtenden Schweiß oder zu einer Kondensatanreicherung in dem Kleidungsstück mit nachfolgender Befeuchtung der Kleidungsstücke, wodurch wiederum, lange nachdem die Übung beendet wurde, ein Abkühlungseffekt entsteht, der zu einem übermäßigen Wärmeverlust und möglicherweise zu einer Unterkühlung führt.
  • Aus der EP 0 347 634 A1 (W. L. Gore) ist ein Kleidungsstück mit einer äußeren luftundurchlässigen Schicht und einer inneren mindestens einen Millimeter dicken Belüftungsschicht bekannt. Obwohl diese angeblich eine ausreichende Belüftung zum Abführen von Feuchtigkeit von dem Körper zur Verfügung stellt, wäre eine derart dünne Belüftungsschicht insoweit nicht praktikabel oder effizient, als sie extrem beständig gegen einen Luftfluß ist. Tatsächlich ist eine weitere funktionelle innere wasserdampfundurchlässige Schicht auf der dem Körper zugewandten Seite der Belüftungsschicht erforderlich, um zu verhindern, daß in der Belüftungsschicht enthaltene Feuchtigkeit unter dem Kleidungsstück getragene Kleidung befeuchtet.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Aufbau für ein Kleidungsstück zu schaffen, der diese Probleme in einem größeren Umfang als zuvor unter Verwendung einer möglichst geringen Anzahl von funktionellen Schichten löst.
  • Erfindungsgemäß wird ein Kleidungsstück mit einer äußeren wasserdichten oder atmungsaktiven wasserdichten oder wasserresistenten oder spritzwassergeschützten Gewebeschicht und einer inneren Schicht aus netzartigem, an der Innenseite der äußeren Gewebeschicht befestigten Schaummaterial zur Verfügung gestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die innere Schicht eine Mindestdicke von 5 mm hat.
  • Die innere Schicht aus netzartigem Schaummaterial kann entweder dauerhaft oder lösbar an der äußeren Gewebeschicht befestigt sein.
  • Die äußere Gewebeschicht kann aus einem beliebigen geeigneten Gewebe bestehen, von vollständig wasserdichten, beschichteten oder kaschierten Geweben über verschiedene Grade von atmungsaktiven wasserdichten Geweben oder wasserdampfdurchlässigen Geweben mit unterschiedlichem Wasserdampfdurchlässigkeits-Index (WVPI). Der Bereich von für die äußere Gewebeschicht verwendbaren Geweben reicht von vollständig wasserdichten Einzel- oder Mehrschichtgeweben, die mit einer wasserdichten Schicht laminiert sein können, oder beschichteten oder unbeschichteten Geweben mit oder ohne wasserabstoßender Behandlung bis zu Gewebe mit PTFE- oder Polyestermembranen. Beispiele geeigneter atmungsaktiver Gewebe sind: dicht gewebte Baumwolle, gewebtes Nylon mit hydrophiler Beschichtung (PU), gewebte Baumwolle mit hydrophiler Polyestermembran; auf ein gewebtes Nylon oder eine Polyesterfaser kaschierte mikroporöse expandierte PTFE- Membran; gewebte Polyester- oder Nylonmikrofaser.
  • Das netzartige Schaummaterial ist vorzugsweise ein netzartiger Polyurethanschaum, dessen zellulares Netz vollständig offen ist, d. h. das keine geschlossenen Zellen enthält und eine Zellendichte zwischen 8 Poren pro Inch (2,54 cm) und 90 Poren pro Inch und eine Dicke von mindestens 5 mm bis über 30 mm aufweist, obwohl aus praktischen und Bequemlichkeitsüberlegungen der bevorzugte Bereich der Dicke zwischen 10 mm und 20 mm liegt. Geeignete Arten von Schaummaterial werden zur Zeit bei Filtrationssystemen von Klimaanlagen und ähnlichem verwendet und wurden unter verschiedenen Handelsnamen wie beispielsweise "Bulpren" (RTM) oder "Filtren" (RTM) und in jüngster Zeit als "Selmat"- Filterschaum verkauft. Das Schaummaterial kann gesägt, gemahlen, geleimt, flammkaschiert und gestanzt werden, was ein entsprechendes Anpassen an die Zwecke der Erfindung ermöglicht.
  • Die Gewebestruktur soll zum Herstellen von Freiluftkleidungsstücken verwendet werden, die insbesondere für anstrengende Freiluftaktivitäten wie beispielsweise Mountainbiking, Joggen oder Wandern geeignet sind, und kann in über übliche Kleidung getragene Jacken oder Mäntel, beispielsweise eine wasserdichte Jacke, eingefaßt werden. Eine solche Jacke würde Mittel zum zumindest teilweisen Offenhalten des Kragens und der Manschetten während der Aktivität umfassen, um einen Luftfluß durch die Kleidungsstücke zu ermöglichen, und kann geeigneterweise Unterarm- und Rückenöffnungen für eine zusätzliche Belüftung umfassen, wobei alle nach der Aktivität oder während Ruhephasen geschlossen werden können, um eine übermäßige Auskühlung des Trägers zu verhindern. Während die Erfindung primär in Zusammenhang mit wasserdichten/atmungsaktiven Jacken verwendet werden soll, ist es vorstellbar, daß eine derartige Struktur je nach Umstand bei anderen Arten von Kleidungsstücken verwendet werden kann, und eine Jacke kann natürlich eine langärmelige oder eine kurzärmelige Variante sein.
  • Mit einem wie beschrieben aufgebauten Kleidungsstück kann der während einer Übung durch Schwitzen erzeugte Wasserdampf aufgrund des durch das netzartige Schaummaterial zur Verfügung gestellten Luftspalts zügig aus dem wasserdichten Kleidungsstück entfernt werden, wobei das netzartige Schaummaterial die äußere wasserdichte Schicht von der Kleidung des Trägers beabstandet und eine Befeuchtung der Kleider minimiert. Der Wasserdampf kann von sich durch diesen Spalt, der von dem netzartigen Schaummaterial geschaffen wird, bewegende Luftströmungen über verschiedene Öffnungen in dem Kleidungsstück selbst aus dem Kleidungsstück herausgeführt werden, d. h. durch die Manschetten, den Kragen und Öffnungen etc. Eine Beschreibung der Atmungsaktivität ist zu finden in "What Breathability do you need", A. Wouter, Symposium "Breathe", Stratford on Avon, 5. Juni 1991, Seite 7, § 2.
  • Wenn eine Übung beendet ist und das Schwitzen nachläßt, kann das wasserdichte Kleidungsstück an dem Kragen und den Manschetten etc. verschlossen werden, wobei ein Verschließen der Vorder- und Öffnungsverschlüsse etc. eine Luftbewegung durch das Kleidungsstück verhindert. Die Körperwärme würde zum Verdampfen von in dem darunter liegenden Kleidungsstück verbliebenen Schweiß zurückgehalten und diesen als Dampf durch das wasserdichte und atmungsaktive Gewebe der äußeren Schicht verdampfen. Im Falle eines vollständig wasserdichten Kleidungsstückes hingegegen kann sämtliches auf der Innenseite des wasserdichten Gewebes angereicherte Kondensat aufgrund des von der netzartigen Schaumschicht bewahrten Raumes nicht in die Kleidung zurücksickern.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun exemplarisch unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher beschrieben, wobei:
  • Die Fig. 1 und 2 den gegenwärtigen Zustand und die Probleme wasserdichter Kleidung zeigen;
  • die Fig. 3 den Luftfluß in einem erfindungsgemäß hergestellten Kleidungsstück zeigt;
  • die Fig. 4 die Struktur und den Mechanismen des erfindungsgemäßen Kleidungsstückes zeigt;
  • die Fig. 5 die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Kleidungsstückes zeigt, wenn dieses nach einer Übung geschlossen ist;
  • die Fig. 6 die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Struktur gemäß den Bedingungen nach Fig. 5 zeigt; und
  • die Fig. 7a und 7b verschiedene Konfigurationen des Schaummaterials zum Verbessern der Flexibilität und der Bewegungscharakteristika des Kleidungsstückes zeigen.
  • Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen. Die Fig. 1 und 2 zeigen, wie zuvor erwähnt, die Probleme aktueller Arten von wasserdichten Kleidungsstücken insoweit, als während hoher Leistungsniveaus die Atmungsaktivitäts- Charakteristika der äußeren Gewebeschicht (10) nicht ausreichend effizient sind, um ein Führen des gesamten durch Schwitzen erzeugten Wasserdampfs oder Kondensats auf die Außenseite des Kleidungsstücks zu ermöglichen, was dazu führt, daß ein Teil des Wasserdampfes auf der Innenseite der Gewebeschicht kondensiert und in die Kleidung (12) des Trägers zurücksickert.
  • Es wird nun auf die Fig. 3 und 4 Bezug genommen. Ein erfindungsgemäß aufgebautes Kleidungsstück (20) ist als eine Jacke mit einem offenen Kragen (21), Manschetten (22) und Öffnungen (23) gezeigt, die während eines hohen Maßes an Tätigkeit geöffnet sind, um den freien Fluß von Luft in dem Kleidungsstück (20) zur Unterstützung der Übertragung von durch Schwitzen erzeugten Wasserdampf aus dem wasserdichten Kleidungsstück zu ermöglichen. Fig. 4 zeigt den Aufbau und die Funktion einer derartigen Anordnung, wobei das äußere wasserdichte atmungsaktive Gewebe (10) ein Eindringen von äußerem Wasser wie beispielsweise Regen verhindert, während die Einfügung des netzartigen Schaummaterials (30) sämtlichen Wasserdampf, der an der Innenseite der wasserdichten Gewebeschicht (10) kondensieren kann und aufgrund der Begrenzungen der Atmungsaktivität des Gewebes nicht entweichen kann, an einer Berührung der Kleidung des Trägers (12) hindert, wobei der Wasserdampf durch die Bewegung der Luft zwischen der wasserdichten atmungsaktiven äußeren Schicht (10) und der Kleidung durch eine Luftbewegung durch die netzartige Schaumschicht (30) entfernt wird.
  • Es wird nun auf die Fig. 5 und 6 Bezug genommen. Nach Beendigung einer Übung kann das Kleidungsstück (20) geschlossen werden, indem die Manschetten (22) und der Kragen (24) zusammengezogen werden, die vordere Klappe (25) zugeknöpft wird und sämtliche Öffnungen (23) geschlossen werden, um zu verhindern, daß ein übermäßiger Luftfluß ein verstärktes Kälteempfinden oder eine übermäßige Auskühlung des Trägers verursacht, wenn eine Übung beendet ist, wobei das netzartige Schaummaterial (30) den Luftspalt zwischen der äußeren wasserdichten Gewebeschicht (10) und der Kleidung (12) des Trägers aufrechterhält, um jegliche Befeuchtung der Kleidung des Trägers unter dem Kleidungsstück durch Kondensation zu verhindern.
  • Im Hinblick auf die Aufbringung des netzartigen Schaummaterials (30) auf die Innenfläche des wasserdichten Gewebes des Kleidungsstückes kann dies mit allen angemessenen Mittel befestigt werden, es kann beispielsweise darauf geklebt oder mit Druckverschlüssen oder Klettverschlüssen befestigt werden. Alternativ kann das Schaummaterial auf beiden Seiten einer Gewebeauskleidung mit beispielsweise Knebelverschlüssen, Spaltringverschlüssen, Reißverschlüssen, Naht- oder Druckverschlüssen aufgehängt sein, oder das netzartige Schaummaterial kann zwischen zwei Lagen eines Maschengewebes oder in zwischen den beiden Schichten vorgesehenen Maschentaschen angeordnet sein.
  • Die netzartige Schaumschicht (30) kann eine im wesentlichen durchgängige, den größten Teil, wenn nicht das gesamte Kleidungsstück auskleidende Schicht sein, oder ein derartiger Schaum kann Öffnungen aufweisen oder in verschiedene Formen geschnitten sein, um einen Luftaustausch zu maximieren und eine größere Flexibilität und Beweglichkeit des Kleidungsstückes zu gewährleisten. Beispiele möglicher Konfigurationen des Schaummaterials, das entweder bei dem ganzen Kleidungsstück oder speziellen Bereichen des Kleidungsstücks entsprechend der Funktion verwendet werden kann, sind in den Fig. 7a und 7b gezeigt.
  • Wie weiter oben angemerkt, kann die netzartige Schaumschicht 2 mm dünn sei, wird aber im allgemeinen mehr als 5 mm dick sein. Für die meisten vorgesehenen Zwecke sind sehr dicke Schichten wahrscheinlich unpraktisch und es wurde gefunden, daß eine Dicke zwischen 10 mm und 20 mm wahrscheinlich einen optimalen Luftfluß erzeugt und von dem größten praktischen Wert ist, obwohl Schichten von mehr als 30 mm vorstellbar sind. Das netzartige Schaummaterial selber ist in verschiedenen Dichten verfügbar und besteht wie bereits zuvor erwähnt aus einem Polyester- oder Polyether basierendem Polyurethan. Schäume mit geringer Dichte bieten im allgemeinen einen maximalen Luftfluß und sind daher am geeignetsten, obwohl diese nicht so dünn wie Schäume mit höherer Dichte geschnitten werden können.

Claims (20)

1. Kleidungsstück mit einer äußeren wasserdichten oder atmungsaktiven wasserdichten oder wasserresistenten oder spritzwassergeschützten Gewebeschicht und einer inneren Schicht aus netzartigem, an der äußeren Gewebeschicht befestigten Schaummaterial, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht eine Mindestdicke von 5 mm hat.
2. Kleidungsstück nach Anspruch 1, wobei die innere Schicht aus netzartigem Schaummaterial dauerhaft an der äußeren Gewebeschicht befestigt ist.
3. Kleidungsstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kleidungsstück eine aus der äußeren Schicht gefertigte Jacke ist, an deren Gewebebahnen die Schaummaterialschicht befestigt ist, einschließlich zumindest an einem Abschnitt der Ärmel der Jacke.
4. Kleidungsstück nach Anspruch 3, wobei Mittel zum Schaffen eines Luftflusses durch den Kragen und die Manschetten der Jacke zur Verfügung gestellt werden, die schließbar sind, und zwar insbesondere während eines Zeitraums der Inaktivität.
5. Kleidungsstück nach Anspruch 3 oder 4, wobei zusätzliche Öffnungen als Unterarmöffnungen und/oder Rücken-Öffnungen zur Verfügung gestellt werden, um einen Austritt von feuchter Luft aus dem Kleidungsstück zu ermöglichen.
6. Kleidungsstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das netzartige Schaummaterial einen auf Polyester oder Polyether basierenden Polyurethanschaummaterial mit einer Zellendichte zwischen 8 Poren pro Inch (2,54 cm) und 90 Poren pro Inch und mit einer Dicke zwischen 5 mm und mehr als 30 mm umfaßt.
7. Kleidungsstück nach Anspruch 6, wobei die Dicke der Schaummaterialschicht zwischen 10 und 20 mm beträgt.
8. Kleidungsstück nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Schaummaterial eine Dichte zwischen 10 und 50 Poren pro Inch (2,54 cm) aufweist.
9. Kleidungsstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das netzartige Schaummaterial durch ein Klebmittel an der Innenseite der äußeren Gewebeschicht befestigt ist.
10. Kleidungsstück nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das netzartige Schaummaterial durch Druckverschlüsse oder Klettverschlüsse an der Innenseite der äußeren Gewebeschicht befestigt ist.
11. Kleidungsstück nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Schaummaterialschicht an einer an der Innenseite der äußeren Gewebeschicht befestigbaren Gewebeauskleidung befestigt ist.
12. Kleidungsstück nach Anspruch 11, wobei die netzartige Schaummaterialschicht mit Knebelverschlüssen, Spaltring- Clips, Reißverschlüssen, Naht- oder Druckverschlüssen an der Gewebeauskleidung befestigt ist.
13. Kleidungsstück nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das netzartige Schaummaterial zwischen zwei Lagen eines Maschengewebes angeordnete ist, das dauerhaft oder lösbar an der Innenseite der äußeren Gewebeschicht befestigbar ist.
14. Kleidungsstück nach Anspruch 13, wobei das Maschengewebe Taschen bildet, die lösbar oder dauerhaft an der Innenseite der äußeren Gewebeschicht befestigbar sind, um entfernbare netzartige Schaummaterialabschnitte zu schaffen.
15. Kleidungsstück nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die netzartige Schaummaterialschicht Abschnitte verschiedener Formen und Konfigurationen umfaßt, die einen Luftaustausch maximieren und dem Kleidungsstück Flexibilität und Komfort verleihen sollen, während der erforderliche Abstand zwischen der äußeren Gewebeschicht und der Innenseite des Gewebes beibehalten wird.
16. Kleidungsstück nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die äußere Gewebeschicht ein vollständig wasserdichtes Gewebe aufweist.
17. Kleidungsstück nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die äußere Gewebeschicht ein atmungsaktives/wasserdampfdurchlässiges Gewebe aufweist.
18. Kleidungsstück nach Anspruch 17, wobei das atmungsaktive/wasserdampfdurchlässige Gewebe zwei oder mehr Schichten aufweist, wobei zumindest eine der Schichten ein Textilmaterial ist und zumindest eine ein im wesentlichen durchgehender Polymerfilm ist.
19. Kleidungsstück nach Anspruch 17, wobei das äußere Gewebe gewählt ist aus der Gruppe: gewebtes Nylon mit einer hydrophilen Beschichtung (PU); gewebtes Nylon mit einer hydrophilen Polyestermembran; auf ein gewebtes oder gestricktes Nylon oder eine Polyesterfaser kaschierte mikroporöse expandierte PTFE-Membran; gewebte Polyester- oder Nylon-Mikrofaser; oder dicht gewebte Baumwolle.
20. Kleidungsstück nach Anspruch 17, wobei das atmungsaktive Gewebe ein mit einer expandierten PTFE- oder Polyestermembran kaschiertes Textilmaterial aufweist.
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