JP2024501236A - 断熱基材製品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つの層を有する基材であって、赤外線放射を遮断または反射するように選択された平均粒子サイズ及び密度を有する金属粒子と、伝導される及び対流される熱エネルギーを制御するように選択された平均ポアサイズ及び密度を有するエアロゲル粒子と、を含む基材、を備えたことを特徴とする断熱基材製品に関する。当該断熱基材製品は、軽くて、薄くて、良好なカモフラージュ性のために外部環境条件に適応して、エネルギー節約と温度調節のために断熱性が改善された、織物及び／またはフィルムコーティングとして製造され得る。

Description

本開示は、概して、断熱基材製品及びその製造方法に関する。

光の赤外線（ＩＲ）スペクトルは、大量の熱エネルギーを運び、あらゆる表面ないし物体から放出され得る。このＩＲ放射は、原子の振動及び原子間の振動から発生し、０．７８～１，０００マイクロメートルの範囲内の光子波長を有し得る。この放射は、近赤外線（０．７８～２．５マイクロメートル）、中赤外線（２．５～２５マイクロメートル）、及び、遠赤外線（２５～１，０００マイクロメートル）に分類され得る。この放射（放熱）は、対流及び伝導などの他の熱伝達方法に加えて、熱の損失または吸収とエネルギーの伝達とを引き起こし、暗視や夜または昼の監視においてＩＲカメラやＩＲ検出器によって検出され得る。寒冷環境における断熱性、快適性、効率を改善するためには、この放射を抑制して快適性を向上させ、エネルギー節約を高めることが望ましい。これは、寒冷気候下で熱を節約するように機能するべき家、乗物、ジャケット、テント及び寝袋の断熱のためにエネルギーを節約する上で重要である。暑い気候下では、太陽からのＩＲ放射を反射することが、家、車、衣服の着用者を涼しく保つのに役立つ。結果として、制御されるＩＲ放射の反射と遮断とが、様々な外部環境下で暖かさや涼しさを保つことに利用され得る。

また、ＩＲカメラ及びＩＲ検出器の進化により、軍要員や治安要員の身体や車両からの様々なスペクトル範囲（近赤外線、中赤外線、遠赤外線）にわたるＩＲ放射を低減することが、外部の検出や脅威から彼らを隠蔽するために重要である。従って、様々な外部環境におけるＩＲ検出器、カメラ、脅威から人員や車両を隠すのに役立つ適応型のカモフラージュを実現するために、身体からのＩＲ放射が低減されて周囲環境のＩＲ放射と合致されることが望ましい。この目的のためには、ＩＲ放射を低減するだけでなく、周囲環境のＩＲ放射と合致させることが必要である。ＩＲ（赤外線）の隠蔽は、人々を監視するためのＩＲカメラの普及によって引き起こされるプライバシー上の懸念の観点でも重要であり得る。従って、広帯域のＩＲシールドの材料及び技術は、様々な環境で軍要員、装備、車両、付属品を適応的にカモフラージュして隠蔽したり、軍要員や救急隊員だけでなく一般消費者に熱及びエネルギーの節約性、断熱性、快適性を提供するために、本質的である。

カモフラージュ性、隠蔽性及び断熱性を有する布地及び織物の構造のための組織（システム）の従来技術を記述する特許には、以下がある。

米国特許第７，８３２，０１８号は、導電性布地を使用したカモフラージュスーツを提案している。

米国特許第８，９１６，２６５号は、ＩＲ放射を低減するためのマルチスペクトルの選択的反射構造を提示している。

米国特許第８，９１８，９１９号は、赤外線を反射する被覆材料を提示している。

本発明の態様は、高度で制御可能な断熱性、布地の熱特性を周囲環境と適応的に合致させること、及び、エネルギー節約性及び適応的カモフラージュ性を実現するべく被覆された身体からのＩＲ放射を低減すること、を含む複数の機能を提供する断熱基材製品に関する。断熱性と温度調節性とは、外部環境温度に適応するべく熱エネルギーを蓄えることに加えて、熱伝導、熱対流、ＩＲ放射を制御するナノ多孔質エアロゲル粒子と相変化材料とによって提供される。断熱基材製品は、また、ＩＲ放射を大幅に隠して分散させるＩＲ遮断粒子をも含む。この組合せは、既存の布地の使用及び機能に悪影響を及ぼすこと無しで、既存の布地にコーティングとして追加され得る薄くて軽くて柔軟な形態で、適応的なＩＲ遮断と断熱効果を提供し得る。更に、当該断熱基材製品は、より厚い発泡体や層を含み得て、ふわふわした（パフィーな）ジャケット、靴、車両や住宅の断熱材、等のために、断熱性に加えてスポンジ状のクッション性や機械的サポート性を提供し得る。当該断熱基材製品は、様々な直径の紡績糸ないし糸から形成される繊維基材を含み得て、織物構造、編物構造、編組構造または不織布構造に組み込まれ得て、制御可能な程度の適応型のＩＲ隠蔽機能、断熱機能及び熱調整機能を様々な衣服の形態で提供し得る。

本発明の一態様によれば、少なくとも１つの層を有する基材であって、赤外線放射を遮断または反射するように選択された平均粒子サイズ及び密度を有する金属粒子と、伝導される及び対流される熱エネルギーを制御するように選択された平均ポアサイズ及び密度を有するエアロゲル粒子と、を含む基材、を備えたことを特徴とする断熱基材製品が提供される。

幾つかの実施形態では、前記基材は、前記金属粒子を含む第１頂部層と、前記エアロゲル粒子を含む第２底部層と、を含む少なくとも２つの層を有し得る。

幾つかの実施形態では、前記基材は、更に、伝導される熱エネルギーを吸収するための相変化材料を含む少なくとも１つの第３層を含み得る。

幾つかの実施形態では、前記第１層は、更に、伝導される熱エネルギーを吸収するための相変化材料を含み得る。

前記エアロゲル粒子は、針葉樹クラフトリグニン、ナノセルロース、藻類、苔、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、硫化カドミウム、及び、酸化鉄、からなる群から選択され得る。

前記エアロゲル粒子の層は、０．０００１～９００ｇ／ｃｍ³の密度と、１ｎｍ～１００，０００ｎｍの平均ポアサイズと、を有し得る。

前記相変化材料は、ポリエチレングリコールまたはカプセル化パラフィンであり得る。

前記金属粒子は、Ａｇ、Ｃｕ、酸化アンチモン錫、酸化マグネシウム、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニウム、酸化インジウム錫、三酸化アンチモン、酸化亜鉛、及び、アンチモン化亜鉛、からなる群から選択され得る。

前記金属粒子は、０．１重量％～９０重量％の密度と、１ｎｍ～２００ｎｍの平均粒子サイズと、を有し得る。

前記第１層は、前記金属粒子が埋め込まれた不織電界紡糸ナノ繊維または湿式紡糸繊維を含み得る。

前記第１層は、生分解性のポリマーまたはコポリマーから構成されるポリマーマトリックスを有し得て、当該ポリマーマトリックスは、ポリエチレングリコール系ポリウレタンを含む組成物を有し得る。

前記第１層は、更に、少なくとも１つの着色染料を含み得る。

当該断熱基材製品は、更に、前記基材の頂面に取り付けられた頂部布地層と、前記基材の底面に取り付けられた底部布地層と、を備え得る。

あるいは、当該製品は、前記第１層と前記第２層との間に布地層を備え得る。

前記基材は、当該基材にガス等の流体を通過させるように構成された流体流路を含み得る。

前記基材は、前記金属粒子が埋め込まれた糸から形成された織物層を有し得る。

更に、前記基材は、前記金属粒子が埋め込まれた第１組の糸と、相変化材料が埋め込まれた第２組の糸と、から織られた織物層を有し得る。

あるいは、前記基材は、前記金属粒子が埋め込まれた第１組の糸と、前記エアロゲル粒子が埋め込まれた第２組の糸と、から織られた織物層を有し得る。

あるいは、前記基材は、前記金属粒子が埋め込まれた第１組の糸と、前記エアロゲル粒子が埋め込まれた第２組の糸と、前記相変化材料が埋め込まれた第３組の糸と、の組合せから織られた織物層を有し得る。

前記基材の前記第１層は、前記金属粒子が埋め込まれた糸から織られた第１織物層であり得て、前記基材の前記第３層は、前記相変化材料が埋め込まれた糸から織られた織物層であり得る。

前記第１及び第２組の糸は、互いに直角に織り込まれた機能性の横糸及び縦糸であり得る。

前記第１及び第２組の糸は、シングルジャージー、インレイ編、リブ編、インターロック編、及び、編組、からなる群から選択された織構造を有し得る。

図１（ａ）乃至図１（ｄ）は、本発明の実施形態による断熱基材製品の概略側断面図である。図１（ａ）は、パターンのない表面層を有する断熱基材を示す。 図１（ａ）乃至図１（ｄ）は、本発明の実施形態による断熱基材製品の概略側断面図である。図１（ｂ）は、パターン化された表面層を有する断熱基材製品を示す。 図１（ａ）乃至図１（ｄ）は、本発明の実施形態による断熱基材製品の概略側断面図である。図１（ｃ）は、パターンを有する外側布地層に取り付けられた断熱基材を示す。 図１（ａ）乃至図１（ｄ）は、本発明の実施形態による断熱基材製品の概略側断面図である。図１（ｄ）は、一体化された布地層を有する断熱基材を示す。 図２（ａ）乃至図２（ｅ）は、様々な用途における断熱基材製品の正方形サンプルの赤外線画像である。図２（ａ）は、手に保持され、屋内に位置する、正方形のサンプルを示す。 図２（ａ）乃至図２（ｅ）は、様々な用途における断熱基材製品の正方形サンプルの赤外線画像である。図２（ｂ）は、軍服に取り付けられ、光学画像に重ねられ、屋内に位置する、正方形のサンプルを示す。 図２（ａ）乃至図２（ｅ）は、様々な用途における断熱基材製品の正方形サンプルの赤外線画像である。図２（ｃ）は、軍服に取り付けられ、屋内に位置する、正方形のサンプルを示す。 図２（ａ）乃至図２（ｅ）は、様々な用途における断熱基材製品の正方形サンプルの赤外線画像である。図２（ｄ）は、軍服に取り付けられ、屋内に位置する、正方形のサンプルを示す。 図２（ａ）乃至図２（ｅ）は、様々な用途における断熱基材製品の正方形サンプルの赤外線画像である。図２（ｅ）は、塗装された熱い金属プレートに取り付けられ、屋内に位置する、正方形のサンプルを示す。 図３は、別の実施形態による、断熱基材製品を含む断熱クッションの概略側断面図である。 図４は、赤外線遮断粒子、エアロゲル材料、及び、相変化材料を含み、通気性が制御された布地、発泡体または粒子構造を有する、断熱基材製品の断熱材料の概略側断面図である。 図５（ａ）乃至図５（ｉ）は、様々な形態の織糸を含む、断熱基材製品の織物実施形態の概略図及び顕微鏡画像である。図５（ａ）は、単一の中空の織糸を示す。 図５（ａ）乃至図５（ｉ）は、様々な形態の織糸を含む、断熱基材製品の織物実施形態の概略図及び顕微鏡画像である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の糸の顕微鏡画像である。 図５（ａ）乃至図５（ｉ）は、様々な形態の織糸を含む、断熱基材製品の織物実施形態の概略図及び顕微鏡画像である。図５（ｃ）は、異なる断熱特性を有する２つの織糸の織層を示す。 図５（ａ）乃至図５（ｉ）は、様々な形態の織糸を含む、断熱基材製品の織物実施形態の概略図及び顕微鏡画像である。図５（ｄ）は、エアロゲル含有層をカプセル化する２つの織層を有する織物を示し、当該２つの織層は、頂部赤外線遮断層と底部相変化層を含む。 図５（ａ）乃至図５（ｉ）は、様々な形態の織糸を含む、断熱基材製品の織物実施形態の概略図及び顕微鏡画像である。図５（ｅ）乃至図５（ｌ）は、織糸の異なる織り方または編み方の形態を示す。 図６（ａ）乃至図６（ｉ）は、様々な用途に使用される断熱基材製品を示す概略図である。図６（ａ）は、ヘルメットに使用される断熱基材製品を示す。 図６（ａ）乃至図６（ｉ）は、様々な用途に使用される断熱基材製品を示す概略図である。図６（ｂ）は、テントに使用される断熱基材製品を示す。 図６（ａ）乃至図６（ｉ）は、様々な用途に使用される断熱基材製品を示す概略図である。図６（ｃ）は、ベース層衣類に使用される断熱基材製品を示す。 図６（ａ）乃至図６（ｉ）は、様々な用途に使用される断熱基材製品を示す概略図である。図６（ｄ）は、手袋に使用される断熱基材製品を示す。 図６（ａ）乃至図６（ｉ）は、様々な用途に使用される断熱基材製品を示す概略図である。図６（ｅ）は、車両構造物に使用される断熱基材製品を示す。 図６（ａ）乃至図６（ｉ）は、様々な用途に使用される断熱基材製品を示す概略図である。図６（ｆ）は、シート構造に使用される断熱基材製品を示す。 図６（ａ）乃至図６（ｉ）は、様々な用途に使用される断熱基材製品を示す概略図である。図６（ｇ）は、寝袋に使用される断熱基材製品を示す。 図６（ａ）乃至図６（ｉ）は、様々な用途に使用される断熱基材製品を示す概略図である。図６（ｈ）は、ジャケットに使用される断熱基材製品を示し、 図６（ａ）乃至図６（ｉ）は、様々な用途に使用される断熱基材製品を示す概略図である。図６（ｉ）は、靴下に使用される断熱基材製品を示す。

本明細書に記載される実施形態は、熱損失または外部熱への曝露または放射を低減し、体温を調節し、及び／または、熱カモフラージュ性を提供する、という用途に適した断熱基材製品及びその製造方法に関する。

本明細書における「基材」という用語は、その上でまたはその中で処理が行われる基材を意味し、繊維及びフィルムを含む。本明細書における「断熱」という用語は、ＩＲ放射、熱対流及び熱伝導のうちの１または複数による熱エネルギーの通過を選択的に抑制ないし制御することを意味する。

断熱性基材製品の実施形態は、赤外線放射を反射して遮断するように選択された平均粒子サイズ及び密度を有する金属（すなわち、金属または金属酸化物）粒子を含むベース材料と、熱対流される及び熱伝導されるエネルギーを制御または遮断するために選択された多孔性及び密度を有するナノ多孔質エアロゲル材料と、を含む。本明細書における「ナノ多孔質」という用語は、少なくとも１つの寸法がナノメートル範囲、典型的には１～数百ｎｍ、例えば１～２００ｎｍの間、である開気孔または閉気孔を有する材料を意味する。幾つかの実施形態では、断熱基材製品は、熱エネルギーを吸収するための相変化材料をも含む。

幾つかの実施形態では、断熱基材製品は、コーティングであり、基材は、フィルムである。本明細書における「フィルム」という用語は、不織布構造を有する薄層を意味する。フィルム基材は、不織電界紡糸ナノ繊維または湿式紡糸繊維で構成され得る。幾つかの他の実施形態では、断熱基材製品は、織物であり、基材は、織られた糸を含む。本明細書における「織物」という用語は、織糸または糸の絡み合った束を作成することによって作られる柔軟材料を意味する。断熱織物は、断熱性、エネルギー節約性及び／または温度調節性のため、並びに、熱カモフラージュ性のため、外部環境条件での使用のために柔軟で軽くて薄い布地として製造され得る。幾つかの実施形態では、既存の布地の使用及び機能に悪影響を及ぼすことなく、既存の布地に断熱性織物が追加され得る。幾つかの他の実施形態では、断熱性織物は、１または複数の発泡体層を備え得て、ふわふわした（パフィーな）ジャケット等の様々な衣料品、靴、車両や建物等の他の用途、のために、断熱性に加えてスポンジ状のクッション性や機械的サポート性を提供し得る。断熱性織物の基材は、変化する直径の織糸や糸から形成され得て、織物構造、編物構造、編組構造または不織布構造に組み込まれ得る。

図１（ａ）を参照して、第１実施形態に従って、外部環境１０１内の人間または車両などの熱放射物体１００を覆う断熱基材製品１１０が図示されている。外部環境は、暑い場合もあり得るし、あるいは、寒い場合もあり得るし、昼であり得るし、あるいは、夜であり得るし、屋外であり得るし、あるいは、屋内であり得るし、高地であり得るし、あるいは、低地であり得るし、雨、雪、風、嵐を含むがこれらに限定されない様々な気象条件であり得るし、都市内、砂漠内、氷原内、（ある特定の）地形（テレイン）内、あるいは、森内であり得る。断熱基材製品１１０は、エアロゲル粒子１２０及びポア（気孔）１２１を含むナノ多孔質材料を含む第１層１１１（「エアロゲル層」）と、相変化材料１４０を含む第２層１１２（「相変化層」）と、赤外線（ＩＲ）遮断粒子１３０を含む第３層１１３（「ＩＲ遮断層」）と、を含む複数層を備えている。幾つかの実施形態では、相変化層１１２及びＩＲ遮断層１１３は、各々、織物ベース材料を含み得る。別の実施形態では、エアロゲル層１１１及びＩＲ遮断層１１３が、各々、織物ベース材料を含み得る。このような実施形態の機能は、寒い環境において身体からの熱損失を遮断するだけでなく、暑い環境において外部赤外線放射が身体を加熱するのを遮断する役割も果たす。

エアロゲル層１１１は、優れた断熱性を提供し得る軽量の発泡体またはスポンジ状構造を有する。エアロゲルを効率的な断熱材として適したものにする当該エアロゲルの特徴は、そのナノ多孔性であり、ナノメートル範囲のエアロゲル構造内のポア直径が、空気分子の平均自由行程を制限する。これにより、周囲の大気圧下でも、エアロゲル内のガス熱伝導率は、自由空気の伝導率よりもかなり低い。エアロゲル層１１１は、低い熱伝導性の生成に役立つナノ多孔質構造と、低減される熱対流のためのエアポケットと、を提供する。ナノ多孔質エアロゲル層１１１は、非常に軽量で薄い外形を有しながら、断熱特性を提供し得る。エアロゲル材料は、難燃性や熱からの保護などの他の望ましい特性を提供し得る。エアロゲル材料の幾つかの天然資源は、低コストで、再生可能で、持続可能で、二酸化炭素排出量が低く、使い捨て可能及びリサイクル可能である。

エアロゲル層１１１のエアロゲル粒子１２０は、伝導熱伝達及び対流熱伝達、並びに、ＩＲ放射の散乱、に対する断熱性を提供する。エアロゲル粒子の適切な例は、エアロゲルを形成するために使用される当該技術分野で知られている、針葉樹クラフトリグニン、ナノセルロース、藻類及び苔などの有機材料を含み、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、硫化カドミウム（ＣｄＳ）及び酸化鉄などの天然材料を含み、並びに、炭素同素体及びポリマーを含む。エアロゲル層１１１は、完全にエアロゲル粒子から製造されるフィルム（図示せず）、あるいは、埋め込まれたエアロゲル粒子１２０と、閉気孔または開気孔を形成し得る空隙（エアギャップ）及び気泡（エアバブル）１２１と、を有する発泡マトリックス、であり得る。（熱対流を完全に遮断するよりも）熱対流を制御することが望ましい場合、発泡マトリックスは、開気孔による多孔質構造（例えば相互接続された気泡を有する）として形成され得る。ポア（気孔）は、エアロゲル層１１１を通る所望の対流熱伝達を提供するように選択された密度及びポアサイズを有するナノスケールポアであり得る。適切な密度は、０．０００１～９００ｇ／ｃｍ³の範囲内であり、適切なポアサイズは、１～１００，０００ナノメートルである。

例示的な実施形態では、エアロゲル層１１１は、針葉樹クラフトリグニンからゲルを作成することによって作製され、当該ゲルは、次いで凍結乾燥されて、様々なポアサイズ及びポア構造を有する高多孔質のエアロゲル材料が形成される。次いで、エアロゲル材料は、粉末状または粒子状にされ得て、図１（ａ）に示される発泡マトリックス内に組み込まれ得る。別の例示的な実施形態では、エアロゲル粒子１２０またはフィルムは、ゲル形成工程及び凍結乾燥工程または任意の他のエアロゲル形成方法によって、アイリッシュモスを含むがこれに限定されない藻類から作製され得る。

相変化層１１２は、特には１００～２００Ｊ／ｇの範囲内の、特定の相変化転移温度での相変化プロセスに起因する極めて高い潜熱を有する相変化材料１４０を含む。結果として、当該相変化材料は、伝導熱エネルギーの吸収と潜在的な放出とにおいて非常に効果的である。相変化材料の適切な例は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）などの天然材料、及び、カプセル化パラフィンを含む。相変化材料層１１２は、当該相変化材料の溶液を作製してエアロゲル層１１１の表面上にスプレーすることによって、エアロゲル層１１１上にコーティングされ得る。相変化材料は、エアロゲル層１１１の表面をコーティングし得て、サブ表面の一部に浸透し得て、埋め込まれたナノ複合構造を生成し得る。相変化材料をエアロゲルと一体化して、一体化された複合材料を形成するために、浸漬や真空引きなどの他の堆積方法も使用され得る。層１１１及び層１１２の形成は、通気性及び断熱性を達成するために、不連続状及び斑点状であり得るし、または、繊維または織物の形態であり得る。

ＩＲ遮断層１１３のＩＲ遮断粒子１３０は、ＩＲ放射を反射または散乱させることによって断熱を提供する。適切なＩＲ遮断粒子１３０は、以下の光学特性を有する：金属粒子の場合、ＩＲ放射スペクトルの様々な部分で高い反射率をもたらす、豊富な自由電子と結晶構造；金属酸化物粒子の場合、高いバンドギャップ（典型的には１．９～３．８の範囲）、高い反射率（典型値は１．９）、無秩序な構造、及び／または、表面プラズモニック共鳴を起こす自由電子（ｎ型）。ＩＲ遮断粒子１３０の適切な例は、高い表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）効果に起因して強力なＩＲ遮断及び反射を提供する金属（金属及び金属酸化物）粒子、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、及び、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、酸化アンチモン錫（ＡＴＯ）、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、三酸化アンチモン（Ｓｂ₂Ｏ₃）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、アンチモン化亜鉛（Ｓｂ－Ｚｎ）などの金属酸化物、または、ＩＲ反射と耐久性を高めるためのそれらのような金属粒子の合金、を含む。金属粒子は、１～数百ナノメートル（例えば、１～１，０００ｎｍ）の平均サイズ範囲を有するナノ粒子であり得て、あるいは、１～数百マイクロナノメートル（例えば、１～５００μｍ）の平均サイズ範囲を有するマイクロ粒子であり得る。

幾つかの実施形態では、ＩＲ遮断層１１３は、ＩＲ遮断粒子１３０としての金属粒子及びポリマーの複合体を有する、不織電界紡糸ナノ繊維、または、湿式紡糸繊維もしくはメルト紡糸繊維もしくはメルトブローン繊維、を含む薄膜ナノ構造ベース層を含む。ＩＲ遮断金属粒子１３０は、ナノ繊維または湿式紡糸もしくはメルトブローン繊維のポリマーマトリックスに埋め込まれ得て、優れた接着性及び結合性を提供し得て、また、複合インクから一工程で製造され得る。ポリマーマトリックスに適した材料は、ポリウレタン、ポリエチレングリコール、またはそれらの組み合わせ、及び、ポリプロピレンなどの熱可塑性プラスチック、を含む。ＩＲ遮断金属ナノ粒子１３０の密度は、ＩＲ遮断層１１３の所望の可視色だけでなく、所望のレベルのＩＲ遮断を達成するように選択され得る。ＩＲ遮断粒子１３０の濃度は、０．１重量％～９０重量％の範囲であり得る。様々なＩＲ遮断粒子１３０の混合物が、所望のＩＲ遮断及びフィルムの可視色を達成するために使用され得る。フィルムは、通気性のある構造や、ＩＲ遮断または可視パターン用の所望のパターンを実現するために、連続的であり得るし、あるいは、斑点状（スポッティ）であってもよい。

別の実施形態では、ＩＲ遮断層１１３のポリマーマトリックスは、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）ベースのポリウレタン（ＰＵ）を含むがこれに限定されないコポリマーの生分解性ポリマーであり得る。これは、ＰＥＧの相変化材料特性に起因して、温度調節性及び断熱性を向上させ、ＡＴＯ層を結合され一体化された安定状態に維持する。更に別の実施形態では、ＩＲ遮断層１１３は、ナノメートルまたはマイクロメートル範囲のトポグラフィック特徴、これがＩＲの散乱及び反射に寄与する、を有する粗い表面を有する金属ＩＲ遮断粒子１３０を含有する電界紡糸ポリマーベース層を有し得る。例えば、ＩＲ遮断層は、繊維構造、ポリマー（ＰＵ）、ＡＴＯ、または、金属ナノ粒子に起因して、粗い表面を有する。

別の実施形態（図示せず）では、断熱基材製品１１０は、相変化材料とＩＲ遮断粒子１３０との両方を含む単一層を備え得る。

図１（ｂ）を参照して、第２実施形態に従って、断熱基材製品１１０は、ＩＲ遮断粒子１３０と、明確な可視色（例えば、濃い緑色または茶色など）を有して当該断熱布地１１０の上面に所望の視覚的プリントを生成する着色染料１３１、１３２と、の混合物を含むＩＲ遮断層１１３を備える。これは、同じ生地で視覚的カモフラージュ性とＩＲカモフラージュ性との両方を達成するために使用され得る。

図１（ｃ）を参照して、第３実施形態に従って、断熱基材製品１１０は、ＩＲ遮断層１１３の外側を覆う従来の保護布地１０２を備え、民生用または軍事用のジャケットや、テントまたは車両のカバーなどに、使用され得る。保護布地１０２は、特定の視覚的プリントを有し得て、例えば、領域１３１、１３２に染料を印刷することによって達成されるカモフラージュ性プリント（迷彩柄）を有し得る。外部環境は、暑い場合もあり得るし、あるいは、寒い場合もあり得るし、昼であり得るし、あるいは、夜であり得るし、屋外であり得るし、あるいは、屋内であり得るし、高地であり得るし、あるいは、低地であり得るし、雨、雪、風、嵐を含むがこれらに限定されない様々な気象条件であり得るし、都市内、砂漠内、氷原内、（ある特定の）地形（テレイン）内、あるいは、森内であり得る。保護布地１０２は、カモフラージュ性プリント（迷彩柄）を有するナイロン／綿のリップストップ軍服布地、内部または外部のジャケット層、ベース層、手袋、袖、タイツ、ショーツ、靴下、または、他の衣類の布地及び層、を含むがこれらに限定されない用途で使用され得る。この実施形態では、断熱布地１１０は、保護布地１０２の裏面にコーティングされて、可視のカモフラージュ性パターン（迷彩柄）や他のデザインプリントを含む当該布地の可視の外観、デザイン及びプリントを維持するのに役立つ。断熱生地１１０のこの実施形態は、特に、蓄熱性、断熱性、及び、周囲環境の温度による温度調節性、並びに、身体からの熱及びＩＲ放射の遮蔽及び隠蔽、を意図としており、従って、適応的なカモフラージュ性及び断熱性を提供する。この実施形態はまた、外部ＩＲ放射への曝露、及び、太陽または他の熱源からの加熱を遮断し得て、それによって、身体、家、または他の物体を涼しく保ち得る。

図１（ｄ）を参照して、第４実施形態に従って、断熱基材製品１１０は、ＩＲ遮断層１１３とエアロゲル層１１１との間に配置された従来の保護布地１０２を備える。この場合、ＩＲ遮断層１１３は、ＩＲ遮断ナノ粒子または埋め込まれた着色染料の密度を制御することによって、所望の視覚色を有するように選択された組成を有する。視覚的な着色パターンは、任意のデザインや所望の視覚的カモフラージュ性及びＩＲカモフラージュ性を含むように設計され得る。

図２（ａ）乃至図２（ｅ）を参照して、断熱基材製品１１０の正方形のサンプルが、手（図２（ａ））を含む多くの表面に対してＩＲカメラを使用して撮像された。得られた熱画像は、断熱基材製品１１０が、２６．５℃の屋内環境にある手の放射（３５．８℃）を、前者の温度と一致させて隠すように、～９℃の温度降下をもたらしている、ということを示している。図２（ｂ）に示されるように、断熱基材製品１１０の正方形サンプルが、軍服に装着されて、２０．３℃の室内環境の人体（３０．２℃）からの熱放射が低減された。この画像では、光学画像の重複が、従来の軍服生地の視覚的なカモフラージュ性パターンを示している。図２（ｃ）では、断熱基材製品１１０の正方形のサンプルが、２２℃の室内環境に置かれた軍服に取り付けられた。図２（ｄ）では、断熱基材製品１１０の正方形のサンプルが、８℃の屋外環境で身体に着用された軍服（２９．８℃）に貼り付けられた。これは、～２１°Ｃの温度低下を示しており、環境温度とほぼ一致している。図２（ｅ）では、断熱基材製品１１０の正方形のサンプルが、高温の着色金属板（５１．７℃）上に示されており、測定温度は２８℃に低下し、屋内の外部環境と一致している。

図３を参照して、第５実施形態に従って、断熱基材製品２１０は、エアロゲル層２１１、相変化層２１２、ＩＲ遮断層２１３、ＩＲ遮断層２１３の外側を覆う第１の従来の保護外部外側布地２０２、及び、相変化層２１２の外側を覆う第２の従来の保護内側布地２０３、を含む複数層を備える。この実施形態は、外部環境２０１内の人間または車両であり得る放射物体２００を覆う、民生用または軍事用の制服のジャケット、カバーまたは下地、テントまたは付属品、靴、あるいは、車両カバー、として使用され得る。外部環境は、暑い場合もあり得るし、あるいは、寒い場合もあり得るし、昼であり得るし、あるいは、夜であり得るし、屋外であり得るし、あるいは、屋内であり得るし、高地であり得るし、あるいは、低地であり得るし、雨、雪、風、嵐を含むがこれらに限定されない様々な気象条件であり得るし、都市内、砂漠内、氷原内、（ある特定の）地形（テレイン）内、あるいは、森内であり得る。保護外側布地２０２は、カモフラージュ性プリント（迷彩柄）を有するリップストップ軍服布地、ジャケットの外部層、靴またはブーツの外部層またはカバー、バックパックのカバー、寝袋またはマットのカバー、袖、タイツ、ショーツ、靴下、または、他の衣類の布地及び層、を含むがこれらに限定されない用途で使用され得る。保護内側布地２０３は、軍服布地の内部層、ジャケットの内部層、靴またはブーツの内部層またはカバー、バックパックのカバー、寝袋またはマットのカバー、袖、タイツ、ショーツ、靴下、または、他の衣類の布地及び層、であり得る。別の実施形態では、断熱基材製品２１０は、車、靴、家の部屋、ドア、または、付属品、を含むがこれらに限定されない任意の物体または構造物、の内部断熱及びＩＲ遮断層として使用され得る。

この実施形態では、エアロゲル層２１１、相変化層２１２及びＩＲ遮断層２１３は、外側繊維層２０２と内側遷移層２０３との間に配置されてカプセル化され、保温またはＩＲ隠蔽の目的で、伝導及び対流の断熱性及びＩＲ放射の遮断性を提供するように機能する。これらの層は、縫い合わせられ得る。更に、断熱布地２１０は、高度に多孔性の構造を有しており、これにより、圧縮性が高い軽量で「ふわふわした（ｆｌｕｆｆｙ ｏｒ ｐｕｆｆｙ）」構造が得られる。より具体的には、エアロゲル層２１１は、所望の構造を提供するために、他の実施形態よりも高い多孔率及び厚さを有するように構成される。付加的または代替的に、エアロゲル層２１１には、弾性のある弾性糸が埋め込まれ得て、所望の構造を提供し得る。断熱布地２１０は、特に、蓄熱性、断熱性、及び、周囲環境の温度による温度調節性、並びに、身体からの熱及びＩＲ放射の遮蔽及び隠蔽、を意図としており、従って、適応的なカモフラージュ性及び断熱性、機械的クッション性、及び、柔らかく圧縮可能な感触、を提供する。

ＩＲ遮断層２１３は、第１乃至第４実施形態のＩＲ遮断層１１３と同一または類似の組成及び構造を有し得る。エアロゲル層２１１は、第１乃至第４実施形態のエアロゲル層１１１と同一または類似の組成及び構造を有し得る。ＩＲ遮断層２１３は、第１乃至第４実施形態のＩＲ遮断層１１３と同一または類似の組成及び構造を有し得る。

図４を参照して、第６実施形態に従って、断熱基材製品３１０は、ナノ多孔質エアロゲル含有層３１１、相変化層３１２、及び、ＩＲ遮断層３１３、を含む複数のフィルム層を備える。断熱基材製品３１０は、外部環境３０１内の人間または車両または物体であり得る放射物体３００を覆う。外部環境は、暑い場合もあり得るし、あるいは、寒い場合もあり得るし、昼であり得るし、あるいは、夜であり得るし、屋外であり得るし、あるいは、屋内であり得るし、高地であり得るし、あるいは、低地であり得るし、雨、雪、風、嵐を含むがこれらに限定されない様々な気象条件であり得るし、都市内、砂漠内、氷原内、（ある特定の）地形（テレイン）内、あるいは、森内であり得る。

図１（ａ）に示される実施形態と比較すると、フィルム層３１１、３１２、３１３の各々が、多孔質充填層を形成する所望の材料の、マイクロ構造及びナノ構造の粒子、ナノ繊維、マイクロ繊維、で構成され、流体の流れ（例えば、空気、湿気、汗）の通過を許容するチャネル３６０を伴っている。これらのフィルム層３１１、３１２、３１３は、３Ｄプリンタまたはロールツーロールプリンタ、スクリーン印刷または積層プロセス、を使用して、各層の所望の粒子を含むインクから堆積され得る。これらのフィルム層３１１、３１２、３１３は、電界紡糸され得て、不織ナノ繊維の形態にすることができ、その大凡の断面が図４に示されている。ＩＲ遮断層３１３は、ＩＲ遮断粒子３３０を層状にすることによって、高度に多孔質な構造であるにもかかわらず、全てのＩＲ放射を遮断するように構成され得る。結合繊維またはメッシュ３５０が、高い多孔率を維持しながら粒子またはナノ繊維をしっかりと一緒に保持するべく、異なる層３１１、３１２、３１３内で使用される。ＩＲ遮断粒子３３０及び着色染料粒子３３１が、ＩＲ遮断層３１３内で使用され、ＩＲ遮断及び可視のプリントまたはカモフラージュ性を提供する。エアロゲル層３１１は、他の実施形態と同様に、エアロゲル粒子３２０、空隙及び気泡３２１、を含む粒子から製造されるが、更に、流体の流れを許容するチャネル３６０を有する。相変化層３１２は、他の実施形態と同様に、相変化材料３４０を含むが、更に、流体の流れを許容するチャネル３６０を有する。

図５（ａ）乃至図５（ｉ）を参照して、第７実施形態に従って、断熱基材製品４１０は、断熱材料を含む１または複数の織物層を備える。様々な織物層が、各々、シェルに所望のナノ粒子を含む中実糸または中空糸の形態の材料を紡績することによって、形成される。例えば、図５（ａ）に示されるように、ＩＲ遮断層４１３は、そのシェルがＡＴＯ、Ｃｕ、Ａｇまたは他のＩＲ遮断材料などの所望のＩＲ遮断ナノ粒子４３０を含む細い中空繊維（「ＩＲ遮断糸」）から紡績され得る。これは、原材料から繊維を製造するために使用される、湿式紡糸、電界紡糸、または他の繊維紡糸方法、によってなされ得る。電界紡糸された材料は、絡み合ったナノファイバーで作られた微細構造を有するウェブの形態であり得る。図５（ｂ）は、湿式紡糸された直径１００マイクロメートルの中空Ｃｕ－ＰＥＴ繊維の光学顕微鏡画像を示す。同様に、相変化層４１２が、相変化材料を組み込んだ繊維（「相変化糸」）から紡績され得る。同様に、エアロゲル層が、エアロゲル粒子を組み込んだ繊維（「エアロゲル糸」、図示せず）から紡績され得る。図５（ｃ）は、相変化糸４１２とＩＲ遮断糸４１３またはエアロゲル糸とを織り交ぜた単一繊維ベース層を備えた断熱基材製品４１０を含む実施形態を示す。当該断熱基材製品４１０は、織物構造におけるＩＲ遮断糸４１３及び相変化糸４１２の両方の存在に起因して、熱対流及び熱伝導の断熱及び調節と、ＩＲの遮断及び隠蔽と、の両方を提供する。図５（ｄ）は、エアロゲル層４１１をカプセル化（封入）する２つの織物層４１２、４１３を備えた断熱基材製品４１０の別の実施形態を示す。相変化層４１２は、相変化糸の織生地を含み、ＩＲ遮断層４１３は、ＩＲ遮断糸の織生地を含む。エアロゲル層４１１は、エアロゲル発泡体の高粒子状または繊維状の構造を含む。

図５（ｅ）乃至図５（ｋ）を参照して、織物層４１２、４１３は、互いに直角に織り込まれた機能性の横糸と縦糸とを有し得る。織物構造は、主要な構造タイプの様々なバリエーションを備えたダブルクロス（二重布）またはトリプルクロス（三重布）の形態であり得る。ダブルクロスは、セルフステッチダブルクロス、センターステッチダブルクロス、糸交換ダブルクロス（図５（ｈ））、及び、生地交換ダブルクロス、を含む。ダブルクロスは、縦糸方向と横糸方向の両方において２つの一連の糸／ヤーンを含み得て、直角に織り込んで、別々の表生地層と裏生地層とを形成し得る。当該別個の表生地層及び裏生地層は、ＩＲ遮断糸４１３及び相変化糸４１２またはエアロゲル糸であり得る。各２つの別個の層の相互接続／縫合は、生地内において様々な比率で、時折、表縦糸を裏横糸４１７の下に落とすか（図５（ｅ））、裏縦糸を表横糸４１６の上に持ち上げるか（図５（ｆ））、それらの両方の方法を同時に使用するか（図５（ｇ））、によって実現され得る。図５（ｈ）及び５（ｉ）は、裏生地層（４１２）の縦糸４１５を表生地層（４１３）の横糸４１６の上に（４１８）持ち上げることによって形成された織物構造を示している。これは、２／２（上２つ、下２つ）の綾織りのデザインに基づいているが、これに限定されず、可変のステップ数または移動数であり得る（図５（ｊ））。生地構造は、所望の断熱性及びＩＲ遮断特性を達成するために、様々なステッチ密度で相変化糸４１２及びＩＲ遮断糸４１３を有する編布であり得る。編布構造は、シングルジャージー、インレイ編（図５（ｋ））、リブ編、インターロック編、及び、編組、を含む構造であり得るが、これらに限定されない。図５（ｌ）に示される実施形態は、機能性の低表面放射率糸及びＩＲ遮断糸の編地を含み得るが、これに限定されない。低表面放射率糸は、テクスチャリングの有無にかかわらず、ナイロン、ポリエステル、または、任意の他の合成フィラメント、であり得るが、これらに限定されない。これらの糸は、銅、銀、または、他の低放射粒子を含むがこれらに限定されないドーパントを含み得る。ＩＲ遮断糸は、ポリマー材料で強化されたＡＴＯ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕを含み得るが、これらに限定されない。前述の機能性糸の構造（４１２、４１３またはエアロゲル糸）は全て、湿式紡糸、乾式紡糸、溶融紡糸、または、任意の他の繊維形成方法、によって製造され得るが、これらに限定されない。これらのフィラメントの断面は、中空、中実、または、任意の他のタイプの幾何形状、を含み得るが、これらに限定されない。中空フィラメント構造は、任意のタイプの相変化材料を含み得るが、これに限定されない。繊維構造は、衣類、軍事用アクセサリ、構造部品、生物医学用途、移植部品、を含む様々な用途のために、所望の生地の構造、形態、並びに、所望の断熱性及びＩＲ遮断性を実現するように、複雑な三次元編みやジャカード編みであり得る。

相変化糸４１２及びＩＲ遮断糸４１３は、前述したように、１０２、２０２及び２０３などの従来の保護用の外部及び内部生地の組成物内に組み込まれ得る。統合技術は、織物、編物、編込、刺繍などの生地製造方法を含み得る。

図６（ａ）乃至図６（ｉ）に示される別の実施形態では、断熱基材製品５１０は、エアロゲル層５１１、相変化層５１２及びＩＲ遮断層５１３を含み、金属、木材及びコンクリートを含むがこれらに限定されない様々な表面仕上げを有する物体の表面にコーティングされ得る、あるいは、当該物体に付着され得る。本発明のこの実施形態のために、エアロゲル層５１１は、所望の厚さを提供するべく制御可能な多孔率及び厚さを有する。エアロゲル層５１１は、弾性のある弾性糸または埋め込み組成物で埋め込まれ得て、弾性のある機械的感触及び重量に対する支持を提供し得る。エアロゲル層５１１は、相変化層５１２で埋め込まれ得て、使用される材料の潜熱によって熱を吸収して温度を調節するように極端な熱容量を追加し得る。ＩＲ遮断層５１３は、非常に低いＩＲ放射率、強いＩＲ反射及び散乱を有するＩＲ遮断粒子を含む。

図６（ａ）に示される物体５００は、外部環境５０１内にある、可視の迷彩を有する、または、別のパターンやプリントを有する、または、パターンを有しない、ヘルメット、軍用ヘルメット、ハット（帽子）、または、任意の他の保護用頭部装備、であり得る。図６（ｂ）に示される物体５００は、外部環境５０１内にある、可視の迷彩を有する、または、別のパターンやプリントを有する、または、パターンを有しない、テント、家（壁または表面下に埋め込まれる断熱材）、部屋、屋根、日よけ、窓網、カーテンまたはシャッター、傘、または、任意の他の一時的または永久的な構造またはカバー、であり得る。図６（ｃ）に示される物体５００は、外部環境５０１内にある、可視の迷彩を有する、または、別のパターンやプリントを有する、または、パターンを有しない、ズボン、シャツ、ジャケット、アンダーシャツ、アンダーパンツ、靴、ブーツ、サンダル、宇宙服、を含む制服、であり得る。図６（ｄ）に示される物体５００は、外部環境５０１内にある、可視の迷彩を有する、または、別のパターンやプリントを有する、または、パターンを有しない、手袋、保護手袋、ゲーム用手袋、手術用手袋、リハビリテーション用手袋、作業用手袋、スキー用手袋、であり得る。図６（ｅ）に示される物体５００は、外部環境５０１内にある、環境に適した可視の断熱性及びカモフラージュ性（迷彩）を有する、または、別のパターンやプリントを有する、または、パターンを有しない、車両、トラック、オートバイ、戦車、バス、ヘリコプター、飛行機、無人航空機（ＵＡＶ）、ドローン、無人地上車両（ＵＧＶ）、電気自動車、電気トラック、電気バス、船、ボート、スペースシャトル、衛星、または、任意の他の陸上、空、海上、宇宙の乗り物、であり得る。図６（ｆ）に示される物体５００は、外部環境５０１内にある、可視の迷彩を有する、または、別のパターンやプリントを有する、または、パターンを有しない、椅子、座席、チャイルドシート、キャンプチェア、ラウンジチェア、膨張可能チェア、または、任意の他の座席またはラウンジングチェア、であり得る。図６（ｇ）に示される物体５００は、外部環境５０１内にある、可視の迷彩を有する、または、別のパターンやプリントを有する、または、パターンを有しない、寝袋、コンパクト化できる寝袋、断熱マット、ラグ（敷物）、スペーサ、であり得る。図６（ｈ）に示される物体５００は、外部環境５０１内にある、可視の迷彩を有する、または、別のパターンやプリントを有する、または、パターンを有しない、ジャケット、ハット付きジャケット、フラッフィー（ふわふわ）ジャケット、コンパクト化できるジャケット、枕、毛布、マットレス、であり得る。図６（ｉ）に示される物体５００は、外部環境５０１内にある、可視の迷彩を有する、または、別のパターンやプリントを有する、または、パターンを有しない、靴下、ストッキング、圧縮ストッキング、圧縮ソックス、袖、靴の中敷き、であり得る。

断熱基材製品５１０は、特に、蓄熱性、断熱性、及び、周囲環境の温度による温度調節性、並びに、身体からの熱及びＩＲ放射の遮蔽及び隠蔽、のために設計され、従って、適応的なカモフラージュ性及び断熱性、機械的クッション性、及び、柔らかく圧縮可能な繊維感触、を提供する。断熱基材製品５１０は、熱保存またはＩＲ隠蔽の目的で、優れた熱伝導及び熱対流の断熱性並びにＩＲ放射遮断性を提供することが意図されている。外部環境は、暑い場合もあり得るし、あるいは、寒い場合もあり得るし、昼であり得るし、あるいは、夜であり得るし、屋外であり得るし、あるいは、屋内であり得るし、高地であり得るし、あるいは、低地であり得るし、雨、雪、風、嵐を含むがこれらに限定されない様々な気象条件であり得るし、都市内、砂漠内、氷原内、（ある特定の）地形（テレイン）内、あるいは、森内であり得る。

（用語の解釈）
文脈上、明らかに別段の要求がない限り、明細書及び特許請求の範囲全体を通じて、
・「含む」（ｃｏｍｐｒｉｓｅ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ、等）は、排他的な意味ではなく、包括的な意味で解釈されるべきである。すなわち、「含むが、これに限定されない」という意味である。
・「リンクされた（ｌｉｎｋｅｄ）」、「接続された（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」、「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」、またはそれらの変化形は、２またはそれ以上の要素間の直接的または間接的な任意の接続または結合を意味する。当該要素間の結合または接続は、物理的であり得るし、論理的であり得るし、または、それらの組合せであり得る。
・「本明細書で」、「前述の」、「以下の」及び同様の用語は、本明細書を説明するために使用される場合、本明細書の特定の部分に言及するのではなく、本明細書の全体に言及する。
・２またはそれ以上の項目のリストを参照する際の「または」は、以下の解釈の全てを網羅する：リスト内の項目のいずれか、リスト内の項目の全て、及び、リスト内の項目の任意の組合せ。
・単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、任意の適切な複数形の意味も含む。

「縦」、「横」、「水平」、「上方」、「下方」、「前方」、「後方」、「内方」、「外方」、「縦」、「横」、「左」、「右」、「前」、「後」、「頂部」、「底部」、「下方」、「上方」、「下方」等が、本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されており、説明及び図示されている装置の特定の向きに依存している。本明細書で説明された主題は、様々な代替の向きを想定し得る。従って、これらの方向に関する用語は、厳密に定義されておらず、狭く解釈されるべきではない。

ある構成要素（例えば、基材、アセンブリ、デバイス、マニホルド等）が言及されている場合、他に明記がない限り、当該構成要素への言及（「手段」への言及を含む）は、当該構成要素の同等物として、説明されたコンポーネントの機能を実行する（すなわち、機能的に等価である）任意のコンポーネントを含むものとして解釈されるべきである。これは、本明細書に説明された例示的な実施形態における機能を実行する開示された構造と構造的には等価ではないコンポーネントを含む。

システム、方法及び装置の特定の例が、説明の目的で本明細書に記載されている。これらは、単なる例である。本明細書で提供される技術は、前述された例示的なシステム以外のシステムにも適用され得る。本開示の実践においては、多くの変更、修正、追加、省略及び置換が可能である。本開示は、当業者には明らかな、記載された実施形態の変形例を含み、これは、以下によって得られる変形例を含む：特徴、要素及び／若しくは作用を、等価な特徴、要素及び／若しくは作用と置換すること、異なる実施形態からの特徴、要素及び／若しくは作用を、混合してマッチングさせること、本明細書で説明された様々な実施形態からの特徴、要素及び／若しくは作用を、他の技術の特徴、要素及び／若しくは作用と組み合わせること、並びに／または、前述の実施形態から特徴、要素及び／若しくは作用を省略すること。

本開示の特定の要素、実施形態及び応用例が図示及び説明されているが、本開示の範囲から逸脱することなく、特に前述の教示に照らして、当業者によって修正がなされ得るため、本開示はそれらに限定されない、ということが理解されるであろう。従って、以下の添付の特許請求の範囲及び今後導入される特許請求の範囲は、合理的に推測され得る全てのそのような修正、置換、追加、省略、及びサブコンビネーションを含むものと解釈されることが意図される。特許請求の範囲は、実施例に記載された好ましい実施形態によって限定されるべきではなく、説明に全体として一致する最も広い解釈が与えられるべきである。

Claims (30)

1. 少なくとも１つの層を有する基材であって、赤外線放射を遮断または反射するように選択された平均粒子サイズ及び密度を有する金属粒子と、伝導される及び対流される熱エネルギーを制御するように選択された平均ポアサイズを有するエアロゲル粒子と、を含む基材
   を備えたことを特徴とする断熱基材製品。
2. 前記基材は、前記金属粒子を含む第１頂部層と、前記エアロゲル粒子を含む第２底部層と、を含む少なくとも２つの層を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の断熱基材製品。
3. 前記基材は、更に、伝導される熱エネルギーを吸収するための相変化材料を含む少なくとも１つの第３層を含む
   ことを特徴とする請求項２に記載の断熱基材製品。
4. 前記第１層は、更に、伝導される熱エネルギーを吸収するための相変化材料を含む
   ことを特徴とする請求項２に記載の断熱基材製品。
5. 前記エアロゲル粒子は、針葉樹クラフトリグニン、ナノセルロース、藻類、苔、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、硫化カドミウム、及び、酸化鉄、からなる群から選択されている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の断熱基材製品。
6. 前記金属粒子は、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、酸化アンチモン錫、酸化マグネシウム、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニウム、酸化インジウム錫、三酸化アンチモン、酸化亜鉛、及び、アンチモン化亜鉛、からなる群から選択されている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の断熱基材製品。
7. 前記相変化材料は、ポリエチレングリコールまたはカプセル化パラフィンである
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の断熱基材製品。
8. 前記第１層は、前記金属粒子が埋め込まれた不織電界紡糸ナノ繊維または湿式紡糸繊維を含む
   ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の断熱基材製品。
9. 前記第１層は、生分解性のポリマーまたはコポリマーから構成されるポリマーマトリックスである
   ことを特徴とする請求項８に記載の断熱基材製品。
10. 前記ポリマーマトリックスは、ポリエチレングリコール系ポリウレタンを含む組成物を有する
    ことを特徴とする請求項９に記載の断熱基材製品。
11. 前記金属粒子は、０．１重量％～９０重量％の密度と、１ｎｍ～２００ｎｍの平均粒子サイズと、を有する
    ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の断熱基材製品。
12. 前記エアロゲル粒子は、０．０００１～９００ｇ／ｃｍ³の密度と、１ｎｍ～１００，０００ｎｍの平均ポアサイズと、を有する
    ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の断熱基材製品。
13. 前記第１頂部層は、更に、少なくとも１つの着色染料を含む
    ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の断熱基材製品。
14. 前記基材の頂面に取り付けられた頂部布地層
    を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の断熱基材製品。
15. 前記基材は、前記第１頂部層と前記第２底部層との間に布地層を含む
    ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の断熱基材製品。
16. 前記基材の底面に取り付けられた底部布地層
    を更に備えたことを特徴とする請求項１４に記載の断熱基材製品。
17. 前記基材は、当該基材に流体を通過させるように構成された流体流路を含む
    ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の断熱基材製品。
18. 前記基材は、前記金属粒子が埋め込まれた糸から形成された織物層を有する
    ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の断熱基材製品。
19. 前記基材は、前記金属粒子が埋め込まれた第１組の糸と、相変化材料が埋め込まれた第２組の糸と、から織られた織物層を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の断熱基材製品。
20. 前記基材は、前記金属粒子が埋め込まれた第１組の糸と、前記エアロゲル粒子が埋め込まれた第２組の糸と、から織られた織物層を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の断熱基材製品。
21. 前記基材の前記第１頂部層は、前記金属粒子が埋め込まれた糸から織られた第１織物層であり、
    前記基材の前記第３層は、前記相変化材料が埋め込まれた糸から織られた織物層である、
    ことを特徴とする請求項３に記載の断熱基材製品。
22. 前記第１及び第２組の糸は、互いに直角に織り込まれた機能性の横糸及び縦糸である
    ことを特徴とする請求項２１に記載の断熱基材製品。
23. 前記第１及び第２組の糸は、シングルジャージー、インレイ編、リブ編、インターロック編、及び、編組、からなる群から選択された織構造を有する
    ことを特徴とする請求項２２に記載の断熱基材製品。
24. 少なくとも１つの織物層であって、赤外線放射を遮断または反射するように選択された密度及び平均粒子サイズを有する金属粒子を含む第１組の縦糸と、伝導される及び対流される熱エネルギーを制御するように選択された密度及び平均ポアサイズを有するエアロゲル粒子を含む第２組の縦糸と、を含む織物層
    を備え、
    前記少なくとも１つの織物層は、空気及び水蒸気を含む流体を通過させるための多孔質織物を有する
    ことを特徴とする断熱通気性織物製品。
25. 前記縦糸の少なくとも一部が、中空縦糸である
    ことを特徴とする請求項２４に記載の織物製品。
26. 伝導される熱エネルギーを吸収するための相変化材料を含む第３組の縦糸
    を更に備えたことを特徴とする請求項２４または２５に記載の織物製品。
27. 前記金属粒子の前記密度及び前記平均粒子サイズは、前記少なくとも１つの織物層を通る赤外線放射が外部環境の赤外線放射の範囲内となるように選択されており、それによって赤外線カモフラージュ性を提供する
    ことを特徴とする請求項２４乃至２６のいずれかに記載の織物製品。
28. 前記エアロゲル粒子の前記密度及び前記平均ポアサイズは、前記少なくとも１つの織物層の外表面の温度が外部環境の温度の範囲内となるように選択されており、それによって温度カモフラージュ性を提供する
    ことを特徴とする請求項２４乃至２７のいずれかに記載の織物製品。
29. 前記縦糸の少なくとも一部が、着色染料を含み、それによって光学的カモフラージュ性を提供する
    ことを特徴とする請求項２４乃至２８のいずれかに記載の織物製品。
30. 断熱通気カモフラージュ性基材製品であって、
    （ａ）赤外線放射を遮断または反射するように選択された密度及び粒子サイズを有する金属粒子を含み、それによって断熱性と赤外線カモフラージュ性とを提供する第１頂部層と、
    （ｂ）伝導される及び対流される熱エネルギーを制御するように選択された密度及びポアサイズを有するエアロゲル粒子を含み、それによって断熱性と温度カモフラージュ性とを提供する第２中央層と、
    （ｃ）伝導される熱エネルギーを吸収するための相変化材料を含み、それによって断熱性と温度カモフラージュ性とを提供する第３底部層と、
    を備え、
    前記３つの層は、空気及び水蒸気を含む流体を通過させるように選択された多孔質を有しており、それによって通気性を提供する
    ことを特徴とする断熱通気カモフラージュ性基材製品。

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