结合可改变织物结构的服饰

发明领域

本发明涉及服饰。本发明尤其涉及结合了其结构会因诸如水或温度变 化等物理刺激而变化或者改变来改变织物性质的织物的服饰。本发明应用 到如在参加体育运动时想要穿着的服饰中。

背景技术的描述

专门为参加体育运动而设计的服饰通常表现出提高穿衣者的运动能 力或增加其穿着舒适度的性质。例如，服饰中可以加入弹性的织物，其提 供了相对贴身的穿着，从而赋予了穿衣者更紧身的轮廓，使风阻力降到最 低。服饰还可以由一织物形成，该织物通过毛细作用将水分从穿衣者身上 带走以便减少聚集在皮肤表层的汗液量。而且，服饰中可以加入用于特定 环境条件而依具体情况选择的各种材料。各种类型的服饰的示例包括衬 衫、头饰、外套、夹克、短裤、内衣裤、手套、袜子和鞋类。

通常基于服饰使用的具体活动来选择加入到服饰中的织物的性质。例 如，将风阻力降到最低的织物可适用于主要关注速度的运动。类似地，减 少聚集在皮肤表层的汗液量的织物可以最适用于与相对高强度用力相关 的运动中。因此，可以选择织物以提高参与具体的体育运动的穿衣者的运 动能力或增加其穿着舒适度。

织物可以被定义为由特征为弹性、精细以及高的长厚比的纤维、丝 (filaments)或者纱线制成的产品。织物通常分为两类。第一类包括通过粘合、 熔合或互锁(interlocking)方法直接由纤维网或丝网形成的织物以形成非 编织纤维和毡。第二类包括通过纱线的机械操作形成的织物，由此产生编 织纤维。

纱线是用来形成第二类织物的原材料且可以被定义为具有相当大的 长度和相对小的横截面积的组件，其由至少一根丝或多根纤维形成。纤维 具有相对短的长度并要求采用纺纱或加捻工艺来制造用在织物中具有合 适长度的纱线。纤维的常见例子是棉和毛。然而，丝具有不确定的长度并 可以仅与其它丝结合以制造适用于织物中的纱线。现代的丝包括多种合成 材料，如人造纤维、尼龙、涤纶、聚丙烯酸酯、其中主要的自然产生的例 外材料是丝。纱线可以由单根丝形成或由多根结合在一起成簇的单根丝形 成。纱线还可以包括由不同材料形成的分离的丝，或者纱线可以包括多根 丝，每一根丝由两种或多种不同材料形成。类似的构想也可以应用到由纤 维形成的纱线中。因此，纱线可以具有多种通常与上述定义相符合的结构。

用于将纱线以机械方式纺进织物的各种方法包括交织、互相缠绕和加 捻，以及互相打环(interlooping)。交织是两根纱线的互相交叉，纱线以 彼此互相垂直的角度交叉和交织。用于交织的纱线通常被称为经纱线和纬 纱线。互相缠绕和加捻包括例如编织和打结的过程，其中纱线彼此之间互 相缠绕来形成织物。互相打环涉及多列成网格的环的形成，其中针织是互 相打环最常用的方法。

发明概述

本发明是包括有织物的服饰，该织物(textile)一旦暴露于物理刺激 就会有至少一种性质发生变化。织物具有由纱线形成的可变化的结构，该 纱线暴露于物理刺激会表现出尺寸的变化。当纱线未暴露于物理刺激时具 有第一组尺寸，以及当该纱线暴露于物理刺激时具有第二组尺寸。通过使 织物暴露于物理刺激而改变其结构以使纱线从第一组尺寸变为第二组尺 寸并改变织物的性质。纱线可以由一旦暴露于水就会表现出尺寸变化的材 料形成。因此，物理刺激可以是水。在某些实施方案中，物理刺激还可以 是，例如热、光或流动的空气。

织物可以通过交织工艺(interweaving process)形成，其中纱线界定 了织物内的开口。当纱线未暴露于物理刺激时，开口具有第一面积，以及 当纱线暴露于物理刺激时，开口具有第二面积。开口的面积可以确定，如 织物的渗透性。因此，当第一面积大于第二面积时，织物一旦暴露于物理 刺激，其渗透性会减小。而且，当第一面积小于第二面积时，织物一旦暴 露于物理刺激时，其渗透性会增大。在某些实施方案中，纱线可以呈波浪 形结构以便暴露于物理刺激时会增大渗透性。

织物的相当一部分可以由纱线形成。可选择地，纱线的第一部分暴露 于物理刺激时可以表现出尺寸会发生变化，纱线的第二部分暴露于物理刺 激时可以保持尺寸稳定。

织物还可以通过互相打环工艺(interloping process)来形成。在某些实施 方案中，纱线界定了织物的开口。当纱线未暴露于物理刺激时，开口可以 具有第一面积，且当纱线暴露于物理刺激时，开口可以具有第二面积，由 此影响织物的渗透性。在其它实施方案中，当纱线未暴露于物理刺激时， 织物的结构可以呈第一纹理，当纱线暴露于物理刺激时，织物的结构可以 呈第二纹理。例如，第一纹理可以比第二纹理更平滑，以及第二纹理可以 包括由织物的表面向外延伸的多个结点。

根据本发明形成的织物呈现一种结构，该结构暴露于物理刺激被改变 以便改变织物的性质。例如，这些或其他的织物结构可以通过下述步骤而 改变：例如将材料粘合到织物结构以便赋予抗伸展性，在织物结构内形成 切口或部分切口，或者涂覆涂层以阻止物理刺激的作用。

表现本发明特征的新颖性的优势和特点将特别在随附的权利要求中 提出。然而，为了更好地理解新颖性的优势和特点，参考了下面的说明性 内容和附图，其描述和阐释了与本发明相关的不同实施方案和原理。

附图描述

当与附图结合起来时，本发明前面的概述，以及下面的本发明的详细 描述将得到更好地理解。

图1是加入了根据本发明的第一织物结构的服饰的平面图。

图2是未暴露状态时的第一织物结构的一部分的平面图。

图3是暴露状态时的第一织物结构的一部分的平面图。

图4是未暴露状态时的第二织物结构的一部分的平面图。

图5是暴露状态时的第二织物结构的一部分的平面图。

图6是未暴露状态时的第三织物结构的一部分的平面图。

图7是暴露状态时的第三织物结构的一部分的平面图。

图8是未暴露状态时的第四织物结构的一部分的平面图。

图9是暴露状态时的第四织物结构的一部分的平面图。

图10是未暴露状态时的第五织物结构的一部分的平面图。

图11是暴露状态时的第五织物结构的一部分的平面图。

图12是未暴露状态时的第六织物结构的一部分的平面图。

图13是未暴露状态时第六织物结构的较大部分的示意性平面图。

图14是暴露状态时的第六织物结构的一部分的平面图。

图15是暴露状态时第六织物结构的较大部分的示意性平面图。

图16是第七织物结构的一部分的透视图。

图17是第八织物结构的一部分的透视图。

图18是第九织物结构的一部分的平面图。

图19是未暴露状态时源自第九织物结构的带涂层的纱的示意性透视 图。

图20是暴露状态时源自第九织物结构的带涂层的纱的示意性透视图。

图21是加入了根据本发明第一改性织物结构的鞋的侧面正视图。

图22是第一改性织物结构的一部分的透视图。

图23是第一改性织物结构的分解透视图。

图24A-24E是第一改性织物结构的可替代构型的平面图。

图25是加入了根据本发明第二改性织物结构的服饰的平面图。

图26是未暴露状态时第二改性织物结构的一部分的透视图。

图27是暴露状态时第二改性织物结构的一部分的透视图。

图28A-28E是第二改性织物结构的可替代构型的平面图。

图29是未暴露状态时第三改性织物结构的一部分的透视图。

图30是暴露状态时第三改性织物结构的一部分的透视图。

图31是第四改性织物结构的一部分的透视图。

图32A-32C是第四改性织物结构的示意性截面图，正如沿图31中 的线32-32界定的。

图33是第五改性织物结构的一部分的平面图。

图34是未暴露状态时，源自第五改性织物结构的带涂层的纱和未涂 覆的纱的示意性透视图。

图35是暴露状态时，源自第五改性织物结构的带涂层的纱和未涂覆 的纱的示意性透视图。

发明详述

下面的材料公开了具有下述结构的各种的织物：暴露于物理刺激时， 织物结构会改变，以改变这种织物的或加入这种织物的服饰的性质。接下 来讨论了多种示例性的织物结构，并且还将讨论各种模式，在这些模式中， 可以改变这些或其它织物结构以增强或另外地改变织物结构的整体性能。

                 I示例性的织物结构

描绘在图1中的服饰10具有常见的短袖衬衫的一般样式。然而，相 关领域的技术人员应该认识到公开在下述材料中的各种织物可以包括进 表现不同样式的服饰中，例如包括长袖衬衫、头饰、外套、夹克、短裤、 内衣裤、手套、袜子和鞋类。因此，参照服饰10的公开在下面讨论和附 图中的不同设想可以与各种服饰样式结合使用。

服饰10的主要组成部分包括躯干部位11和两个手臂部位12a和12b。 躯干部位11相对应于穿衣人的躯干，因此当穿上服饰时覆盖住了躯干。 类似地，手臂部位12a和12b分别对应于穿衣人的左右臂并当穿上服饰时， 覆盖住手臂。因此，服饰10呈现出了常见的长袖衬衫的一般样式。但是， 与常见的长袖衬衫相比，服饰10至少部分由一织物形成，该织物的结构 因物理刺激而被改变，并由此改变该织物的性质。例如，当该织物暴露于 水、增加的温度或流动的空气(例如，风)时，其渗透性或纹理可以变化。 因此，织物的结构可以改变以便使服饰10具有不同性质。下面的材料公 开了多种织物，为了改变织物或服饰10的性质，它们的结构因物理刺激 而变化。

第一织物结构

图2和图3公开了适用于服饰10的一部分织物20。织物20具有包括 多条纬纱线21和多条经纱线22的交织材料结构。因此，织物20可以通 过交织工艺机械地操作纱线21和22而形成，其涉及到以相互基本垂直的 角度交叉和编织纱线21和22。以相互基本垂直的角度交叉和编织纱线21 和22的过程形成了位于不同纱线21和22之间的多个不连续开口23。

各纱线21和22由一根或多根丝(filaments)或纤维(fibers)形成，其暴露 于特定的物理刺激后会发生尺寸变化。换句话说，当织物20在物理刺激 存在时，纱线21和22的尺寸(例如长度和厚度)会改变。纱线21和22 的尺寸变化对织物的20的结构产生影响。更具体地说，纱线21和22的 尺寸变化，改变了织物20的结构，由此改变织物20的性质。因此织物20 暴露于物理刺激引起了织物性质的改变，由此改变服饰10的性质。

现在将讨论织物20暴露于物理刺激对织物20性质影响方式。参考附 图2，织物20被描绘成未暴露的状态，其中纱线21和22未暴露于物理刺 激。然而，参考图3，织物20被描绘成暴露的状态，其中纱线21和22暴 露于物理刺激。在未暴露的状态，纱线21和22表现出相对窄厚度的尺寸 以使各开口23的面积相对大。然而，在暴露状态，纱线21和22显得更 厚，这减小了各开口23的面积。也就是说，使纱线21和22暴露于物理 刺激使得纱线21和22的厚度增加，这减小了各开口23的面积并改变了 织物20的结构。

织物20结构的变化(例如，开口23面积的减小)改变了织物20的 性质。在未暴露的状态，各开口23相对地大。然而，在暴露状态，各开 口23的面积减小，这降低了织物对诸如水、光和流动的空气的整体渗透 性。也就是说，在暴露状态下，各开口23的较小面积降低了水、光和流 动的空气可能穿透或以其它方式延伸穿过织物20的容易度。因此，使织 物20暴露于物理刺激改变了织物20的渗透性质，由此改变了服饰10的 渗透性质。

不同的物理刺激可以引起纱线21和22的尺寸变化，例如包括水(无 论是液态或气态)、增加的温度或流动的空气的出现。对水而言，许多材 料表现出吸收水并膨胀或其它形式的尺寸变化的趋势。尺寸的变化可能因 浸渍或接触到液态水而发生的相对快些。此外，尺寸的变化可能因例如长 期暴露在相对湿度大于75％的空气中而进展的相对慢些。织物20，特别 是纱线21和22可以由一种或多种这样的材料形成：其在诸如水等物理刺 激存在时，呈现出尺寸发生变化的趋势。而且，纱线21和22可以由因温 度提高或流动的空气而发生尺寸改变的材料形成。

上面讨论的纱线21和22可以由在水存在时会发生尺寸变化的材料形 成。例如，纱线21和22中的丝或纤维的至少一部分可以由吸湿性涤纶材 料形成，例如各种由日本Tejin纤维有限公司制造的吸湿性涤纶材料。在 某些实施方案中，纱线21和22可以是75丹尼尔(denier)，72丝半无光 型膨松涤纶纱(textured polyester yarn)，以及用于纱线21和22的纤维或 丝成分的合适的配方包括：(i)通常70％的非吸湿性涤纶和30％的吸湿 性涤纶；(ii)通常76％的非吸湿性涤纶和24％的吸湿性涤纶；(iii)通 常80％的非吸湿性涤纶和20％的吸湿性涤纶；或者(iv)84％的阳离子可 染涤纶，也通常是非吸湿性的涤纶和16％的吸湿性涤纶。因此，由吸湿性 涤纶形成的纤维或丝的百分比可以在本发明的范围内进行相当大的变化， 在某些实施方案中，其变化范围可以从5％到100％。在上述各实施例中， 非吸湿性或其它的尺寸稳定的涤纶纤维或丝与吸湿性涤纶纤维或丝相结 合。还可以采用其它非吸湿性聚合物纤维或丝，如人造纤维、尼龙、聚丙 烯酸酯。此外，丝、棉或毛可以被用在纱线21和22中。因此，很多种类 的材料都适用于不同的纱线21和22。

当结合进服饰10中后，织物20可以用来保护穿衣者免受特定环境状 况的影响或此外使穿衣者与特定的环境状况隔绝。正如上面的讨论，引起 纱线21和22中尺寸变化的一种物理刺激是水，如雨水。当雨水或其它来 源的水(例如，物理刺激)不存在时，织物20呈现未暴露状态且具有相 对高的渗透性，允许空气自由地进出服饰10，由此使穿衣者感到凉快。当 相当数量的水接触到服饰10，由此使织物呈现暴露状态，织物20表现相 对低的渗透性，阻止了水通过织物20的运动。更具体地说，以雨水形式 的水接触到服饰10会造成开口面积的减小且限制了进入服饰10的水量。 当纱线21和22由一材料形成，该材料遇到热、阳光或其它热源引起开口 面积的减小并限制进入服饰10中的太阳辐射量。此外，以风的形式存在 的流动的空气可以导致开口23面积的减小以限制通过服饰10的空气量。 因此，由在一种或多种物理刺激存在时尺寸可以变化的纱线21和22来形 成织物，可以用来有效地使穿衣者与特定的环境状况隔绝，如雨水、阳光 或风。

基于上述讨论，织物20可以由在物理刺激存在下尺寸会发生变化的 各种纱线21和22形成。纱线21和22的尺寸变化改变了织物20的结构， 由此引起织物20性质的变化。当结合进服饰10中，当暴露于物理刺激时 织物20性质的变化可以用来使穿衣者与特定的具体环境状况隔绝，如雨 水、阳光或风。因此，织物20有效地适用于变化的环境状况，以增加穿 衣者穿着服饰10的舒适度。

第二织物结构

涉及到织物20，纱线21和22至少部分由在物理刺激存在时尺寸会发 生变化的材料形成。然而，在某些实施方案中，不同的纱线可以全部由在 物理刺激存在时尺寸变化并不明显到一定程度的材料形成。也就是说，某 些形成服饰10的织物的纱线可以由受物理刺激影响不显著的尺寸稳定的 纱线形成。

图4和5中描绘了织物30，其包括多根纬纱线(weft yarn)31a，多根其 它纬纱线31b，多根经纱线(warp yarn)32a，多根其它经纱线32b，这些纱 线界定了各种开口33。然而，纱线31a和32a由在物理刺激存在时尺寸变 化的材料形成，纱线31b和32b由受物理刺激影响不明显的尺寸稳定的材 料形成。

下面将讨论织物30暴露于物理刺激对织物30性质影响方式。参考图 4，描绘了未暴露状态时的织物30，其中31a、31b、32a、32b未暴露于物 理刺激。但是参考图5，描绘了暴露状态时的织物30，其中31a、31b、32a、 32b暴露于物理刺激。在未暴露状态，各纱线31a、31b、32a、32b具有相 对窄厚度的尺寸以使各开口33的面积相对大。然而，在暴露状态，纱线 31a和32a具有更大的厚度，这减小了各开口33的面积。也就是说，使纱 线31a和32a暴露于物理刺激造成纱线31a和32a厚度增加，这减小了各 开口33的面积并改变了织物30的结构。如上所述，纱线31b和32b由受 物理刺激影响不显著的尺寸稳定的材料形成。因此，当纱线31b和32b暴 露于物理刺激时，其尺寸并不发生变化。

织物30结构的变化(例如，开口33面积的减小)改变了织物30的 性质。在未暴露状态，各开口33相对大。然而，在暴露状态，各开口33 的面积减小，这降低了织物30对例如水、光和流动的空气的整体渗透性。 也就是说，在暴露状态时，各开口33的较小面积降低了水、光和流动的 空气穿透织物30的容易度。因此，使织物30暴露于物理刺激改变了其渗 透性能。考虑到织物30可以代替服饰10中的织物20，使织物30暴露于 物理刺激可以被用来有效地改变服饰10的渗透性能。

由受物理刺激影响不明显的尺寸稳定的纱线形成的纱线31b和32b的 优势与织物30的尺寸稳定性有关。纱线31b和32b形成暴露于物理刺激 时尺寸变化并不明显的织物30的网。然而，纱线31a和32a尺寸变化，纱 线31b和32b保持尺寸稳定(如，是原始尺寸)。因此，尽管纱线31a和 32a的尺寸变化，但是纱线31b和32b可以被利用以确保保持织物30的形 状和尺寸。

第三织物结构

图6和7公开了用于形成至少一部分服饰10的织物的另一种可能的 结构，其中多根纬纱线41和多根经纱线42界定了各种开口43。纬纱线 41由在物理刺激存在时尺寸变化的材料形成，而经纱线42由受物理刺激 影响不显著的尺寸稳定的纱线形成。因此，当纬纱线41暴露于物理刺激 时，其尺寸基本上并不变化。

使织物40暴露于物理刺激改变了织物40的结构，这对织物40的性 质有影响。参考图6，描绘了未暴露状态的织物40，其中纱线41和42未 暴露于物理刺激。然而参考图7，描绘了暴露状态的织物40，其中纱线41 和42暴露于物理刺激。对于织物20和30而言，使纱线41和42暴露于 物理刺激造成纱线41厚度增加，这减少了各开口43的面积并改变了织物 40的结构。织物40结构的变化(例如，开口43面积的减小)改变了织物 40的性质。在未暴露状态，各开口33相对大。然而，在暴露状态，各开 口33的面积减小，这降低了织物30对例如水、光和流动的空气的整体渗 透性。因考虑到织物40可以代替服饰10中的织物20，使织物40暴露于 物理刺激可以用来有效地改变服饰10的渗透性能。对织物30而言，尽管 纬纱线41的尺寸发生变化，但是由受物理刺激影响不显著的尺寸稳定的 纱线形成纬纱线42，确保了保持织物40的形状和尺寸。

第四织物结构

可以利用织物20、30和40的结构来保护且另外使穿衣者与特定的环 境状况隔绝。如上所述，不同纱线的尺寸变化导致纱线之间的开口面积减 小。面积的减小降低了织物20、30和40的渗透性，由此允许较少的雨水、 日光和风进入服饰10。然而，在某些情况下可能期望增加形成服饰10的 织物的渗透性。例如，增加渗透性可以用来增大穿过形成服饰10的织物 的空气流量，由此增大了穿衣者汗液的排出量。

图8和9描绘了具有交织材料结构的织物50，其包括多根纬纱线51， 多根经纱线52a，以及多根经纱线52b。因此，织物50可以由完全在交织 工艺中通过机械地操作纱线51、52a和52b形成，这涉及到纬纱线51以基 本垂直的角度与纱线52a和52b交叉和交织。纬纱线51以基本垂直的角度 与纱线52a和52b交叉和交织的工艺形成了多个不连续的开口53。

虽然纱线52a由在物理刺激存在时尺寸会变化的材料形成，但是纱线 51和52b由受物理刺激影响不明显的尺寸稳定的纱线形成。此外，纬纱线 52a呈现波浪状或其它波形结构，然而纱线51和52是相对直的。

下面将详细讨论织物50暴露于物理刺激对织物50性质影响方式。参 考图8，描绘了未暴露状态时的织物50，其中纱线51、52a、52b未暴露于 物理刺激。但是参考图9，描绘了暴露状态时的织物50，其中纱线51、52a、 52b暴露于物理刺激。在未暴露状态，纱线51、52a、52b呈现相对窄厚度 的尺寸以使各开口53的面积相对小。然而在暴露状态，纬纱线52a显得更 厚和波动程度更大，这增加了开口53的面积。也就是说，纱线51、52a、 52b暴露于物理刺激造成纬纱线52a厚度的增加和波动程度的增大，这增 加了各开口53的面积并改变了织物50的结构。

织物50的结构的变化(如，增加开口53的面积)改变了织物50的 性质。在未暴露状态，各开口53相对小。然而在暴露状态，各开口53的 面积增加，这就增加了织物50对例如水，光，以及流动的空气的整体渗 透性。即在暴露状态时，各开口53的更大的面积增加了水，光，以及流 动的空气渗透通过织物50的容易度。因此，织物50暴露于物理刺激增加 了织物50的渗透性能，从而增加了服饰10的渗透性能。

当结合进服饰10中，织物50可以用来例如使穿衣者感到凉爽并排出 穿衣者身上的汗液。因此基于上述考虑，织物50可以由在物理刺激存在 下尺寸会变化且波动程度变化的各种经纱线52a形成。经纱线52a的尺寸 变化改变了织物50的结构，由此引起了织物50的性质的变化。当结合进 服饰10中，当暴露于物理刺激时织物50的性质的变化可以用来使穿衣者 感到凉爽并排出穿衣者身上的汗液。因此，织物50可以有效地用于改变 穿衣者的排汗情况以便提高穿着服饰10的穿衣者的舒适度。

第五织物结构

各织物20、30、40和50通过交织工艺形成，这涉及到以相互垂直的 角度交叉和交织纬纱线和经纱线。例如，用来改变穿衣者的排汗状况以增 加穿衣者的舒适度的织物，还可以通过机械操作纱线的其它方式形成。参 考图10和11，公开了通过互相打环工艺形成的织物60。互相打环涉及多 列成网格的环的形成，及针织是互相打环最常用的方法。织物60包括多 个层次(如在针织循环中相邻针形成的一排针状环)和多根由纱线61形 成的凸条(如通常在连续针织循环时相同针织产生的一列成网格的针状 环)。

纱线61由在物理刺激存在时尺寸变化的材料形成。更具体地说，纱 线61在暴露于物理刺激时，其尺寸(如长度和厚度)可以增加。当暴露 于物理刺激时，纱线61的长度和厚度的尺寸都发生变化。虽然厚度的增 加似乎会减少各开口62的面积，但长度的相应增加更大程度上分隔了纱 线61的不同部分且实际上增大了各开口63的面积。也就是说，厚度的增 加对各开口面积的影响比厚度增加影响更大，由此增加各开口63的整个 面积。因此当暴露于物理刺激时，织物60的渗透性提高。

下面将详细讨论织物60暴露于物理刺激对织物60性质影响方式。参 考图10，描绘了未暴露状态时的织物50，其中纱线61未暴露于物理刺激。 但是参考图11，描绘了暴露状态时的织物60，其中61暴露于物理刺激。 在未暴露状态，各开口63的面积相对小。然而在暴露状态，纱线61显得 更厚和更长。如上所述，长度增加的影响超过了厚度增加的影响，以增加 各开口63的整个面积。也就是说，纱线60暴露于物理刺激引起纱线60 长度的增加，这增加了各开口63的面积并改变了织物60的结构。

织物60结构的变化(例如，开口63面积的增大)改变了织物60的 性质。在未暴露状态，各开口63相对小。然而，在暴露状态，各开口63 的面积增大，这增强了织物60对例如水、光和流动的空气的整体渗透性。 也就是说，在暴露状态时，各开口63的较大面积增加了水、光和流动的 空气穿透织物50的容易性。因此，使织物60暴露于物理刺激增强了其渗 透性能，由此增强了服饰10的渗透性能。

当结合进服饰10中，织物60可以用来例如使穿衣者感到凉爽并排出 穿衣者身上的汗液，因此基于上述考虑，织物60可以由纱线61形成，其 在物理刺激存在时尺寸会变化且波动程度变化。纱线61的尺寸变化改变 了织物60的结构，由此引起织物60的性质的变化。当结合进服饰10中， 当暴露于物理刺激时织物60的性质的变化可以被用来使穿衣者感到凉爽 并排出穿衣者身上的汗液。因此，织物60可以有效地用于改变穿衣者的 排汗情况以便提高穿着服饰10的穿衣者的舒适度。

第六织物结构

在形成织物的不同纱线之间的各开口面积的增大或减小是一种方式， 其中织物的结构可以改变以改变织物的性质(如渗透性)。在某些实施方 案中，还可以改变织物的纹理以改变织物的性质。参考图12-15，公开了 织物70。织物70由纱线71和72通过互相打环工艺形成。正如下面更详 细地描述，织物70的纹理从相对地平滑变化到具有多个在穿衣者和织物 70之间形成分隔的结点73。结点73有效地保持织物70远离穿衣者并允 许空气流经织物70和穿衣者之间，由此增加汗液的排出量。为了形成织 物70，纱线71和72通过圆盘针织工艺被机械操作以形成具有运动针织物 (iersey knit)或者双面针织物凹凸组织结构的织物70。在某些实施方案中， 三根或多根纱线可以用来形成织物70，以及可以采用除了运动针织物和双 面针织物凹凸组织结构外的多种其它针织结构。

纱线71由在物理刺激存在下尺寸发生变化的材料形成，而纱线72由 受物理刺激影响不显著的尺寸不变的材料形成。因此，当纱线71暴露于 物理刺激时，其尺寸基本上都变化。纱线71延伸穿过由纱线72形成的结 构并主要定位在织物70的一面上。也就是说，纱线71的位置集中在织物 70的一面上。当纱线71暴露于物理刺激时，其尺寸变化，而纱线72保持 尺寸稳定。当暴露于物理刺激时，纱线71的尺寸增加并在织物70的一面 形成多个结点73。也就是说，当纱线71暴露于物理刺激时，其集中的面 积扩大并形成结点73。

参考图12和13，描绘了未暴露状态时的织物70，其中纱线71、72 未暴露于物理刺激。但是参考图14和图15，描绘了暴露状态时的织物70， 其中纱线71、72暴露于物理刺激。在未暴露状态，织物70呈现相对平滑 的纹理。然而在暴露状态，织物70由于多个结点73的存在呈现更多的纹 理。也就是说，纱线71暴露于物理刺激使在织物70的一面上形成结点73 并造成织物70纹理的增多，这改变了织物70的结构。

织物70结构的变化改变了织物70的性质。在未暴露状态，织物70 相对平滑且明显接触穿衣者。然而在暴露状态，织物70的纹理由于结点 73的形成而增多，这形成了穿衣者和织物70之间的分隔。也就是说，结 点73有效地保持织物70远离穿衣者并允许空气流经织物70和穿衣者之 间，由此增加汗液的排出率。织物70暴露于物理刺激增多了织物70的纹 理，由此增加了服饰10的纹理性质。因此，织物70适用于有效地改变穿 衣者的排汗情况以便提高穿着服饰10的穿衣者的舒适度。

第七织物结构

如上面发明背景部分所述，织物通常分为两类。第一类包括通过粘合、 熔合或互锁方法直接由纤维网或丝网形成的织物以形成非编织织物和毡。 第二类包括通过机械操作纱线形成的织物。织物20、30、40、50、60和 70均通过机械操作纱线形成，因此属于第二类织物。然而，与本发明有关 的构想也适用于非编织织物。

参考图16，公开了一种具有非编织织物结构的织物80，该织物包括 多根丝81和多根丝82。非编织织物通常由布置在移动式输送带上的一层 或多层聚合物丝制造，由此使形成的非编织织物具有大体均匀的厚度。织 物80包括两层，一层由多根丝81形成，另一层由多根丝82形成。

丝81由在物理刺激存在下尺寸变化的材料形成，而丝82由受物理刺 激影响不明显的尺寸稳定的材料形成。因此，在暴露于物理刺激时，丝81 的尺寸基本上都变化。丝81构成织物80的一层并主要定位在织物80的 一面上。也就是说，丝81的位置主要集中在织物80的一面上。当暴露于 物理刺激时，丝81的尺寸发生改变，而丝82仍然尺寸稳定。如同织物70 一样，其在不同面上也集中有不同的纱线，当暴露于物理刺激时，丝81 的尺寸增加且可能在织物80的一面形成多个结点。也就是说，当暴露于 物理刺激时，丝81集中的区域将扩展并且可能形成与结点73类似的结点。

描绘了具有由丝81和丝82形成的两个非编织层的织物80。在本发明 的某些实施方案中，丝82形成的层可以被通过机械操作纱线形成的织物 替代。也就是说，丝82形成的层可以由上述第二类中的织物形成。例如， 当形成具有这种结构时，丝81形成的层可以，例如与其他织物层粘合或 缝合。在其他实施方案中，丝81形成的层可以被例如织物60或上述其他 任何织物来替代。此外，形成的织物可以仅包括丝81层。然而在另一些 实施方案中，织物可以呈现一种结构，该结构中丝81和82均匀分布于整 个织物厚度中。因此，在物理刺激存在时尺寸变化的丝可以形成各种非编 织织物结构。

第八织物结构

织物70和80各显示了一种结构，该结构中尺寸稳定的材料(如纱线 72和丝82)集中于一个表面附近，而在物理刺激存在时尺寸变化的材料 (如纱线71和丝81)则集中于相反的表面附近。图17公开了可以获得这 种一般构型的另一种方式，其中织物90包括被编进(plait)衬垫网格(spacer mesh)材料一个表面内的纱线91。更具体地，衬垫网格材料包括分开的且 被多根连接纱线94连接的第一层92和第二层93。在物理刺激存在时尺寸 变化的纱线91是被编织或以其他方式编进第一层92的。纱线91由在物 理刺激存在时尺寸变化的材料形成，而第一层92、第二层93和连接纱线 94的每一种可以由尺寸稳定的材料形成。

在制造织物90的时候，可以采用双面经编拉舍尔针织(double needle bar Raschel knitting)工艺来由尺寸稳定的材料形成第一层92、第二层93 和连接纱线94。然后将纱线91编入或以其他方式加入进第一层92。在本 发明的另一些实施方案中，所有的第一层92都可以由在物理刺激存在下 尺寸就会变化的材料形成。可替代地，第一层92、第二层93和连接纱线 94可以由在物理刺激存在下尺寸变化的材料形成，而纱线91可由尺寸稳 定的材料形成。因此，各种构型可以与衬垫网格材料结合使用以提供一种 结构，该结构中尺寸稳定的材料集中于一个表面附近，而在物理刺激存在 下尺寸变化的材料集中于相反的表面附近。然而，在某些实施方案中，衬 垫网格材料的全部或大部分都可以由尺寸稳定的材料形成。

第九织物结构

在上述各种织物结构中，结合进织物的纤维、丝或纱线可以有在物理 刺激存在下尺寸变化的结构。纤维、丝或纱线上的涂层也可以用作在物理 刺激存在下改变尺寸的材料。参考图18，公开了一种包含纱线101和纱线 102的织物100。纱线101和纱线102由尺寸稳定的材料形成。然而，与 纱线102相比，纱线101包含在物理刺激存在时尺寸变化的涂层103。图 18和19描绘了未暴露状态(如纱线101和涂层103未暴露于物理刺激) 时的纱线101和涂层103。在未暴露状态时，纱线102与纱线101和涂层 103的组合体具有相似的直径。图20描绘了暴露状态时的纱线101和涂层 103，涂层103的整体直径显著增大。因此，织物100暴露于物理刺激将 导致纱线101和涂层103的组合体的尺寸发生变化。

在某些实施方案中，纱线101无论暴露于物理刺激还是未暴露于物理 刺激，其直径基本保持不变，而涂层103在物理刺激存在时发生膨胀或其 他方式的尺寸变化。在另一些实施方案中，当暴露于物理刺激时，涂层103 可以压缩纱线101。然而，在任何情况下，在暴露于物理刺激时，纱线101 和涂层103的组合体的整体直径增大。虽然纱线101可以由在物理刺激存 在时尺寸稳定的材料形成，但是纱线101也可以由在物理刺激存在时尺寸 变化的材料形成。

涂层103可以在形成织物100之前加到纱线101上。这种方法的一个 优势是织物100中的特殊纱线包括涂层103。在另一些实施方案中，涂层 103可以在织物100形成之后加入。也就是说，可以采用一种印染工艺(如 丝网印染工艺)将涂层103涂覆到织物100的规定区域。与图18描绘的 结构相比，采用印染工艺是将涂层103涂覆到织物100的各区域，而不是 织物100内部的单根纱线上。

织物结构总述

基于上述讨论，各种织物可以由在物理刺激存在时尺寸变化的纤维、 丝或纱线形成。纱线尺寸的变化改变了织物的结构，因此导致了织物性质 的变化。根据纱线所采用的材料，例如织物内水或温度的变化可以作为物 理刺激。当结合进一件服饰里时，暴露于物理刺激时织物性质的变化可以 用于例如使个体与特殊的环境条件隔离或者适于改变个体的排汗率。因 此，本发明涉及适于有效地增强穿衣者舒适度的织物。

                    II改性织物结构示例

上述资料公开了具有一种结构的各种织物，该结构受物理刺激后发生 变化以改变织物的性质。这里将讨论这些或其他织物结构可以改性的各种 方式。例如，可以向织物结构中粘合入材料以赋予其抗拉伸性，可以在织 物结构中形成切口或部分切口，或者涂覆涂层以阻止物理刺激的作用。

第一改性织物结构

上述每一种织物结构主要由各种丝、纤维或纱线形成。根据形成丝、 纤维或纱线的具体材料，上面公开的各种织物可以基本上都呈现可伸展的 性质。也就是说，在张力影响下织物会产生明显变形。为了限制织物的伸 展性，可以将抗伸展性程度更高的各种材料粘合入或以其他方式固定到织 物中。

参考图21，公开了另一种服饰，具体是一双鞋10’，其具有鞋面11’和 鞋底结构12’。如图22和23所示，与普通鞋相比，鞋面11’加入了具有基 层111和增强结构112的织物110。基层111可以是上述各种织物结构中 的任何一种。也就是说基层111可以是织物20、30、40、50、60、70、80、 90或者100中的任何一种。因此，基层111具有受物理刺激影响而变化以 改变织物110总体性质的结构。

增强结构112是聚合物薄片，例如，其具有多个界定由横向部分和纵 向部分交叉形成的网格结构的大体方形的孔。然而，当基层111受到张力 作用时，其可能会出现明显的拉伸，而增强结构112受到同样的张力作用 时，其拉伸的幅度较小。在这种构型中，增强结构112的抗伸展性赋予整 个织物110抗伸展性。因此，增强结构112限制了织物110可以伸展的整 体程度。

当用于行走、跑步或者其他运动时，鞋，如鞋10’可能受到明显的力 作用。更具体地说，在体育活动时，脚可以向鞋面11’施加显著的力。这 些力可以趋向于拉伸鞋面11’或者以其他方式使鞋面11’的材料处于拉紧状 态。虽然使鞋面11’能够进行相对小程度的拉伸会增强鞋10’的总体舒适度， 但是明显的拉伸并没有益处。因此，增强结构112限制了织物110可以伸 展的总体程度，由此抵抗基层111固有的伸展性。

如上面的详细讨论，每种织物结构受到物理刺激后都会发生变化以改 变织物结构的总体性质。例如，织物的一部分在受到热或水的影响后尺寸 发生变化以形成孔使得热空气或者汗能够排出。类似地，织物的一部分在 受到热或水的影响后尺寸发生变化以关闭孔来限制空气或者雨水进入鞋 10’。将增强结构112加入上述任意一种织物结构中将增强用于鞋类或者其 他体育装备应用中的织物结构的总体性质和舒适度。换句话说，基层111 和增强结构112的组合使得织物在受到物理刺激时发生变化以改变鞋10’ 的总体性质，同时也使得织物具有期望的抗伸展程度。

抗伸展性并不仅仅是通过加入增强结构112而获得的唯一优势。例如， 增强结构112或者类似结构可以赋予耐磨性，从而增强了织物110的耐用 性。此外，增强结构112可以增强加入了织物110的物品的美感。进一步， 增强结构112还可以提供一个牢固的部位来用于固定或者以其他方式将织 物110加入到物品中。

上述增强结构112具有网格结构，其界定了大体方形的孔。如图24A 和24B分别所示，增强结构112也可以界定梯形或者圆形的孔，或者其他 任何实际形状的孔。如图24C和24D分别所示，当期望在特定的方向具有 抗伸展性时，直线条或曲线条的增强结构112可以与基层111结合。此外， 当期望仅在织物的特定区域具有抗伸展性时，增强结构112可以仅设置在 织物110的一部分上。因此，增强结构112的具体结构可以根据织物110 的特定应用场合或需求而发生明显变化。

上述增强结构112是聚合物薄片，但也可以是本发明范围内的各种其 它材料。例如，增强结构112可以是不同的织物，衬垫网格材料、皮革、 人造革或固定到基层111的膜。增强结构112也可以是注入基层111结构 内的聚合物。也就是说，可以向基层111上注入熔融的聚合物材料以形成 增强结构112。在某些实施方案中，增强结构112可以是编织入基层111 的比基层111伸展性弱的纱线或者丝。因此，在本发明范围内适用于增强 结构112的具体材料可以显著不同。

第二改性织物结构

改变上面公开的任何一种织物结构的另一种方式涉及切口的形成。图 25描绘了一件服饰10”，其基本由上面公开的织物70形成。多个半圆形 切口74延伸穿过织物74，由此延伸穿过每根纱线71和72。参考图26， 描绘了未暴露状态时的具有切口74的织物70的一部分，此时纱线71和 72未暴露于物理刺激。然而参考图27，描绘了暴露状态时的织物70，此 时纱线71和72暴露于物理刺激。在未暴露状态时，织物70相对平整， 切口74形成的袋盖是闭合构型。然而在暴露状态时，切口74形成的袋盖 向上卷曲并在织物70上形成孔，由此改变了织物70的结构和性质。

织物70结构的变化(如切口74的形成)改变了织物70的性质。在 未暴露状态时，织物70相对平整，切口74没有形成孔。然而在暴露状态 时，由切口74形成的袋盖向上卷曲以在织物70上形成孔，这允许增多的 空气在服饰10”的外部和内部之间流动。如上所述，织物70暴露于物理 刺激不仅增多了织物70的纹理，而且增强了织物70的空气流动的性质。

织物70被构建成纱线71集中于一个表面，而纱线72集中于相反的表 面。当暴露于物理刺激时，例如，如水或者温度的变化，纱线71尺寸变 化且尺寸增加。由于纱线71尺寸的增加导致织物70尺寸的增加受尺寸相 对稳定的纱线72限制。因此，纱线71的膨胀引起切口74形成的袋盖向 上卷曲并朝向纱线72集中的表面。织物70并不是当暴露于物理刺激时以 这种方式反应的唯一一种织物结构。织物80和90也都可以显示类似的性 质，这归因于尺寸变化的材料集中于一个表面，而尺寸稳定的材料集中于 相反的表面。

虽然切口74可以呈如上所述的半圆形状，但是其他各种形状也适用于 切口74。例如，如图28A和28B分别所示，切口74可以具有更圆的形状 或者具有角状形状。如图24A和24D分别所示，切口74也可以呈V形或 S形。如图28E所示，在某些实施方案中，切口74可以背离上述的非线性 形状，且可以是线性形状。

可以采用各种技术来形成切口74，包括冲切或者激光切割操作。在某 些环境中，切口74可以通过织物70的针织工艺形成。也就是说，可以机 械操作纱线71和72的方式形成切口74。

第三改性织物结构

每一种织物70、80和90显示一种结构，其中当暴露于物理刺激时尺 寸变化的材料集中于织物结构的一个表面。类似于切口74的切口可以形 成在上述公开的任何一种织物结构中。当切割形成切口74时，织物70在 受物理刺激之前仍然保持平整结构。然而一些织物结构在切割且未暴露于 物理刺激时就会卷曲。

参考图29，描绘了未暴露状态的织物120。织物120包含多个切口124。 选择由各种纱线和形成纱线的材料机械操作形成织物120的方式以使切口 124的边缘在切割和未暴露于物理刺激时发生卷曲。然而，如图30所示， 当暴露于物理刺激时，由于纱线尺寸的变化使得边缘没有卷曲。也就是说， 当暴露于物理刺激时，切口124形成的孔闭合。

当加入到服饰中时，例如织物120可以用于保护穿衣者免受雨淋。当 没有水时，切口124形成服饰上的孔有利于服饰内部和外部之间的空气流 动。然而受到雨淋时，切口124形成的孔闭合以限制进入服饰的水量。因 此，服饰可以适用于变化的环境条件。

第四改性织物结构

切口74和124分别整体延伸穿过织物70和120。然而在某些实施方 案中，只有部分延伸穿过织物结构的切口更有利。图31描绘了一种织物 130，其包括多个仅部分延伸穿过织物130的部分切口134。参考图32A， 示意性描绘了织物130，其包括层131和另一个层132，且部分切口134 延伸穿过层131。层131和层132示意性代表织物70、80和90的一般结 构，其中在物理刺激存在时尺寸变化的材料集中于一个表面附近，而尺寸 稳定的材料集中于相反的表面附近。

图32A中，部分切口134整体延伸穿过层131，因此，在此区域内没 有层131。层131可以加入，例如大部分在物理刺激存在时尺寸变化的材 料。形成部分切口134能有效地使这些材料失效。因此，部分切口134的 形成是一种防止或限制由于物理刺激存在织物130的特定区域的性质发生 变化的方式。虽然部分切口134被描绘为线形结构，但是部分切口134可 以覆盖织物130的一片区域。

虽然部分切口134可以表示不含层131的区域，但是部分切口134也 可以形成这种区域，即该区域中层131熔化或仅缺少部分层131。参考图 32B和32C，部分切口134在层131上形成凹陷。形成凹陷的一种方式是 熔化层131的材料，从而在层131的较低区域集中该材料。因此，实际上 部分切口134可以表示层131的熔化区域。虽然熔融的材料和部分切口134 内的材料可以相同，其在物理刺激存在时尺寸发生变化，但是部分切口134 内材料的更加集中可以限制暴露于物理刺激时织物130性质的改变。也就 是说，层131的熔化部分可以有效地使在物理刺激存在时尺寸变化的材料 失效。形成部分切口134的合适方法包括，例如激光切割或热模。

虽然部分切口134可以延伸到在物理刺激存在时尺寸发生变化的材料 中，但是部分切口134也可以延伸到尺寸稳定的材料中。也就是说，部分 切口134可以延伸穿过层132而不是层131。在某些实施方案中，部分切 口可以部分延伸穿过包含单个层的材料中，例如织物20、30和40。

熔化形成层131或者132的材料以便形成部分切口134，这也可以用 于形成一种类似于增强结构112的结构。如上所述，增强结构112可以赋 予织物抗伸展性或耐磨性。通过熔化部分的层131或132，形成层131和 132的材料能有效地集中且也可以赋予织物130抗伸展性或耐磨性。因此， 部分切口134的形成是形成增强结构112的另一种方式。

第五改性织物结构

织物中部分切口的形成是阻止织物在物理刺激存在时尺寸发生变化或 使其失效的一种方式。纤维、丝或纱线上的涂层也可以用于隔绝导致材料 尺寸发生变化的物理刺激。参考图33，公开了一种包含纱线141和纱线 142的织物140。纱线141和纱线142由在物理刺激存在时尺寸发生变化 的材料形成。然而与纱线141相比，纱线142包含涂层143，该涂层可以 隔绝物理刺激对纱线142的影响。图34描绘了未暴露状态的纱线141和 142，此时纱线141和纱线142具有相近的直径。图35描绘了暴露状态的 纱线141和142，此时纱线141的总体直径明显大于纱线142。因此，使 织物140暴露于物理刺激将导致纱线141的尺寸发生变化，但是涂层143 防止或以其他方式限制纱线142的尺寸发生变化。

多种材料可以适用于涂层143。例如，如果形成纱线141和142的材 料受水影响尺寸发生变化，那么就可以采用任何防水涂层。如果物理刺激 是光或热，那么可以采用不透明的或隔热的涂层。涂层143可以在形成织 物140之前加入到纱线142上。这种方法的一个优势是织物140内的特定 纱线包含涂层143。在另一些实施方案中，涂层143可以在形成织物140 后加入到织物140上。也就是说，可以采用印染工艺(如丝网印染工艺) 将涂层143置于织物140的特定区域。相比图33中描绘的结构，采用印 染工艺将涂层143置于织物140的区域中，而不是织物140中的单根纱线。

改性织物结构总述

增强结构、切口、部分切口和涂层可以用于改变或加强上面公开的任 何一种织物结构。增强结构、切口、部分切口和涂层的不同组合也可以用 于改变或加强上面公开的任何一种织物结构。例如，切口或部分切口可以 形成在由增强结构界定的孔内。此外，涂层可以用于影响具有切口的区域 的反应。

在上文和参照不同实施方案的附图中公开了本发明。然而，公开内容 所起的作用是提供与本发明相关的不同特点和构想的实施例，而不是限制 本发明的范围。相关领域的技术人员会认识到可以对上述实施方案进行许 多变化和修改而并不背离由所附的权利要求界定的本发明的范围。

相关申请的相互参照

此非临时性的美国专利申请是部分继续申请，且要求享有美国专利申 请系列号10/805681的优先权，其于2004年3月19日向美国专利商标局 提交且题目为结合可改变织物结构的服饰，此现有的美国专利申请的全部 内容在此引入作为参考。

发明背景