使用热致变色染料监控和最优化锻炼成果的服装的制作方法
【专利摘要】用于监控体力活动的过程中的最优身体外壳温度的服装。所述服装使用热致变色染料和热致变色油墨来指示随着体力活动的开始和进行身体外壳温度的变化。所述热致变色染料和油墨在所述身体外壳温度已经达到指示最优肌肉成果的温度时显色并通知所述服装的穿戴者是增加还是降低体力活动的强度以建立或保持所述最优身体外壳温度。
【专利说明】使用热致变色染料监控和最优化锻炼成果的服装
[0001]交叉参考相关应用
[0002]本申请要求于2012年4月6日提交的美国临时申请号61/621，066的优先权，其内容在此为所有目的通过参考方式引入本文。
【技术领域】
[0003]本实用新型主要涉及纺织品，特别是运动服装，所述运动服装包含指示最优肌肉成绩并且也可以警告高热肌肉状态(包括反映在升高的身体外壳温度中的高热核心身体温度)的多种热致变色染料。
【背景技术】
[0004]健身服装为运动员提供舒适感，允许运动员在不同的气候和条件中锻炼。这样的服装的现代迭代也从皮肤排走水分。但是，制造健身服装的织物没有通知穿戴者或教练锻炼过程中的身体状况。例如，所述织物不提供有关身体温度、热量消耗、或峰值成绩的信息。相反，在某种程度上运动员或教练需要有这样的信息，他们通常必须依靠电子传感器或他们对身体进行得如何所作出的自行评估。
[0005]热致变色颜料已经遍布日常活动的许多方面。已被配制成油墨和染料的这些颜料也已经在衣服制品中使用，其中主要是为了美观的目的。热致变色着色的衣服产品还没有包含在更精确的温度范围内例如用于温度和肌肉成绩监控的热致变色油墨和染料。
[0006]对于运动员来说，存在以经济的方式监控和提高他们的成绩的需要，特别是对于临时或业余的运动员。温度监控对于成绩最优化可能还有很长的路要走。
实用新型内容
[0007]本实用新型描述了用于监控服装穿戴者中的最优身体外壳温度的服装。所述服装可用于例如由运动员进行的温度监控以及医学温度监控指示中。温度监控可以揭示高热状态。
[0008]在一些方面，所述服装包括排汗织物，其可以包含棉、尼龙、聚酯或它们的共混物。在一些方面，所述服装包含多种热致变色染料。所述服装可以包含在约32°C改变颜色的第一热致变色染料、在约34°C改变颜色的第二热致变色染料、和在约36°C改变颜色的第三热致变色染料。所述服装可以包含在约33°C改变颜色的第一热致变色染料、在约35°C改变颜色的第二热致变色染料、和在约37°C改变颜色的第三热致变色染料。可选的是，所述服装可以包括包含在约33°C、在约34°C、或在约35°C改变颜色的热致变色油墨的标识(logo)或设计(design)。可选的是，所述服装可以包含在约37°C改变颜色、在约38°C改变颜色、在约39 V改变颜色、或在约40 V改变颜色的第四热致变色染料。
[0009]所述服装优选包括衬衫。所述衬衫可以仅在袖子中、或仅在所述衬衫的肩部部分中、或仅在所述衬衫的前部、或仅在所述衬衫的背部、或仅在所述衬衫的胸部部分中、或仅在所述衬衫的腹部部分中或其组合包含多种热致变色染料，包括第一、第二、第三和第四热致变色染料。
[0010]所述服装可以在穿戴所述服装的对象的体力活动中监控最优肌肉成果的方法中使用。在一些方面，所述方法包括如下步骤:锻炼所述服装下的一个或者多个肌肉群到提高所述肌肉群和所述服装之间的身体外壳温度的程度，通过检测从所述服装的第一颜色到所述服装的第二眼色的变化来确定所述身体外壳温度为至少32°c，和提高所述一个或者多个肌肉群的锻炼强度至使所述肌肉群和所述服装之间的所述身体外壳温度升高直到所述身体外壳温度为至少34°C的程度，和通过检测从所述服装的所述颜色到所述服装的第三颜色的变化来确定所述身体外壳温度为至少34°C。在一些方面，所述方法包括如下步骤:锻炼所述服装下的一个或者多个肌肉群到提高所述肌肉群和所述服装之间的身体外壳温度的程度，通过检测从所述服装的第一颜色到所述服装的第二眼色的变化来确定所述身体外壳温度为至少33°C，和提高所述一个或者多个肌肉群的锻炼强度至使所述肌肉群和所述服装之间的所述身体外壳温度升高直到所述身体外壳温度为至少35°C的程度，和通过检测从所述服装的所述颜色到所述服装的第三颜色的变化来确定所述身体外壳温度为至少35°C。
[0011]所述方法可以进一步包括通过检测从所述服装的所述第三颜色到所述服装的第四颜色的变化来确定所述身体外壳温度为至少36°c，和降低所述一个或者多个肌肉群的锻炼强度至使所述肌肉群和所述服装之间的所述身体外壳温度降低直到所述身体外壳温度为至少34°C的程度。所述方法可以进一步包括通过检测从所述服装的所述第三颜色到所述服装的第四颜色的变化来确定所述身体外壳温度为至少37°C，和降低所述一个或者多个肌肉群的锻炼强度至使所述肌肉群和所述服装之间的所述身体外壳温度降低直到所述身体外壳温度为至少35°C的程度。
[0012]本实用新型还提供了一种用于采用多种热致变色染料来使排汗服装着色的方法。所述方法主要包括如下步骤:使服装与阳离子型试剂接触足以赋予所述服装的织物电荷的一段时间；漂洗所述服装以除去所述阳离子型试剂；使所述服装与染料溶液接触足以使所述织物着色的一段时间，所述染料溶液包含在约32°C改变颜色的第一热致变色染料、在约34°C改变颜色的第二热致变色染料、和在约36°C改变颜色的第三热致变色染料，或者，使所述服装与染料溶液接触足以使所述织物着色的一段时间，所述染料溶液包含在约33°C改变颜色的第一热致变色染料、在约35°C改变颜色的第二热致变色染料、和在约37°C改变颜色的第三热致变色染料；向所述染料溶液添加分散剂并使所述服装与所述分散剂接触足以基本均匀地将所述热致变色染料涂布在所述织物上的一段时间；向所述染料溶液添加固定剂并使所述服装与所述固定剂接触足以将所述热致变色染料固定至纤维上的一段时间；向所述染料溶液添加粘合剂并使所述服装与所述粘合剂接触足以将所述热致变色染料粘合至纤维上的一段时间；漂洗所述服装以除去所述染料溶液；干燥所述服装；以及可选地使用在约34°C改变颜色或在约35°C改变颜色的热致变色油墨在所述服装上涂上标识或设计。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]当结合附图阅读时，从下面的详细描述可以最好地理解本实用新型。需要强调的是，根据通常的做法，附图的各种特征不是按比例绘制。相反，为清楚起见，各种特征的尺寸被任意地放大或缩小。在附图中包括的有以下图形:
[0014]图1图示了响应于来自最优热量消耗和肌肉代谢的表面身体温度中的变化的衬衫颜色变化。随着达到沿着预定温度连续区(continuum)的每种温度,衬衫改变沿着所述连续区的颜色，并且被表示为所述图像中的阴影的暗度增加。基于温度的升高和降低，颜色变化是可以逆转的。
[0015]图2图示了在休息时(例如在训练(workout)之前)和锻炼某些肌肉群之后躯干的不同部位的表面身体温度(摄氏度)。
【具体实施方式】
[0016]有关本实用新型的各方面的各种术语在整个说明书和权利要求书中使用。这些术语将赋予它们在本领域中的普通含义，除非另有说明。其他具体定义的术语应以在本文中提供的定义相一致的方式进行解释。
[0017]通篇所用的单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数对象，除非另有说明。
[0018]术语“包含”和“包括”涵盖更具有限制性的术语“基本由......组成”和
“由......组成”。
[0019]本实用新型描述了用于在锻炼过程中确定反映于身体表面热变化的最优和次优肌肉成果的服装，所述身体表面热变化介导浸溃于或涂布在服装的纤维上的热致变色油墨和染料的颜色变化。本实用新型还描述了用于制造所述运动服装的方法和用于基于身体表面温度的变化评价在锻炼过程中肌肉成果的方法。一个基本的特征是在特定身体表面温度变化时改变颜色以反映次优和最优肌肉成果或者反映高热状态的热致变色染料和油墨的混合物。
[0020]所述服装可以是任何的衣服、平针织物(jersey)或纺织品的制品，优选为打算在锻炼过程中使用的衣服，不过在一些方面，所述衣服可以是目的用于高热身体外壳温度(包括医疗用途)的监控。所述服装可以是通常在特定类型的锻炼或特定的体育活动过程中穿戴的衣服制品，包括跑步服装、举重服装、步行健身服装、滑雪(滑降或越野)服装、自行车骑乘服装、游泳服装、交叉训练服装、登山服装、瑜伽服装和其他类型的运动衣服。服装包括但不限于:衬衫、礼服、手腕带、短裤、长裤、套裤、袜子、鞋子、旅游鞋、手套、帽子、面罩、头带、以及它们的变体或它们的组合。衬衫是优选的。
[0021]所述服装可以由任何合适的材料或纤维制成。所述服装可以由棉、聚酯、尼龙、羊毛、纤维素、人造丝、莱赛尔纤维(Iyocell)、弹性纤维、氨纶(spandex)、丝料以及它们的组合制成。所述服装可以具有排汗特性或吸湿特性。棉制服装在一些方面是优选的。
[0022]所述服装优选包含多种热致变色染料。所述热致变色染料可以浸溃或注入到用于制造所述服装的材料的纤维中，或者所述染料可以涂布到纤维的表面上。所述服装的纤维可以单独使用热致变色染料进行着色，或者可以使用热致变色染料与常规非热致变色染料的组合进行着色。在同时使用热致变色染料和常规染料的情况下，各种染料类型可独立地被浸溃或注入到制作所述服装所使用的材料的纤维中，或者涂布到所述纤维的表面上，或者两者。例如，在一些方面，使用常规的非热致变色染料浸溃纤维，并使用热致变色染料涂布所述纤维。在一些方面，所述纤维使用非热致变色染料和热致变色染料两者进行涂布。
[0023]在一些方面，所述服装进一步包括至少一种或多种热致变色油墨，包括热致变色涂料。因此，所述服装的纤维除了包含热致变色染料之外，该纤维还可以涂有热致变色油墨。热致变色油墨涂层可以施加到所述服装的全部或部分。例如，包含热致变色染料的服装还可以包括已经使用一种或者多种热致变色油墨涂布在纤维的表面上的设计，包括标识。例如，参见图1。热致变色油墨涂层可能掩盖所述服装的一部分，使得由油墨覆盖的部分的热致变色染料的颜色变化将因为所述油墨覆盖了所述染料而不可见。
[0024]热致变色颜料响应于它们的微环境的变化通常为pH值的变化而改变颜色。一般来说，所述颜料在有色状态和无色状态之间变换。热致变色染料和油墨一般与质子供体酸性彩色显影剂和低熔融蜡包装在一起，所有这些都容纳在聚合物胶囊或微胶囊中。在所述酸性彩色显影剂存在的情况下，热致变色染料被彩色显影剂提供的质子所质子化，并且这种质子化导致染料分子的构象变化，从而导致颜色的变化。在没有所述酸性彩色显影剂存在的情况下，热致变色染料分子恢复到其天然形式并且颜色变化被逆转。这种颜色变化可以例如根据蜡的熔点进行控制，使得当蜡是固体形式时，染料和酸性彩色显影剂被隔离，并且第一颜色是可见的，而当蜡熔化时，染料和酸性彩色显影剂可以相互作用而使颜色发生变化，并且第二颜色是可见的，或者所述第一颜色变为无色。于是，可以根据蜡熔化的温度控制颜色的变化。根据本实用新型，热致变色染料优选包括在所需的温度基本熔化的蜡，使得可以实现更精确的温度监控。
[0025]根据本实用新型，可以使用任何合适的热致变色染料。这些染料可以包含无色染料。所述染料可以包含液晶染料。所述染料可以包含无色染料和液晶染料的混合物。所述染料可以包含荧光母素(fluoran)或结晶紫内酯。所述染料可以包含红色、橙色、黄色、绿色、蓝色或紫色的颜色，包括它们的任何浓淡变化(shade)。所含染料可以以液体、半液体、浆料或固体形式提供。
[0026]所述服装优选地包含在特定温度下独立地改变颜色的多种热致变色染料。所述多种热致变色染料中的每一种可以选择为沿着温度连续区的特定的点改变或失去颜色，从而暴露出下一种热致变色染料的颜色，直到达到足够高的温度并且没有进一步的颜色变化的可能，例如，热致变色染料的温度界限存在于所述服装中或者存在于所述服装上。
[0027]随着身体的表面/外壳温度的升高，将第一热致变色染料及其酸性显影剂隔离的低熔融蜡熔化，使第一染料和显影剂相互作用，从而使第一染料变成无色，由此暴露第二热致变色染料的颜色。随着身体表的温度进一步上升，将第二热致变色染料及其酸性显影剂熔化隔离的蜡熔化，使第二染料和显影剂相互作用，从而使第二染料变成无色，由此暴露第三热致变色染料的颜色。这种一般反应可以通过存在于所述多种热致变色染料中的每一种热致变色染料来进行，直到最后的热致变色染料改变或失去其颜色。参见图1。在一些方面，当最后的热致变色染料已经失去了它的颜色的时候，所述服装的由非热致变色染料所确立的基础颜色被暴露。随着身体表面温度的降低，这些反应被逆转，并且已经改变颜色的每种热致变色染料将恢复到其原来的颜色。随着每种热致变色染料依次恢复到其原来的颜色，所述服装的颜色以相反的顺序发生变化，例如，暴露出第二热致变色染料的颜色，然后暴露出第一热致变色染料的颜色。
[0028]所述服装可以包含两种、三种、四种、五种、六种、七种、八种、九种、十种或更多种热致变色染料。在一些优选方面，所述服装包含两种至五种热致变色染料。在一些方面，所述服装包含两种至四种热致变色染料。在一些方面，所述服装包含三种至四种热致变色染料。在一些方面，所述服装包含两种至三种热致变色染料。
[0029]优选的是，所述服装中或者所述服装上没有热致变色染料或热致变色油墨改变休息身体外壳温度的温度，如锻炼活动开始前的身体外壳温度或者正常的身体外壳温度。于是，在锻炼前的休息身体外壳温度，所述服装包含第一颜色，并且该颜色将不改变，除非所述服装被加热至高于锻炼前的温度，即休息身体外壳温度。所述加热由与所述服装的材料接触或者临近所述服装的材料的皮肤提供。锻炼前的休息身体外壳温度可以为约29°C至约35°C，在有些方面，可以为约29°C至约31°C，在有些方面，可以为约30°C至约32°C，在有些方面，可以为约30°C至约33°C，在有些方面，可以为约31°C至约33°C，并且在有些方面，可以为约32°C至约34°C。于是，在有些方面，所述热致变色染料或油墨在未超过约29°C的温度时没有改变颜色。在有些方面，所述热致变色染料或油墨在未超过约30°C的温度时没有改变颜色。在有些方面，所述热致变色染料或油墨在未超过约31°C的温度时没有改变颜色。在有些方面，所述热致变色染料或油墨在未超过约32°C的温度时没有改变颜色。在有些方面，所述热致变色染料或油墨在未超过约33°C的温度时没有改变颜色。在有些方面，所述热致变色染料或油墨在未超过约34°C的温度时没有改变颜色。在有些方面，所述热致变色染料或油墨在未超过约35°C的温度时没有改变颜色。
[0030]额外的热致变色染料和油墨在所述服装被加热至高于锻炼前的休息身体外壳温度的温度时改变颜色。这些染料和油墨可以在优选高于约32°C的温度改变颜色，包括失去颜色，在一些方面，在高于约33°C的温度改变颜色，包括失去颜色，在一些方面，在高于约340C的温度改变颜色，包括失去颜色，并且在一些方面，高于约35 V的温度改变颜色，包括失去颜色。第二、第三、第四、第五和额外的热致变色染料和油墨可以在所述服装被加热至逐渐高于锻炼前的休息身体外壳温度的较高温度时改变颜色。所述加热一般由与所述服装的材料接触或者临近所述服装的材料的皮肤提供，并且身体热量随着身体用力的增加而增力口。由于所述染料和油墨改变颜色，因此所述服装至少有一部分也改变颜色。颜色变化反映所述服装在任意给定部分的温度。优选的是，所述服装包含至少两种、在一些方面包含至少三种、并且在一些方面包含至少四种热致变色染料。这些热致变色染料可以在所述服装被加热至足以使与所述染料混合的特定的低熔融蜡熔化的温度时改变颜色。所述服装的不同部分的温度是最临近所述部分的身体外壳温度的函数，并且所述服装的给定部分的颜色优选反映被该部分覆盖的身体外壳的温度。下表展示服装温度的非限定性示例，在该服装温度，每种染料或油墨可以以多种方式根据本实用新型的实施方式改变颜色。
[0031]表I包含四种热致变色染料或油墨的服装的温度变化
[0032]
【权利要求】
1.运动服装，其用于监控所述服装的穿戴者的最优身体外壳温度，所述服装包括排汗织物，所述排汗织物包含在约32°c改变颜色的第一热致变色染料、在约34°C改变颜色的第二热致变色染料、和在约36 V改变颜色的第三热致变色染料。
2.根据权利要求1所述的运动服装，进一步包括包含在约34°C改变颜色的热致变色油墨的标识或设计。
3.根据权利要求1所述的运动服装，其中，所述排汗织物包含棉和尼龙纤维。
4.根据权利要求1所述的运动服装，进一步包含在约38°C改变颜色的第四热致变色染料。
5.根据权利要求1所述的运动服装，其中所述服装是衬衫。
6.根据权利要求5所述的运动服装，其中，所述第一热致变色染料、所述第二热致变色染料、和所述第三热致变色染料仅存在于袖子中。
7.根据权利要求5所述的运动服装，其中，所述第一热致变色染料、所述第二热致变色染料、和所述第三热致变色染料仅存在于所述衬衫的肩部部分上。
8.根据权利要求5所述的运动服装，其中，所述第一热致变色染料、所述第二热致变色染料、和所述第三热致变色染料仅存在于所述衬衫的胸部部分上。
9.运动服装，其用于监控所述服装的穿戴者的最优身体外壳温度，所述服装包括排汗织物，所述排汗织物包含在约33°C改变颜色的第一热致变色染料、在约35°C改变颜色的第二热致变色染料、和在约37 °C改变颜色的第三热致变色染料。
10.根据权利要求1所述的运动服装，进一步包括包含在约35°c改变颜色的热致变色油墨的标识或设计。
11.根据权利要求9所述的运动服装，其中，所述排汗织物包含棉和尼龙纤维。
12.根据权利要求9所述的运动服装，其中所述服装是衬衫。
13.根据权利要求9所述的运动服装，其中，所述第一热致变色染料、所述第二热致变色染料、和所述第三热致变色染料仅存在于袖子中。
14.根据权利要求9所述的运动服装，其中，所述第一热致变色染料、所述第二热致变色染料、和所述第三热致变色染料仅存在于所述衬衫的肩部部分上。
15.根据权利要求5所述的运动服装，其中，所述第一热致变色染料、所述第二热致变色染料、和所述第三热致变色染料仅存在于所述衬衫的胸部部分上。
【文档编号】A41D13/00GK203633534SQ201320613377
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年3月15日
【发明者】小克罗克特·E·肯尼思 申请人:小克罗克特·E·肯尼思