ES2968296T3 - Inserto permeable al vapor para prendas de vestir y accesorios, prenda de vestir y accesorios con dicho inserto - Google Patents

Abstract

Un inserto permeable al vapor (14, 114, 214, 314) para prenda de vestir o accesorio, que comprende un elemento colector (16, 116) adaptado para absorber la radiación solar, un elemento de ventana (15, 115, 215, 315) que es transparente a la radiación solar absorbida por el elemento colector, y un espacio intermedio formado entre el elemento de ventana (15, 115, 215, 315) y el elemento colector (16, 116), el elemento colector (16, 116) y el elemento de ventana (15, 115, 215, 315) estando dispuestos en dos caras opuestas del espacio intermedio. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Inserto permeable al vapor para prendas de vestir y accesorios, prenda de vestir y accesorios con dicho inserto

La presente invención se refiere a un inserto permeable al vapor para prendas de vestir y accesorios, a una prenda de vestir y a un accesorio para ropa que están provistos de dicho inserto.

Para proteger su cuerpo frente a agentes atmosféricos tales como nieve, lluvia, viento y, en particular, tiempo frío, el hombre ha llevado siempre prendas de vestir y calzado.

La protección del cuerpo humano tiene lugar principalmente recurriendo a diversas capas de ropa en función de la temperatura externa y de las condiciones ambientales.

Por tanto, es suficiente añadir o retirar una o varias capas de ropa a fin de alcanzar una temperatura óptima.

El hombre siempre ha intentado proporcionar prendas de ropa que le aseguren un confort térmico adecuado. El confort térmico se define en la norma UNI-EN ISO 7730 como: “condición mental de satisfacción con respecto al entorno térmico”.

El cuerpo humano está provisto naturalmente de mecanismos que lo ayudan a adaptarse térmicamente al entorno en el que está ubicado.

De hecho, el hombre tiene un sistema de autorregulación muy eficiente que mantiene la temperatura corporal interna a un valor de aproximadamente 37 °C. Cuando la temperatura aumenta demasiado, se activan dos procesos: inicialmente, la dilatación de los vasos sanguíneos aumenta el flujo sanguíneo en la piel, a continuación tiene lugar una etapa de sudoración. La sudoración es un procedimiento de enfriamiento altamente efectivo, puesto que la energía utilizada por el sudor para evaporarse se elimina de la piel. En particular, un incremento en la temperatura interna de unas pocas décimas de un grado puede estimular la sudoración que cuadruplica la dispersión de energía del cuerpo.

Si la temperatura corporal se reduce excesivamente, la primera reacción es la vasoconstricción, lo que reduce el flujo sanguíneo en la piel. La segunda reacción es un incremento en la generación de energía dentro del cuerpo, que tiene lugar actuando sobre los músculos y activando así los escalofríos. Este sistema también es eficiente y puede aumentar drásticamente la producción de energía. El sistema de control que regula la temperatura corporal es extremadamente complejo. Se conocen los dos grupos principales de sensores del sistema de control de temperatura corporal y están ubicados en la piel y en el hipotálamo. El sensor ubicado en el hipotálamo es activado en condiciones calientes y dispara el mecanismo de defensa contra e calor cuando la temperatura interna se eleva por encima de 37 °C. Por el contrario, los sensores ubicados en la piel son sensibles al frío y activan el mecanismo de defensa contra el frío cuando la temperatura de la piel cae por debajo de 34 °C. Si los sensores envían señales simultáneamente, el cerebro humano inhibe una o ambas de las reacciones de defensa.

En la técnica anterior, se conocen prendas de vestir que permiten proporcionar una termorregulación corporal adecuada. En particular, se conocen prendas de vestir en las que tiene lugar la expulsión hacia fuera de aire caliente húmedo utilizando principalmente la tendencia natural del aire caliente húmedo a elevarse, lo que se conoce como fenómeno de convección. Entre estas, el documento US 4451934 contiene las enseñanzas de proporcionar, dentro de una prenda de vestir, unos canales que son atravesados hacia arriba desde abajo por el aire caliente húmedo. Los canales se abren hacia el interior y en los extremos a fin de poder recibir y expulsar el aire caliente húmedo, pero esto expone a la prenda a la infiltración de líquidos, por ejemplo agua, desde el exterior hacia dentro a través de los extremos abiertos. La solución técnica propuesta en el documento EP1194049B1, a nombre de este mismo solicitante, resuelve este inconveniente proporcionando una prenda de ropa que comprende un recinto externo protector con una capa interna que forma dentro de él un interespacio. La capa interna presenta, por lo menos en las zonas del cuerpo humano que están más sometidas a sudoración, unos orificios para el acceso al interespacio para el aire caliente húmedo, que están acanalados dentro del interespacio utilizando el “efecto chimenea” (el fenómeno de convección). La capa interna y el recinto externo presentan, en la zona de vértice de la prenda de vestir, unos orificios para la evacuación del aire caliente húmedo combinados con unos medios para retener externamente agua, impurezas u otros.

Sin embargo, el “efecto chimenea” se ve afectado por una gran dependencia del gradiente térmico, es decir, de la diferencia de temperatura entre la zona de vértice de la prenda de vestir en la que están ubicados los orificios de evacuación de aire caliente húmedo y el entorno exterior. Cuanto mayor sea el gradiente térmico, mayor es el “efecto chimenea”. Esto provoca una reducción significativa de la tendencia del aire caliente húmedo a salir, por ejemplo en los días más calientes, puesto que la temperatura del entorno exterior aumenta provocando una reducción del gradiente térmico. En el caso, por ejemplo, de humedad relativa constante del entorno, la presión debida al “efecto chimenea” de una prenda de vestir fabricada según las enseñanzas contenidas en el documento EP 1194049 B1 asume el valor de 1 Pa cuando la temperatura ambiente es de -5 °C, reduciéndose a la mitad su valor a 0.5 Pa a 15 °C, y cae a 0.36 Pa y 0.23 Pa, respectivamente, a 20 °C y 25 °C. Esto significa que al pasar de 15 °C a 20 °C el empuje para salir de la prenda de vestir, que actúa sobre el aire caliente húmedo debido al efecto chimenea, disminuye en aproximadamente un 28 %, y de 20 °C a 25 °C disminuye en aproximadamente un 36 %. Este valor no es despreciable, teniendo en cuenta que a lo largo de un día es muy probable que se produzca una oscilación térmica de 15 °C a 20 °C.

Además, si la temperatura del entorno exterior excediera la temperatura de la zona de vértice de la prenda de vestir, el flujo de aire caliente húmedo sería empujado en una dirección que es la opuesta a la dirección de expulsión. La reducción del “efecto chimenea” provoca un incremento simultáneo en la temperatura interna de la prenda de vestir, como consecuencia de un flujo de salida reducido del aire caliente húmedo, un empeoramiento del microclima dentro de la prenda de vestir y una sensación de incomodidad en el usuario.

El documento US4569874 divulga una prenda que puede absorber energía solar.

Este problema se vuelve incluso más llamativo por la tendencia de la temperatura media del planeta Tierra a aumentar. Como demostración de esto, la temperatura media del planeta ha alcanzado los valores más altos jamás vistos cada año durante el periodo de tres años 2014-2015-2016. Se conoce este inconveniente, por ejemplo, en el diseño de edificios para uso civil, donde es necesaria la sustitución de aire eficaz. Para obtener un valor de gradiente térmico que sea suficiente para asegurar la expulsión hacia fuera de aire seco, una cámara de aire o interespacio está previsto en la cubierta de los edificios. Dicha cámara de aire comprende: en una zona hacia abajo, unas primeras aberturas y un captador de colores oscuros cubierto por una hoja de vidrio, y en una zona hacia arriba unas segundas aberturas. El aire contenido en dicha cámara de aire se calienta debido al calor del sol, reduce su densidad y se eleva saliendo de las segundas aberturas. Al mismo tiempo extrae más aire de las primeras aberturas.

La finalidad de la presente invención es proporcionar un inserto permeable al vapor para una prenda de vestir o accesorios que sea capaz de mejorar la técnica anterior en uno o varios de los aspectos indicados anteriormente.

Dentro de esta finalidad, un objetivo de la invención es proporcionar un inserto permeable al vapor para una prenda de vestir o accesorio que permita la termorregulación efectiva en diferentes latitudes, incluso en presencia de un rango de temperatura significativo.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un inserto permeable al vapor para una prenda de vestir o un accesorio que asegure la sustitución adecuada del aire dentro del mismo.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un inserto permeable al vapor para una prenda de vestir o accesorio que carece de sistemas de ajuste complejos que requieren la intervención por parte del usuario.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un inserto permeable al vapor para una prenda de vestir o accesorio que permita una adaptación rápida a la variación de las condiciones de irradiancia, por ejemplo, cuando pasa de una condición de luz solar completa a un cielo nublado o condición de sombra.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un inserto permeable al vapor para una prenda de vestir o accesorio en el que la operación de la termorregulación presenta un impacto medioambiental bajo y utiliza mecanismos naturales, tales como, por ejemplo, la irradiancia solar.

Otro objetivo de la invención es proporcionar un inserto permeable al vapor para una prenda de vestir o accesorio que, mientras permite el flujo de salida del vapor de agua producido por la sudoración, impide filtraciones de agua desde el exterior, asegurando así la impermeabilidad de la prenda de vestir que se lleva.

Otro objetivo de la presente invención es superar los inconvenientes de la técnica anterior de una manera que sea alternativa a cualesquiera soluciones existentes.

Otro objetivo de la invención es proporcionar una prenda de ropa o un accesorio para ropa que sea altamente fiable, relativamente fácil de proporcionar y a costes competitivos.

Esta finalidad, así como estos y otros objetivos que se pondrán más de manifiesto a continuación en la presente memoria, son alcanzados por un inserto para prenda de vestir o accesorio según la invención que comprende: una cámara de aire, un elemento captador adaptado para absorber la radiación solar por lo menos parcialmente, y un elemento de ventana que es transparente a un rango dado de frecuencias de radiación solar que están dispuestos de manera opuesta con respecto a la cámara de aire con el captador más cerca del cuerpo del usuario.

Otras características y ventajas de la invención se pondrán más de manifiesto a partir de la descripción de algunas formas de realización preferidas, pero no exclusivas, del inserto según la invención, ilustrada a título de ejemplo no limitativo en los dibujos que se acompañan, en los que:

la figura 1 es una vista de una prenda de vestir con un inserto según la invención;

la figura 2 es una vista en perspectiva explosionada de una parte del inserto según la invención;

la figura 3 es una vista en perspectiva explosionada de una parte de un inserto según la invención en una variación constructiva de la misma;

las figuras 4a y 4b son unas vistas de una mochila con un inserto según la invención;

la figura 5 es una vista de un sombrero con un inserto según la invención.

Con referencia a las figuras, una prenda de vestir provista de un inserto según la invención está designada en general por el número de referencia 10 y se muestra en la figura 1. La prenda de vestir del ejemplo es una chaqueta permeable al vapor y comprende un forro interno permeable al vapor 19 y una envuelta exterior 11, que presenta por lo menos una primera abertura 12 dispuesta ventajosamente en la zona de vértice de la prenda. Un inserto 14 está dispuesto en dicha primera abertura.

El inserto 14 está constituido por un elemento de ventana 15 y por un elemento captador 16 que están dispuestos de manera que formen una cámara aire que, en la presente descripción, se denomina también interespacio entre el elemento de ventana 15 y el elemento captador 16. En particular, el elemento de ventana 15 corresponde a la cara externa del inserto 14, mientras el elemento captador 16 representa la cara interna del inserto 14 y está dirigido hacia el forro permeable al vapor 19. Por tanto, el elemento captador 16 y el elemento de ventana 15 están dispuestos de manera opuesta con respecto al interespacio, con el elemento captador 16 más cerca del cuerpo del usuario. En virtud de esta disposición, el elemento de ventana 15 se dirige hacia el entorno exterior y puede ser adyacente a la superficie externa de la prenda de vestir.

En particular, el elemento captador 16 está constituido por un tejido sintético o por una parte de material polimérico o similar. Preferentemente, el elemento captador 16 es permeable al vapor. Incluso más preferentemente, el elemento captador 16 es permeable al aire caliente húmedo. Ventajosamente, es capaz de absorber la parte visible de radiación solar y, en este caso, es oscura, preferentemente negra. El captador está realizado en materiales capaces de absorber la parte de radiación solar que corresponde sustancialmente al espectro infrarrojo (IR) que, a pesar de tener una energía intrínseca inferior al espectro ultravioleta (UV) es, sin embargo, una parte mayor de radiación solar. Esta proporción afecta a la insolación, es decir, la cantidad de radiación solar que alcanza directamente la superficie de la tierra a través de la atmosfera sin interactuar con gases atmosféricos. La insolación de la superficie de la tierra es, de hecho, igual a 1000 W/m2 en condiciones climatológicas favorables a nivel del mar cuando el sol está en el cénit. El cénit se define como la posición del sol, con respecto a la tierra, en la que los rayos del sol son perpendiculares a la superficie de la tierra. En estas condiciones, aproximadamente 525 W/m2 se deben a radiación IR, 445 W/m2 se deben a radiación visible y sólo 30 W/m2 se deben a radiación UV.

La finalidad principal del elemento captador 16 es absorber tanto como sea posible la radiación solar que ha llegado a través del elemento de ventana 15 y es incidente sobre el mismo, y la emite, por conducción y/o radiación, calentando el aire contenido en el interespacio del inserto 14. Cuando aumenta la temperatura del elemento captador 16, la contribución provocada por radiación llega a ser considerable con respecto a la contribución debida a conducción, puesto que la cantidad de calor emitida por radiación es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura. Por tanto, el elemento captador está constituido por un material que es capaz de absorber por lo menos parte de radiación solar, preferentemente de UV a IR, y seguidamente emitirla en forma de radiación térmica, es decir, calor. En particular, el intervalo de longitud de onda de interés para la invención es el comprendido entre 100 nm y 15000 nm.

Los materiales de realización del elemento captador 16 comprenden, por ejemplo, grafeno y tejidos obtenidos a partir de fibras sintéticas con la adición de materiales cerámicos tales como carburo de circonio, ZrC, o dióxido de titanio, TiO2.

Con particular referencia a los tejidos, las propiedades de absorción, transmisión y/o reflexión de radiación electromagnética dependen también de características de la estructura del tejido y del hilo que lo compone.

Por ejemplo, la composición química es importante y determina picos de absorción o ventanas de transmisión de radiación: por ejemplo, la presencia de politetrafluoroetileno expandido (ePTFE) genera una ventana de transmisión de radiaciones que presentan una longitud de onda comprendida entre 3000 y 5000 nm y entre 9000 y 12000 nm. La presencia de enlaces carbono-carbono o enlaces carbono-hidrógeno, como ocurre, por ejemplo en el polietileno, genera picos de absorción limitados a las longitudes de onda de entre 3400, 3500, 6800, 7300 y 13700 nm. Además, con referencia, por ejemplo, a la banda de radiación que presenta una longitud de onda comprendida entre 830 y 1700 nm, un tejido compuesto del 92 % de fibras de poliéster y el 8% de fibras de elastano con la adición del 1,8 % en peso de TiO2 muestra una absorbancia de aproximadamente 40%, mientras que el mismo tejido sin TiO2 no presenta casi absorbancia. El término absorbancia se entiende como la relación entre la energía absorbida y la energía que es incidente en un cuerpo; para los fines de la presente invención, se entiende como la relación entre radiación electromagnética absorbida y radiación electromagnética incidente que, en cada caso, se refiere a uno o varios intervalos de radiación electromagnética expresados como intervalos de longitud de onda.

La porosidad es importante: por ejemplo, la presencia de nanoporos con un diámetro comprendido entre 50 y 1000 nm de polietileno (polietileno nanoporoso) proporciona una transmitancia de más del 90 % con respecto a longitudes de onda mayores que 2000 nm y una opacidad a la luz visible de más del 90 %; esto diferencia el polietileno nanoporoso del polietileno convencional, puesto que este último, aunque presenta una transmitancia similar referida a longitudes de onda mayores que 2000 nm es, sin embargo, casi transparente a la luz visible. El término transmitancia se entiende como la relación entre la energía transmitida y la energía que es incidente en un cuerpo; para los fines de la presente invención, se entiende como la relación entre la radiación electromagnética transmitida y la radiación electromagnética incidente que, en cada caso, se refiere a uno o varios intervalos de radiación electromagnética expresados como intervalos de longitud de onda.

La dimensión de las fibras (es decir, el conjunto de productos fibrosos que, debido a su estructura, longitud, resistencia y elasticidad, presentan la propiedad de unirse, por hilatura, en hebras delgadas, resistentes y flexibles) y del hilo (es decir, el conjunto de fibras unidas entre sí por torsión de manera que formen una hebra) es también importante. Por ejemplo, la transmitancia referida a longitudes de onda comprendidas entre 3000 y 5000 nm y entre 9000 y 12000 nm de un tejido de polietileno compuesto de un hilo con un diámetro de 30 micras es igual a 0.76 cuando las fibras que componen el hilo presentan un diámetro de 10 micras y es igual a 0.972 cuando las fibras que componen el hilo presentan un diámetro de 1 micra. Lo siguiente también es importante: el grado de torsión puesto que un hilo más torsionado es menos absorbente ya que su estructura más compacta es también más reflectante; el peinado, puesto que produce una disposición más ordenada de las fibras textiles después del cardado y presenta una característica reflectante más alta; el tipo de fibra, puesto que si es del tipo de filamento continuo presenta una mayor uniformidad de superficie y, por tanto, una característica reflectante mayor que una fibra cortada. Es también importante la presencia de deslustrantes u opacificadores, de pigmentos orgánicos o inorgánicos, que pueden incrementar la absorción de infrarrojos, y de revestimientos que pueden modular el ancho del espectro de radiación solar absorbida.

Por ejemplo, la presencia de pigmentos que contienen dióxido de estaño (SnO2) o dióxido de antimonio (SbO2) aumenta la absorción de IR. En particular, el pigmento conocido por el nombre comercial Iriotec® 9230 y fabricado por Merck KgaA exhibe una absorbancia de aproximadamente el 30 % a una longitud de onda de 1000 nm, aproximadamente 40 % a una longitud de onda de 1250 nm y mayor que aproximadamente el 60 % a longitudes de onda mayores que 1500 nm. El calentamiento de la cámara de aire tiene lugar debido a la parte de radiación solar que es absorbida y seguidamente liberada.

Un tejido adecuado para la provisión del elemento captador 16 es, por ejemplo, el tejido conocido por el nombre comercial Thermotron, de la compañía Unitika Lt. Japón, constituido por 95 partes de poliéster y cinco partes de ZrC, en el que las moléculas de ZrC absorben radiación solar que presenta una longitud de onda de menos de 2 |jm y la convierten en calor en forma de radiación IR, calentando así el interespacio.

El elemento de ventana 15 está constituido por una capa de material polimérico que está acoplado ventajosamente con una o varias capas de soporte, o por un tejido sintético. El elemento de ventana 15 es transparente a un rango dado de frecuencias comprendido dentro de la radiación solar. Preferentemente, el elemento de ventana 15 es transparente en el rango de frecuencias que corresponde a luz visible (longitud de onda comprendida sustancialmente entre 400 y 700 nm) y/o a radiación infrarroja (longitud de onda comprendida sustancialmente entre 700 y 15000 nm). El término “transparente” se entiende que significa que por lo menos el 30 % de un rango dado de frecuencias que componen la radiación incidente pasa a través del elemento de ventana 15. El elemento de ventana 15 puede comprender, por ejemplo, una lámina de material polimérico que es transparente al espectro de luz visible, o un tejido que es transparente al espectro IR y/o UV. Otros ejemplos de materiales adecuados para constituir la ventana se describen a continuación en la presente memoria, con referencia a la primera forma de realización. En particular, el elemento de ventana 15 presenta un espesor comprendido entre 0.1 y 3 mm: este espesor es suficiente para asegurar la resistencia a los esfuerzos e impactos a los que está sometida la prenda. Ventajosamente, el elemento de ventana 15 puede tratarse con tintes y/o acabados que están adaptados para incrementar su transparencia o no transparencia en uno o varios rangos de frecuencia.

El elemento de ventana 15 contribuye a calentar el interespacio por conducción y/o radiación, puesto que una exposición directa a radiación solar provoca un calentamiento significativo del mismo.

El interespacio o cámara de aire separa el elemento captador 16 del elemento de ventana 15.

En una primera forma de realización del mismo, mostrada en la figura 2, el elemento captador 16 forma el interespacio con su estructura.

Con referencia a la figura 2, el elemento captador es proporcionado por medio de un tejido tridimensional.

La expresión “tejido tridimensional” se entiende comúnmente que hace referencia a un único tejido, cuyas fibras de componente están dispuestas en una relación plana perpendicularmente entre sí. Desde el punto de vista del proceso de producción, en un tejido de tipo tridimensional, los conjuntos de fibras X e Y están entrelazados con las hileras y columnas de las fibras axiales Z. La expresión “conjuntos de fibras X e Y” se entiende que hace referencia respectivamente a los conjuntos de trama horizontal y vertical. La expresión “fibras Z” se entiende que hace referencia al conjunto de urdimbre multicapa. Es posible obtener tejidos tridimensionales también con procesos de tejedura de tipo bidimensional. El tejido tridimensional puede obtenerse también por tricotado sobre tricotadoras rectilíneas o circulares. El volumen ocupado por el tejido tridimensional se llena de aire en un grado significativo. Como alternativa, el interespacio puede obtenerse, por ejemplo, interponiendo entre el elemento de ventana 15 y el elemento captador 16 una capa espaciadora, sustancialmente con la misma transparencia que el elemento de ventana 15, que está constituido, por ejemplo, por tiras o pasadores que están interpuestos entre el elemento de ventana 15 y el elemento captador 16 (por ejemplo, moldeados o termosellados a la ventana 15 o al elemento captador 16).

El aire caliente húmedo entra en el interespacio utilizando el “efecto chimenea” a través del elemento captador 16. Si el captador apenas es permeable al aire caliente húmedo o no lo es en absoluto, es posible proporcionar en el mismo unas aberturas para la entrada de aire caliente húmedo. Estas aberturas provocan localmente una constricción de la sección transversal útil para el paso de aire caliente húmedo que aumenta en consecuencia su velocidad debido al denominado “efecto Venturi”, entrando en el interespacio más fácilmente. Además, es preferible que la relación entre la superficie del elemento captador 16 y la sección transversal de las aberturas de entrada sea tan alta como sea posible a fin de maximizar el efecto Venturi y tener simultáneamente una superficie del elemento captador 16 que se extiende de manera que maximice el calentamiento del aire contenido en el interespacio.

El aire caliente húmedo, calentado además por el calor liberado por el elemento captador 16 y, a una menor extensión, por el elemento de ventana 15, reduce su propia densidad, atrayendo además el aire hacia el interespacio. Seguidamente, se eleva, de nuevo utilizando el “efecto chimenea”, y sale del interespacio hacia el entorno exterior a través de dicha por lo menos una abertura 12 de salida.

Si aumenta la temperatura externa debido a radiación solar más alta, la temperatura del elemento captador aumenta también debido a la mayor intensidad de la parte de radiación solar que éste absorbe. Al mismo tiempo, la temperatura de la ventana aumenta también debido al incremento en la insolación, aumentando así el gradiente de temperatura con el entorno exterior y, por tanto, el flujo de salida de aire caliente húmedo por el efecto chimenea.

Por el contrario, si se reduce la radiación solar, por ejemplo debido a la aparición de nubes o debido a la exposición directa reducida a la radiación solar, la temperatura del elemento captador se reduce, disminuyendo el flujo de salida de aire caliente húmedo debido al efecto chimenea. El inserto actúa como una especie de “chimenea solar” que aumenta el “efecto chimenea” en condiciones de luz solar completa y viceversa. La “chimenea solar” es capaz de autorregularse. La “chimenea solar” utiliza la radiación solar que es la causa principal del aumento de la temperatura del entorno y del aumento de la temperatura percibida por el usuario de la prenda de vestir, a fin de aumentar el flujo de salida de aire caliente húmedo contenido dentro de la prenda de vestir, mejorando la comodidad del usuario.

Deberá entenderse también que, en condiciones de falta de exposición a la radiación solar, el “efecto chimenea” persiste, tal como se conoce en los antecedentes de la técnica, sin la contribución que lo volvería una “chimenea solar” descrita anteriormente.

Ventajosamente, dicha por lo menos una abertura 12, para el flujo de salida del aire caliente húmedo, puede combinarse con unos medios para retener externamente agua, impurezas u otros. Por ejemplo, es posible utilizar: elementos planos deslizantes, solapas, recintos externos hechos de un material conocido comercialmente por el nombre “STOMATEX” o similar, válvulas de una vía, elementos en forma de seta, membranas resistentes al agua y permeables al vapor.

Se entiende que un elemento es impermeable al agua si se observan menos de tres puntos de cruce cuando se somete a una columna de agua de por lo menos 1000 mm. En particular, la resistencia al agua se evalúa como resistencia del espécimen a la penetración de agua a presión según la norma EN 20811:1992. Una muestra de material, que presenta una superficie de 100 cm2, está fijada en la cabeza de ensayo en una posición horizontal, de manera que no se deslice entre las abrazaderas y sin formar salientes. Además, no debe haber ninguna fuga de agua en las abrazaderas. La muestra está sometida a una columna de agua que aumenta constantemente y actúa por encima o por debajo del espécimen. El agua destilada o desionizada está a una temperatura de 20±2°C o 27±2 °C y la tasa a la que aumenta la columna de agua es 10±0.5 cmH2O/min, o 60±3 cmH2O/min, siendo 1 cmH2O equivalente a aproximadamente 1 mbar.

A continuación en la presente memoria, a menos que se especifique lo contrario, el término “impermeable” se entiende como “impermeable al agua”.

Por el contrario, la permeabilidad al vapor se determina según el procedimiento descrito en el capítulo 6.6 de la norma ISO 20344-2004. La norma ISO 20344-2004, en el capítulo 6.6. “Determinación de la permeabilidad al vapor de agua” que se refiere a zapatos de seguridad, describe un procedimiento de ensayo que consiste en fijar un espécimen del material que se prueba de manera que se cierre la abertura de una botella que contiene una cierta cantidad de desecante seco, es decir, gel de sílice. La botella está sometida a una fuerte corriente de aire en una atmósfera condicionada. Se hace que la botella gire a fin de mezclar el desecante seco y optimizar su acción de secado del aire contenido en la botella. La botella se pesa antes y después del periodo de ensayo a fin de determinar la masa de humedad que se pasa a través del material que es y ha sido absorbido por el desecante sólido. La permeabilidad al vapor de agua, expresada en miligramos por centímetro cuadrado por hora [mg/cm2 h] se calcula así sobre la base de la masa de humedad medida, del área de la abertura de la botella y del tiempo de ensayo.

A continuación, se utilizan alternativamente en la presente memoria “permeable al vapor” y “transpirable”, ambas con el mismo significado.

Con referencia a las figuras 1 y 2, el inserto 14 dispuesto en la abertura 12 de la zona de vértice de la prenda 10, comprende un elemento de ventana 15 que está realizado en material polimérico resistente al agua y permeable al vapor, por ejemplo politetrafluoroetileno expandido (ePTFE) que es transparente en los intervalos de 3000-5000 nm y 9000-12000 nm de radiación electromagnética, según las enseñanzas del documento de patente EP 2212642 B1.

En la cara opuesta del inserto, hacia el forro interno permeable al vapor 19, hay un elemento captador 16 de tejido tridimensional, que forma con su estructura un interespacio que está delimitado en una zona hacia arriba por el elemento de ventana 15.

El tejido tridimensional está compuesto de fibras sintéticas, tales como, por ejemplo, poliéster, polietileno o similar, y materiales cerámicos, tales como, por ejemplo, carburo de circonio ZrC o dióxido de titanio TiO2 que aumentan la absorción de la radiación electromagnética que pasa a través del elemento de ventana 15. Debido al principio de conservación de energía, la cantidad de energía que está asociada con la radiación electromagnética que es absorbida es irradiada de nuevo, calentando en consecuencia el aire contenido en el interespacio y dando lugar al fenómeno de la chimenea solar previamente descrita.

El tejido tridimensional del que está constituido el elemento captador 16 presenta unos nervios 17 espaciados por unos canales 18 que se dirigen hacia el elemento de ventana 15 y/o hacia el cuerpo del usuario. Los canales 18 definen unas trayectorias preferibles para el paso del aire caliente húmedo. El término “preferible” en el contexto de la patente tiene el significado de “sujeto a preferencia” por parte del sudor en la fase de vapor que, cuando se encuentra con un material que presenta una zona con pasos y una zona sin pasos, es atraído por los pasos y está sujeto a “preferirlos”. En consecuencia, está sujeto a preferir la zona que contiene los pasos con respecto a la zona que carece de ellos.

En la primera forma de realización mostrada en la figura 2, los canales 18 se dirigen hacia el elemento de ventana 15.

Una estructura con unos nervios y canales es la del tejido contenido en las enseñanzas del documento de patente EP2007235B1 a nombre del mismo solicitante.

La abertura 12, prevista en la zona de vértice de la prenda 10, presenta una extensión que puede compararse con la del elemento de ventana 15.

Ventajosamente, la prenda de vestir 10 comprende una o varias aberturas de ventilación 13 que están dispuestas, por ejemplo, a lo largo de las caderas o en las axilas. Dicha una o varias aberturas de ventilación 13 ayudan a alimentar el flujo de aire que es atraído hacia el interespacio. La una o más aberturas de ventilación 13 pueden estar provistas de unos medios para la retención externa de líquidos y/o suciedad, o unos medios impermeables.

El forro 19, dispuesto en la parte frontal del elemento captador 16 que es externo al inserto 14, está en contacto con el cuerpo del usuario.

Ventajosamente, el forro 19 es permeable al aire caliente húmedo y está provisto preferentemente de unas aberturas.

El elemento de ventana 15 puede estar realizado también en materiales con transparencia a rangos de frecuencia más amplios. Por ejemplo, puede estar realizado en un tejido de polietileno nanoporoso caracterizado por poros interconectados con un diámetro de 50-1000 nm o de un tejido constituido por polietileno con un diámetro de fibra de 1 |jm y un diámetro de hilo de 30 jm . Estos tejidos son transparentes a un amplio rango de luz infrarroja, pero no a la luz visible como se describe previamente. Al mismo tiempo, no son transparentes al ojo humano y, por tanto, parecen tejidos normales.

En particular, el polietileno nanoporoso permite el paso de aproximadamente el 96%de radiación infrarroja, mientras que, por ejemplo, el algodón se detiene en solo el 1.5 %. Esta propiedad del polietileno nanoporoso permite utilizar casi completamente el rango IR de radiación solar para la operación de la “chimenea solar”. Estos tipos de tejido pueden hacerse ventajosamente impermeables, por ejemplo por medio de procesos de electrohilatura conocidos.

En una variación de la primera forma de realización, el elemento de ventana 15 está realizado en material polimérico resistente al agua y permeable al vapor que es transparente a la luz visible, por ejemplo, poliuretano (PU) o poliéster. En este caso, el elemento captador 16 es de color oscuro para absorber la luz visible que penetra a través del elemento de ventana 15 y aumentar de esta manera el calentamiento del aire contenido en el interespacio. Como alternativa, el elemento captador oscuro 16 está hecho de una capa permeable al vapor de gránulos hechos de material polimérico expandido. Los intersticios entre los gránulos, hechos de material polimérico expandido, crean trayectorias enrevesadas para el aire caliente húmedo dentro del interespacio. De esta manera, aumentan su tiempo de retención interno y el calentamiento al que se somete. Esto conduce a un incremento adicional de la temperatura del aire caliente húmedo que sale de la prenda, ampliando el fenómeno de “chimenea solar”.

En una variación constructiva, mostrada en la figura 3, el interespacio del inserto 114 está formado en una zona ascendente por un elemento de ventana 115 que está realizado en tejido permeable al vapor, tal como, por ejemplo, un tejido de poliéster o poliamida, y en una zona descendente por un elemento captador 116 que está realizado en material resistente al agua y permeable al vapor capaz de absorber por lo menos parte de la radiación solar. El material que constituye el elemento captador 116, por ejemplo, puede ser poliuretano (PU) que contiene grafeno, o ePTFE con un revestimiento de superficie que comprende PU y grafeno. El grafeno presenta excelentes propiedades de absorción de radiación solar en un espectro que oscila desde UV hasta IR. Opcionalmente, el elemento captador 116 está acoplado con una malla permeable al vapor 120.

El elemento de ventana 115 está realizado en un tejido que es transparente a un amplio rango de rayos infrarrojos. Por ejemplo, un tejido de polietileno nanoporoso, caracterizado por unos poros interconectados con un diámetro de 50-1000 nm o un tejido compuesto de polietileno con un diámetro de fibra de 1 jm y un diámetro de hilo de 30 |jm.

Ventajosamente, un elemento espaciador 121 de tejido tridimensional que es permeable al aire caliente húmedo está interpuesto entre el elemento de ventana 115 y el elemento captador 116. El elemento espaciador 121 puede comprender unas crestas 117 que se entrelazan por unos canales 118 dirigidos hacia el elemento de ventana 115 y/o hacia el cuerpo del usuario.

El elemento espaciador 121 presenta sustancialmente la misma transparencia que el elemento de ventana 115. El elemento espaciador 121 está acoplado con el elemento de ventana 115, por ejemplo, por costura, unión adhesiva o soldadura de alta frecuencia.

Un forro 119 que está en contacto con el cuerpo del usuario, es permeable al aire caliente húmedo y está provisto preferentemente de unas aberturas, está dispuesto en la parte frontal del elemento captador 116 que está acoplado con el elemento de malla 120 y es externo al inserto 114.

En otra variación constructiva del inserto 114 que no se muestra en las figuras, el elemento de ventana 115 está constituido por un tejido tridimensional que puede comprender unos nervios espaciados por unos canales. En esta variación, la presencia del elemento espaciador 121 no es necesaria y, por tanto, no está presente el elemento espaciador 121.

Una prenda de vestir provista del inserto permeable al vapor según la invención puede comprender ventajosamente un tejido externo que es capaz de reflejar una parte significativa de IR y /o UV en las zonas en las que no hay ningún interespacio. De esta manera, la contribución al calentamiento total dentro de la prenda que proporcionaría dicha parte, si no se reflejara, es limitada.

Si el elemento captador presenta una permeabilidad limitada al aire caliente húmedo, es posible disponer sobre el mismo unas aberturas parala entrada de este último. Las aberturas determinan una constricción local de la sección transversal útil para el paso de aire caliente húmedo. En consecuencia, el aire caliente húmedo aumenta su velocidad debido al efecto Venturi, entrando más fácilmente en el interespacio. Además, preferentemente, la relación entre la superficie del elemento captador y la sección transversal de dichas aberturas de entrada es tan alta como sea posible a fin de maximizar el efecto Venturi. Al mismo tiempo, una superficie del elemento captador se extiende a fin de maximizar el calentamiento del aire contenido en el interespacio.

El inserto, compuesto del elemento de ventana, el elemento captador y el interespacio formado por ellos, puede disponerse en múltiples zonas de una misma prenda de vestir o accesorio según los requisitos: por ejemplo, puede disponerse a lo largo de las caderas de una prenda de vestir.

Las figuras 4a y 4b muestran una bolsa, en el caso específico una mochila 210. La mochila 210 comprende, en la zona de vértice, un inserto 214 según la invención que está formado externamente por un elemento de ventana 215e internamente por un elemento captador. El inserto 214 está previsto en una de las variaciones anteriormente descritas y se muestra esquemáticamente en las figuras 2 y 3. Los materiales utilizados para proporcionar el elemento de ventana 215 y dicho elemento captador pueden elegirse convenientemente entre los descritos anteriormente.

Esta forma de realización es particularmente ventajosa para mochilas adecuadas para transportar un dispositivo electrónico que, durante el uso, produce una cierta cantidad de calor, tal como, por ejemplo, dispositivos provistos de microprocesadores, y cuyo enfriamiento requiere un cierto tiempo incluso una vez que se ha apagado o se ha puesto en espera. El calor generado debe ser capaz de hecho de alejarse del dispositivo electrónico en presencia de cualquier condición meteorológica tanto para permitir el enfriamiento efectivo del mismo en periodos de tiempo cortos como para evitar producir condensación. Esta última situación tiene lugar si el calor generado permanece confinado en la proximidad inmediata del dispositivo electrónico y se enfría allí.

La mochila contiene ventajosamente una capa espaciadora 211 adaptada para la colocación del dispositivo electrónico una vez que se ha almacenado en la mochila. La capa espaciadora 211 ayuda a que el calor y el vapor de agua se eleven hacia el interespacio del inserto 214.

Ventajosamente, la mochila 210 comprende una o varias aberturas de ventilación, por ejemplo unos orificios 13, que pueden estar provistos de unos medios para la retención externa de líquidos y/o suciedad, o resistentes al agua, a fin de facilitar el intercambio de aire dentro de la mochila. Los orificios de ventilación 213 están dispuestos preferentemente en la parte inferior de la mochila 210 de manera que se facilite la ventilación comenzando por la parte inferior de la mochila.

Las figuras 4a y 4b muestran una mochila, pero el inserto según la invención puede aplicarse a cualquier tipo de bolsa.

La figura 5 muestra un accesorio para la cabeza 310 que comprende un inserto 314 según la invención. El accesorio para la cabeza 310 está provisto de un inserto 314 por lo menos en la zona de vértice de la corona. El inserto 314 comprende un elemento captador que está dispuesto dentro de la corona, hacia el cuerpo del usuario, y un elemento de ventana 315 que está dispuesto hacia fuera.

El término “corona” se entiende que hace referencia a la parte del accesorio para la cabeza cuyo volumen interno se extiende sustancialmente a partir de una parte superior del hueso parietal y frontal de la cabeza del usuario. Dicho volumen interno puede acomodar por lo menos parte de la cabeza del usuario.

El inserto 314 está previsto en una de las variaciones que se describen anteriormente y se muestran esquemáticamente en las figuras 2 y 3. Los materiales utilizados para proporcionar el elemento de ventana 315 y dicho elemento captador pueden elegirse convenientemente entre los descritos anteriormente.

Ventajosamente, el accesorio para la cabeza 310 comprende una o varias aberturas de ventilación, por ejemplo unos orificios 313, que pueden estar provistos de unos medios para la retención externa de líquidos y/o suciedad, o unos medios impermeables a fin de facilitar el intercambio de aire dentro del accesorio para la cabeza 310. Preferentemente, los orificios de ventilación están dispuestos en la parte inferior de la corona de modo que se facilite la ventilación comenzando por la parte inferior del accesorio para la cabeza.

Dependiendo de los requisitos, el elemento de ventana 315, el elemento captador y el interespacio formado por ellos, pueden localizarse en una o varias partes de la corona, no necesariamente en la zona de vértice.

En una variación constructiva, el elemento de ventana 315, el elemento captador y el interespacio formado por ellos pueden extenderse sobre toda la corona.

La operación del inserto según la invención, aplicada a una prenda de vestir o a un accesorio, es como sigue.

La radiación solar y, en particular, la radiación solar infrarroja, pasa a través del elemento de ventana que es transparente a ella, y es absorbida por el elemento captador. El elemento captador absorbe la radiación y la irradia de nuevo hacia el interespacio, calentando el aire que está presente en el interior.

El aire que está presente en el interespacio se eleva debido al efecto chimenea y sale del inserto, extrayendo el aire desde abajo. El aire caliente húmedo que es producido, por ejemplo, por la sudoración pasa a través del elemento captador, entrando en el interespacio, tanto debido a su propio efecto chimenea como debido a que es extraído por el aire que sale del inserto según la invención. El aire caliente húmedo, calentado además debido al calor liberado por el captador y, a una extensión menor, por la ventana, reduce su propia densidad, atrayendo además aire hacia el interespacio y, elevándose, utilizando de nuevo el efecto chimenea, sale del interespacio hacia el entorno externo a través de por lo menos una abertura de salida que está dispuesta en el inserto.

En la práctica se ha encontrado que la invención logra la finalidad y objetivos pretendidos, proporcionando un inserto permeable al vapor, aplicable a prendas de vestir y accesorios, que es capaz de disparar un efecto chimenea con cualquier condición climática del entorno exterior, tal como para producir una evacuación de aire caliente de la prenda a la que se aplica.

La invención concebida de este modo es susceptible de numerosas modificaciones y variaciones, todas las cuales están dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas; todos los detalles pueden sustituirse adicionalmente por otros elementos técnicamente equivalentes.

En la práctica, los materiales utilizados, siempre que sean compatibles con el uso específico, así como las formas y dimensiones contingentes, pueden ser cualesquiera según los requisitos y el estado de la técnica.

Cuando las características técnicas mencionadas en cualquier reivindicación vayan seguidas por símbolos de referencia, estos símbolos de referencia se han incluido para el único propósito de incrementar la inteligibilidad de las reivindicaciones y, en consecuencia, tales símbolos de referencia no tienen ningún efecto limitativo en la interpretación de cada elemento identificado a modo de ejemplo por tales símbolos de referencia.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Inserto (14, 114, 214, 314) permeable al vapor para una prenda de vestir o accesorio, caracterizado por que comprende un elemento captador (16, 116) adaptado para absorber radiación solar, un elemento de ventana (15, 115, 215, 315) que es transparente a la radiación solar absorbida por el elemento captador, y una cámara de aire formada entre dicho elemento de ventana (15, 115, 215, 315) y dicho elemento captador (16, 116), estando dicho elemento captador (16, 116) y dicho elemento de ventana (15, 115, 215, 315) dispuestos en dos caras opuestas de dicha cámara de aire.

2. Inserto (14, 114, 214, 314) permeable al vapor para una prenda de vestir o accesorio según la reivindicación 1, caracterizado por que dicho elemento captador (16, 116) es capaz de absorber una parte infrarroja y visible de radiación solar.

3. Inserto (14, 214, 314) permeable al vapor para una prenda de vestir o accesorio, según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho elemento captador (16) está realizado en tejido sintético.

4. Inserto (114, 214, 314) permeable al vapor para una prenda de vestir o accesorio, según una o más de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que dicho elemento captador (116) está realizado en material polimérico resistente al agua y permeable al vapor.

5. Inserto (14, 214, 314) permeable al vapor para una prenda de vestir o accesorio según una o más de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que dicho elemento de ventana (15, 215, 315) está constituido por una capa de material polimérico resistente al agua.

6. Inserto (114, 214, 314) permeable al vapor para una prenda de vestir o accesorio según una o más de las reivindicaciones 1,2 o 4, caracterizado por que dicho elemento de ventana (115, 215, 315) está realizado en tejido sintético.

7. Inserto (14, 214, 314) permeable al vapor para una prenda de vestir o accesorio, según la reivindicación 3, caracterizado por que dicho elemento captador (16) está realizado en un tejido tridimensional.

8. Inserto (14, 114, 214, 314) permeable al vapor para una prenda de vestir o accesorio, según la reivindicación 7, caracterizado por que dicha cámara de aire está definida por la estructura del elemento captador (16, 116) que está provista de unos nervios (17, 117) espaciados por unos canales (18, 118).

9. Inserto (114, 214, 314) permeable al vapor para una prenda de vestir o accesorio, según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende un elemento espaciador (121) interpuesto entre dicho elemento captador (116) y dicho elemento de ventana (115).

10. Prenda de vestir (10) que comprende por lo menos una abertura (12), caracterizada por que comprende por lo menos un inserto 14, 114) permeable al vapor según una o más de las reivindicaciones anteriores, dispuesto en dicha por lo menos una abertura (12) con dicho elemento captador (16, 116) dirigido hacia el cuerpo del usuario, y dicho elemento de ventana (15, 115) enfrentado a dicha abertura (12).

11. Prenda de vestir (10) según la reivindicación 10, caracterizada por que comprende por lo menos una abertura de ventilación (13).

12. Bolsa (210) caracterizada por que comprende por lo menos un inserto (214) según una o más de las reivindicaciones 1 a 9 en la zona de vértice, estando dicho elemento de ventana (215) dispuesto en la cara que es externa a dicha bolsa (210) y estando dicho elemento captador dispuesto en la cara interna.

13. Bolsa (210) según la reivindicación 12, caracterizada por que comprende por lo menos una abertura de ventilación (213).

14. Accesorio para la cabeza (310) caracterizado por que comprende por lo menos un inserto (314) según una o más de las reivindicaciones 1 a 9, en la zona de vértice de la corona, estando dicho elemento de ventana (315) dispuesto fuera de dicha corona y estando dicho elemento captador dispuesto dentro de dicha corona.

15. Accesorio para la cabeza (310) según la reivindicación 14, caracterizado por que comprende una o varias aberturas de ventilación (313).