Opis wzoru Przedmiotem wzoru uzytkowego jest dwustronna kamizelka cieplochronna wspomagajaca termore- gulacje uzytkownika. Kamizelka przeznaczona jest dla osób pracujacych w warunkach mikroklimatu zimnego, a w szczególnosci dla pracowników narazonych na czeste zmiany srodowiska termicznego oraz wykonujacych prace o zmiennym obciazeniu fizycznym, np. instruktorzy narciarstwa i snowboardu, ratownicy górscy, alpinisci i taternicy, pracownicy budowlani itp. Obecnie stosowana na stanowiskach pracy odziez cieplochronna nie jest w stanie zapewnic kom- fortu termofizjologicznego podczas zmiennej ekspozycji na niska temperature. Wynika to z jej stalej izolacyjnosci cieplnej. Jednym z rozwiazan poprawiajacych komfort pracy jest zastosowanie materialów przemiany fazowej (PCM). Innym problemem w przypadku odziezy cieplochronnej jest zbyt duza masa i grubosc, co prze- klada sie na ograniczenie swobody ruchów uzytkownika i ogólne pogorszenie wlasciwosci ergonomicz- nych odziezy. Obnizenie masy i grubosci odziezy przy zachowaniu jej wlasciwosci termoizolacyjnych mozna uzyskac zastepujac gruba wlóknine puszysta lub puch naturalny aerozelem, który uznawany jest za najlzejszy i najlepszy material termoizolacyjny na swiecie. W literaturze mozna znalezc sporadyczne informacje na temat wykorzystania materialów o wla- sciwosciach termoregulacyjnych (tzn. materialów przemiany fazowej) w odziezy cieplochronnej. Doty- cza one glównie wplywu tych materialów na parametry mikroklimatu pododziezowego oraz komfort cieplny uzytkownika odziezy. Bardzo malo prac poswieconych jest jednak konstrukcji odziezy cieplo- chronnej z materialami PCM. Znane sa przyklady kurtek z róznymi rodzajami wlóknin zawierajacych PCM, umieszczonych w przedniej czesci na wysokosci klatki piersiowej. Badania uzytkowe przeprowadzone w temp. 0 i -10°C wykazaly, ze wlókniny te korzystnie wplywaja na mikroklimat pododziezowy, zmniejszajac wahania tem- peratury skóry uzytkownika i ilosc wydzielanego potu. Znane jest tez rozwiazanie w postaci kurtki wojskowej wykonanej z tkaniny powleczonej calo- sciowo od strony wewnetrznej pasta akrylowa z dodatkiem mikrokapsulek PCM. Jednakze ten sposób aplikacji powoduje znaczne pogorszenie przepuszczalnosci powietrza oraz pary wodnej przez odziez. Znane i dostepne na rynku sa przyklady kurtek narciarskich zawierajacych w swojej strukturze materialy tekstylne z PCM, glównie wlókniny. Jednak najczesciej brak jest szczególowych danych co do rozmieszczenia materialu z PCM w odziezy oraz dowodów potwierdzajacych termoregulacyjne dziala- nie PCM. Znane sa tez przyklady kamizelek do srodowiska zimnego, w których PCM wystepuja w postaci wymiennych wkladów z tworzywa sztucznego, a ich funkcja jest ogrzewanie ciala uzytkownika. Wklady te sa jednak dosyc ciezkie i sztywne, co sprawia, ze kamizelka nie jest w pelni ergonomiczna. Zastosowanie aerozelu w odziezy cieplochronnej stanowi kamien milowy w rozwoju lekkiej i er- gonomicznej odziezy chroniacej przed zimnem. Znane sa skafandry kosmiczne dla astronautów oraz kurtki zimowe zawierajace w swojej struk- turze kompozyt aerozelowy, które testowano w ekstremalnie trudnych warunkach podczas wyprawy na Antarktyde. Znane jest równiez rozwiazanie w postaci kombinezonu o grubosci zaledwie 6 mm, w którym warstwe izolacyjna stanowi kompozyt wlókninowy z aerozelem. W rozwiazaniu tym dodatko- wym materialem zatrzymujacym cieplo przy ciele uzytkownika jest folia odbijajaca promieniowanie cieplne. Ponadto znany jest tez przyklad kombinezonu dla nurków z aerozelowa warstwa izolujaca. W przedstawionych rozwiazaniach problemem jest jednak zbyt duza sztywnosc zastosowanego kom- pozytu aerozelowego oraz niekiedy problem z przedostawaniem sie aerozelu na zewnatrz odziezy. Znane sa rozwiazania, w których powyzszy problem wyeliminowano, poddajac kompozyty aeroze- lowe procesowi laminowania z wykorzystaniem folii. W ten sposób uzyskuje sie cienkie panele izolacyjne o okreslonym ksztalcie i wymiarach, przeznaczone do zastosowania w odziezy, obuwiu czy rekawicach. Wada laminowanych kompozytów aerozelowych jest jednak ich brak oddychalnosci. Znany jest innowacyjny kompozyt aerozelowy o nazwie SOLARCORE. Jest to kompozyt na bazie elastycznego polimeru, który mozna ciac i przeszywac, ale podobnie jak laminowane kompozyty wlók- ninowe nie zapewnia on oddychalnosci. Znane sa przyklady wyrobów odziezowych, w których materialy aerozelowe wystepuja w calej objetosci oraz takie, gdzie materialy te zastosowane sa tylko w wybranych obszarach. Zastosowanie materialów izolacyjnych z aerozelem w calej objetosci odziezy wymaga duzych nakladów finansowych ze wzgledu na wysokie koszty produkcji tych materialów. Ponadto duzy problem stanowi bardzo slaba3 oddychalnosc odziezy aerozelowej. Chcac ograniczyc ten problem, producenci odziezy czesto stosuja otwory wentylacyjne w obszarach takich jak np. pachy, krocze, szew boczny itp. Znane sa tez inne rozwiazania, w których materialy aerozelowe umieszczone sa jedynie w naj- bardziej strategicznych (pod wzgledem zapewnienia ochrony przed zimnem) obszarach odziezy. Przy- kladem moze byc kurtka z panelami izolacyjnymi wszytymi na plecach i ramionach czy bluza polarowa z aerozelowym materialem izolacyjnym umieszczonym jedynie w jej przedniej czesci. Informacje na te- mat tych wyrobów, podane przez producentów sa jednak bardzo ograniczone. Stad nie ma wystarcza- jacych dowodów na to, czy zaproponowany material aerozelowy oraz sposób jego rozmieszczenia w odziezy gwarantuja odpowiednio wysoki poziom ochrony przed zimnem. Celem przedstawionego rozwiazania jest ograniczenie dyskomfortu cieplnego osób pracujacych w zmiennych warunkach mikroklimatu zimnego poprzez zastosowanie lekkiej kamizelki cieplochronnej o ergonomicznej konstrukcji, zawierajacej w swojej strukturze materialy przemiany fazowej (PCM) do re- gulacji mikroklimatu pododziezowego oraz opcjonalnie aerozel dla zwiekszenia poziomu ochrony przed zimnem. Istota wzoru uzytkowego jest sposób rozmieszczenia materialu o wlasciwosciach termoregula- cyjnych, tzn. wlókniny z PCM w konstrukcji kamizelki. Material ten rozmieszczono zgodnie z koncepcja „body mapping" w obszarach, w których temperatura skóry uzytkownika wzrasta najbardziej podczas intensywnego wysilku oraz w obszarach o najwiekszej potliwosci, tzn. w stójce, w module okrywajacym klatke piersiowa i plecy oraz module okrywajacym pachy. Dwustronna kamizelka cieplochronna wedlug wzoru sklada sie z dwóch modulów okrywajacych klatke piersiowa, stójki, dwóch modulów barkowych, dwóch modulów okrywajacych pachy, dwóch mo- dulów okrywajacych brzuch, dwóch modulów bocznych, modulu okrywajacego plecy, paska dolnego, dwusuwakowego zamka blyskawicznego umieszczonego z przodu kamizelki, dwóch kieszeni wpusz- czanych zamykanych na zamek blyskawiczny oraz gumki ze stoperami. Moduly okrywajace klatke piersiowa i modul okrywajacy plecy wykonane sa z 5-warstwowego ukladu materialów, a mianowicie tkaniny podszewkowej, wlókniny z mikrokapsulkami PCM o tempera- turze przemiany fazowej 27–30°C i masie powierzchniowej ok. 160 g/m 2 , przepikowanej z flizelina, a przepikowania tworza poziome kanaly oraz wlókniny puszystej, przepikowanej z tkanina zewnetrzna, tworzac dodatkowe poziome kanaly. Tkanina podszewkowa przepikowana jest z wlóknina z mikrokap- sulkami PCM, tworzac dodatkowe poziome kanaly. Moduly okrywajace brzuch wykonane sa z 5-warstowego ukladu materialów, a mianowicie tka- niny podszewkowej, dwóch identycznych flizelin przepikowanych razem i tworzacych poziome kanaly oraz wlókniny puszystej, przepikowanej z tkanina zewnetrzna, tworzac dodatkowe poziome kanaly. Tka- nina podszewkowa przepikowana jest z jedna sasiadujaca z nia flizelina, tworzac dodatkowe poziome kanaly. Stójka i moduly okrywajace pachy wykonane sa z 4-warstwowego ukladu materialów a mianowi- cie tkaniny podszewkowej, wlókniny z mikrokapsulkami PCM oraz wlókniny puszystej i tkaniny ze- wnetrznej. Moduly barkowe i moduly boczne wykonane sa z identycznego ukladu materialów jak moduly okrywajace brzuch, z tym ze obie flizeliny sa przepikowane z tkanina podszewkowa. Korzystnie szerokosc poziomych kanalów w modulach okrywajacych klatke piersiowa i module okrywajacym plecy wynosi 3 cm i 2,5 cm, przy czym kanaly ulozone sa naprzemiennie, a mianowicie w sekwencji jeden kanal szerszy i dwa kanaly wezsze, a kanaly szersze pokrywaja miejsca przeszyc tkaniny zewnetrznej i wlókniny puszystej. Oba rodzaje kanalów wypelnione sa aerozelem krzemionkowym. Korzystnie wszystkie dodatkowe poziome kanaly maja szerokosc 8 cm i ich przeszycia znajduja sie w polowie szerokosci szerszych poziomych kanalów wystepujacych w modulach okrywajacych klatke piersiowa i module okrywajacym plecy. Zastosowanie aerozelu w konstrukcji kamizelki dla podniesienia jej poziomu ochrony przed zim- nem nie powoduje istotnego zwiekszenia jej masy i grubosci. Aerozel w formie granulatu wypelnia po- ziome kanaly w kamizelce w obszarze od klatki piersiowej do bioder oraz w tylnej czesci okrywajacej plecy. Szersze kanaly z wieksza masa aerozelu pokrywaja sie z miejscami przeszyc tkaniny zewnetrz- nej i wlókniny puszystej. Takie rozwiazanie powala na wyeliminowanie mostków cieplnych w miejscu przeszyc. Ponadto, istota wzoru uzytkowego jest tez zróznicowana izolacyjnosc cieplna kamizelki, dosto- sowana do stref cieplnych uzytkownika, uzyskana dzieki odpowiedniemu rozmieszczeniu wlókniny z PCM i aerozelu. Istota wzoru uzytkowego polega równiez na odpowiednim doborze materialów, szczególnie tka- niny zewnetrznej i podszewkowej, które w polaczeniu z odpowiednia konstrukcja kamizelki minimalizuja przenikanie czastek aerozelu na zewnatrz a jednoczesnie zapewniaja komfort fizjologiczny. Zastoso- wane w kamizelce kanaly na aerozel maja niewielka szerokosc, aby zapobiec jego usypywaniu sie oraz zapewnic jego równomierne rozlozenie w konstrukcji kamizelki. Liczba przeszyc laczacych tkanine pod- szewkowa z wlóknina z PCM lub flizelina stanowiaca dolna warstwa kanalów zostala ograniczona do mi- nimum, aby wyeliminowac problem przenikania aerozelu na zewnatrz. Przeszycia te wystepuja co 8 cm. Dzieki zastosowaniu dwustronnej kamizelki cieplochronnej wedlug wzoru uzytkowego, uzyskano nastepujace efekty: - ochrone ciala uzytkownika przed niekorzystnym dzialaniem srodowiska chlodnego/zimnego, - ograniczenie obciazenia cieplnego osób pracujacych w srodowisku chlodnym/zimnym, wynikaja- cego z duzej zmiennosci warunków srodowiska termicznego oraz zmiennego wydatku energe- tycznego, - przyjemne odczucie chlodzenia organizmu oraz zmniejszenie wydzielanie potu przy zwiekszonej aktywnosci fizycznej lub wzroscie temperatury otoczenia, - aktywne dostosowywanie izolacyjnosci cieplnej kamizelki do zmiennych warunków srodowiska pracy, - uniwersalnosc – mozliwosc stosowania kamizelki w róznych warunkach srodowiska termicznego i przy zmiennym obciazeniu praca, - wygode uzytkowania, dzieki ergonomicznej konstrukcji oraz odpowiednio dobranym materialom o niskiej masie i grubosci oraz dobrych parametrach biofizycznych. Zaprojektowana konstrukcja zaklada mozliwosc noszenia kamizelki wlóknina zawierajaca PCM do ciala lub do zewnatrz w zaleznosci od przewidywanych warunków uzytkowania. W przypadku duzej aktywnosci fizycznej kamizelka powinna byc noszona strona z wlóknina z PCM do ciala. Material ten zapewni wówczas przyjemne odczucie chlodzenia organizmu i zmniejszy wydzielanie potu. Przy pra- cach statycznych lub wymagajacych malej aktywnosci fizycznej bardziej korzystne jest odwrócenie ka- mizelki strona z wlóknina z PCM do zewnatrz. Takie rozwiazanie zapewni lepsza izolacje od srodowiska zimnego. Przedmiot wzoru uzytkowego przedstawiono na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia przód ka- mizelki z zaznaczonymi obszarami wystepowania PCM i/lub aerozelu, Fig. 2 przedstawia tyl kamizelki z zaznaczonymi obszarami wystepowania PCM i/lub aerozelu, Fig. 3 przedstawia przekrój wzdluzny modulu kamizelki okrywajacego klatke piersiowa wzdluz linii A-A, gdzie zastosowano aerozel i wlóknine z mikrokapsulkami PCM, Fig. 4 przedstawia przekrój wzdluzny modulu kamizelki okrywajacego brzuch wzdluz linii B-B, gdzie zastosowano aerozel, Fig. 5 przedstawia przekrój wzdluzny stójki (zawierajacej wlóknine z mikrokapsulkami PCM) wzdluz linii C-C, Fig. 6. przedstawia przekrój wzdluzny modulu bocz- nego kamizelki (bez aerozelu i wlókniny z mikrokapsulkami PCM) wzdluz linii D-D, Fig. 7 przedstawia przekrój poprzeczny kamizelki wzdluz linii E-E w obszarze obejmujacym modul kamizelki okrywajacy brzuch (z aerozelem) i modul boczny, Fig. 8 przedstawia przekrój poprzeczny kamizelki wzdluz linii F-F w obszarze obejmujacym modul kamizelki okrywajacy plecy (z aerozelem i mikrokapsulkami PCM) i mo- dul boczny. Dwustronna kamizelka cieplochronna wedlug wzoru sklada sie z: dwóch modulów okrywajacych klatke piersiowa 1, stójki 2, dwóch modulów barkowych 3, dwóch modulów okrywajacych pachy 4, dwóch modulów okrywajacych brzuch 5, dwóch modulów bocznych 6, modulu okrywajacego plecy 7, paska dolnego 8, dwusuwakowego zamka blyskawicznego 9, dwóch kieszeni wpuszczanych zamyka- nych na zamek blyskawiczny 10, lamówki 11 oraz okraglej gumki ze stoperami 12. Moduly okrywajace klatke piersiowa 1 i modul okrywajacy plecy 7 wykonane sa z 5-warstwowego ukladu materialów: tkaniny podszewkowej 13, wlókniny z mikrokapsulkami PCM 14 przepikowanej z fli- zelina 15, które razem tworza kanaly 16a i 16b wypelnione aerozelem krzemionkowym 17 oraz wlókniny puszystej 18, przepikowanej z tkanina zewnetrzna 19. Dodatkowo tkanina podszewkowa 13 przepiko- wana jest z wlóknina z mikrokapsulkami PCM 14. Moduly okrywajace brzuch 5 wykonane sa z 5-warstowego ukladu materialów: tkaniny podszewko- wej 13, dwóch identycznych flizelin 15 przepikowanych razem i tworzacych kanaly 16a i 16b wypelnione aerozelem krzemionkowym 17 oraz wlókniny puszystej 18, przepikowanej z tkanina zewnetrzna 19. Do- datkowo tkanina podszewkowa 13 przepikowana jest z jedna sasiadujaca z nia flizelina 15 Stójka 2 i moduly okrywajace pachy 4 wykonane sa z 4-warstwowego ukladu materialów: tka- niny podszewkowej 13, wlókniny z mikrokapsulkami PCM 14 oraz wlókniny puszystej 18 i tkaniny zewnetrznej 19. Moduly barkowe 3 i moduly boczne 6 wykonane sa z identycznego ukladu materialów jak moduly okrywajace brzuch 5, z tym ze obie flizeliny 15 sa przepikowane z tkanina podszewkowa 13, a ka- naly 16c utworzone miedzy tymi flizelinami 15 sa puste. Jako tkanine zewnetrzna 19 i podszewkowa 13 zastosowano tkanine Everest Plain o skladzie surowcowym 100% poliamid oraz masie powierzchniowej ok. 35 g/m 2 , która charakteryzuje sie wy- jatkowo gesta struktura, zapewniajaca skuteczna ochrone przed przenikaniem czastek aerozelu 17 na zewnatrz kamizelki. Funkcje termoregulacyjna w kamizelce pelni wlóknina poliestrowa z naniesio- nymi mikrokapsulkami PCM 14 o temperaturze przemiany fazowej 27–30°C i masie powierzchniowej ok. 160 g/m 2 , noszaca nazwe Clemmons (Outlast Technologies LLC, USA). W modulach okrywajacych klatke piersiowa 1, modulach okrywajacych brzuch 5 oraz module okrywajacym plecy 7 wlóknina z mi- krokapsulkami PCM 14 w polaczeniu z flizelina 3-warstwowa (100% polipropylen + 100% poliamid + 100% poliester) 15 o masie powierzchniowej ok. 30 g/m 2 tworzy poziome kanaly 16a i 16b, które wy- pelnione sa aerozelem 17. Flizelina ta 15 wystepuje równiez w modulach barkowych 3 kamizelki i mo- dulach bocznych 6. Zastosowany aerozel krzemionkowy 17 ma forme granulatu o wielkosci czastek 0,1–0,7 mm oraz przewodnosci cieplnej rzedu ok. 0,012 W/m·K. Aerozel 17 pelni funkcje dodatkowego, ultralekkiego materialu termoizolacyjnego, chroniacego przed zimnem. Podstawowa warstwa izolacyjna w kamizelce jest wlóknina puszysta z poliestrowych wlókien ciaglych 18, charakteryzujaca sie masa powierzchniowa ok. 67 g/m 2 . Kamizelka moze byc wykonana równiez w wariancie bez aerozelu 17. Dwustronna kamizelka ze stójka 2, zapinana z przodu na dwusuwakowy zamek blyskawiczny 9. W modulach okrywajacych klatke piersiowa 1, modulach okrywajacych plecy 7, w stójce 2 oraz modu- lach okrywajacych pachy 4 zastosowano wlóknine z mikrokapsulkami PCM 14, wykazujaca wlasciwosci termoregulacyjne. W module okrywajacym klatke piersiowa 1, plecy 7 oraz brzuch 5 wystepuja poziome kanaly 16a i 16b, wypelnione aerozelem 17, z tym ze w module 1 i 7 kanaly 16a i 16b utworzone sa poprzez przeszycie wlókniny z mikrokapsulkami PCM 14 z flizelina 15, a w module 5 – poprzez prze- szycie dwóch identycznych flizelin 15. Szerokosc kanalów 16a wynosi 3 cm a kanalów 16b 2,5 cm. W wezszych kanalach 16b zastosowano 1 g aerozelu, a w kanalach szerszych 16a – 2 g aerozelu. Przeszycia laczace tkanine podszewkowa 13 z wlóknina z mikrokapsulkami PCM 14 (w modulach okry- wajacych klatke piersiowa 1 i plecy 7), tkanine podszewkowa 13 z flizelina 15 (w modulach okrywajacych brzuch 5) oraz przeszycia laczace tkanine zewnetrzna 19 z wlóknina puszysta 18 wystepuja co 8 cm i pokrywaja sie ze srodkiem kanalów 16a o szerokosci 3 cm. Przeszycia te tworza puste 8-centymetrowe, poziome kanaly 16d. Takie rozwiazanie pozwala na zminimalizowanie problemu przenikania aero- zelu 17 na zewnatrz. Kamizelka po obu stronach, tzn. wierzchniej i spodniej, posiada dwie kieszenie 10 umiejscowione symetrycznie wzgledem srodka przodu na wysokosci pasa. Sa to kieszenie wpuszczane z otworem pionowy, zamykane na zamek blyskawiczny 10. Dól kamizelki regulowany jest po bokach za pomoca okraglej gumki ze stoperami 12. Podkrój pachy wykonczono elastyczna lamówka 11. Masa kamizelki w wariancie z wlóknina z mikrokapsulkami PCM 14 i aerozelem 17 w rozmiarze M wynosi ok. 482 g. PL