CN104903086A - 隔热复合织物 - Google Patents

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G.瓦纳
J.亨特
D.柯斯特洛
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Abstract

本发明公开一种隔热复合织物(120),该隔热复合织物包括内织物层(121)、外织物层(122),以及围在内织物层与外织物层之间的隔热填料织物层(123)。该隔热填料织物层是在织物的至少一侧上具有凸起表面(133)的纺织织物,并且该隔热填料织物层包括至少由并排安排的第一聚合物(1051)以及第二聚合物(1052)形成的多组分织物(1050)。第一聚合物以及第二聚合物表现出迥异的热伸长或收缩,从而导致多组分织物弯曲或卷曲并且对应于温度的改变可逆地恢复,对应于环境条件调节纺织织物的隔热性能。

Description

隔热复合织物
技术领域
本发明涉及纺织织物,更明确地,涉及对环境温度的变化作出响应的纺织织物。
背景技术
家用纺织制品中,诸如毯子等热叠层被认为是用于可用的个人隔热的更有效的手段之一。然而,通常,层叠的织物增加了块头,并且对于用户身体的全部区域,往往难于提供适当的隔热水平,因为身体的不同区域具有不同的温度灵敏度以及不同的、例如通过排汗的热调节能力。
同样的问题也出现在其它的产品中,例如,用于家具用品的饰面材料覆盖物、用于诸如写字楼、酒店、会议中心等制度合同市场中家具的饰面材料覆盖物,以及用于诸如汽车、卡车、火车、公交车等运输车辆中座位的饰面材料覆盖物。
标准的纺织织物具有织物构造过程中设置的属性,维持该属性使其与诸如环境条件和/或物理活性无关。这些标准的产品是有效的,例如,当其与其它防止织物层叠用于协同效应以及增强舒适度时。
发明内容
根据本公开的一方面,保温复合织物包括内织物层、外织物层,以及围在内织物层与外织物层之间的保温填料织物层。该保温填料织物层是在织物的至少一侧上具有凸起表面的纺织织物,其至少包括由以并排关系设置的第一聚合物和第二聚合物形成的多组分纤维。第一聚合物和第二聚合物表现出有差别的热伸长或收缩以引起多组分纤维弯曲或卷曲,并且对应于温度的改变可逆性恢复,这调节了纺织织物对应于环境条件的保温性能。
本公开这方面的优选实施方式可以包括一个或多个下述其它的特征。第一和第二聚合物中的至少一个是具有低玻璃化转变温度的第一热塑性聚合物。第一聚合物是聚丙烯并且第二聚合物是聚乙烯(例如,线性低密度聚乙烯)。第一聚合物是第一聚丙烯(例如,全同聚丙烯)并且第二聚合物可以是不同于第一聚丙烯的第二聚丙烯(例如,间同聚丙烯)。多组分纤维还包括不同于第一聚丙烯和第二聚丙烯的第三聚丙烯。纱线具有大约90至大约500旦尼尔,例如,大约160旦尼尔。纱线可以具有大约每旦尼尔0.5克力至大约每旦尼尔5.0克力的韧性,例如,大约每旦尼尔2.3克力。纱线具有36至144的长丝支数。该纱线是72长丝的纱线。在某些实例中,多组分纤维具有圆形横截面,并且第一和第二聚合物布置成并排配置。多组分纤维具有矩形横截面,并且第一和第二聚合物布置成并排配置。多组分纤维具有三叶形横截面,并且第一和第二聚合物布置成从前到后或者从左到右的配置。多组分纤维具有三角形横截面。在某些情况下,多组分纤维在-22°F(-30℃)至104°F(+40℃)的温度范围表现出大约-5%至大约-60%(例如,大约-20%至大约-40%)的总平均位移。多组分纤维具有矩形的横截面以及锯齿形表面。保温填料织物层可以通过缝制、打摺、层压,或者绗缝由内层和外层中的至少一个附连。内和外织物层可以具有相同或者相对比的渗透性。内和外织物层具有不同的美学特性。
在另一方面,保温复合织物包括内织物层、外织物层,以及围在内织物层与外织物层之间的保温填料织物层。隔热填料织物层是在并入纱线的织物的至少一侧上具有凸起表面的纺织织物,其至少包括由以并排关系设置的聚丙烯和聚乙烯形成的多组分纤维。聚丙烯和聚乙烯表现出有差别的热伸长或者收缩以引起多组分纤维弯曲或卷曲,并且对应于温度的改变可逆性恢复,这调节了隔热复合织物对应于环境条件的隔热性能。纱线具有大约150旦尼尔至大约160旦尼尔,并且多组分纤维在-22°F(-30℃)至104°F(+40℃)的温度范围表现出大约-5%至大约-60%(例如,大约-20%至大约-40%)的总平均位移。
在某些实例中,多组分纤维具有三叶形横截面,并且聚丙烯和聚乙烯布置成从前到后的配置。多组分纤维包括大约50%的聚丙烯和大约50%的聚乙烯。多组分纤维具有矩形横截面以及锯齿形表面。隔热填料织物层可以通过缝制、打摺、层压,或者绗缝由内侧和外层中的至少一个附连。内和外织物层可以具有相同或者迥异的渗透性。内和外织物层具有迥异的美学特性。
在另一方面,服饰或服饰配件制品形式的温度响应绝热复合织物可以包括复合织物。具有不同于第一部分的一个或多个性能的第二织物部分可以从迥异的拉伸性、迥异的防水性、迥异的绝热性,以及迥异的透气性中选择。
第二织物部分由第二绝热复合织物形成,第二绝热复合织物包括第二内织物层、第二外织物层,以及围在第二内织物层与第二外织物层之间的第二绝热填料织物层。该复合织物可以形成温度响应家用纺织织物。该制品还包括第二织物部分,其中,第一和第二织物部分具有从迥异的拉伸性、迥异的防水性、迥异的绝热性,以及迥异的透气性中选择的一个或多个相对比的特性。第二织物部分由第二绝热复合织物形成,第二绝热复合织物包括第二内织物层、第二外织物层,以及围在第二内织物层与第二外织物层之间的第二绝热填料织物层。家用纺织制品从纺织床罩以及睡袋中选择。
本公开的另一方面,本公开特写了一种包括单一织物元素的绝热复合织物,该单一织物元素具有多个迥异的绝热能力的预定离散区域,绝热能力基于用户身体相应区域的绝热要求设置。至少两个不同隔热能力的预定离散区域,包括在单一织物元素的一个或多个第一离散区域中的、具有第一绒头高度(pile height)的圈纱,以及在单一织物元素的一个或多个其它离散区域中的、具有不同于第一绒头高度并且比其相对较高的另一绒头高度的圈纱。一个或多个第一离散区域对应于具有第一隔热要求的用户身体的一个或多个区域,并且一个或多个另一离散区域对应于具有不同于第一隔热要求并且比其相对较高的另一隔热要求的用户身体的一个或多个区域。
本公开的这方面的实施方式还包括一个或多个下述特征。隔热复合织物基本上包括单一织物元素。另外的单一织物元素包括在隔热复合织物中。多个预定离散区域中的每个通常以带的形式横跨隔热复合织物的宽度。一个或多个第一离散区域对应于用户身体的上半身、头部,以及臀部中的一个或多个。一个或多个其它离散区域对应于用户身体的下面的腿和脚、胳膊,以及肩膀中的一个或多个。单一织物元素包括单面凸起织物和/或双面凸起织物。单一织物元素包括经编针织纱线和/或纤维、圆形针织纱线和/或纤维、常规编织纱线和/或纤维、反向编织纱线和/或纤维,或者梭织纱线和/或纤维。单一织物元素包括含有用于凸起抗起球和/或耐磨性的化学树脂或者化学粘合剂的表面。透气控制元素与单一织物元素层压在一起以形成单一织物层压物。透气控制元素从包括下面的组中选择:孔膜、作为一层的粉碎粘合剂、作为一层的泡沫粘合剂、间断可呼吸膜、多孔疏水性可呼吸薄膜,以及无孔亲水性可呼吸薄膜。空气和液态水不可渗透的元素与单一织物元素层压在一起以形成单一织物层压物。空气和液态水不可渗透的元素由包括下面的组选择的可呼吸薄膜形成:多孔疏水性薄膜,以及无孔亲水性薄膜。单一织物元素包括从下面的组中选择的一种或多种材料的纱线和/或纤维:人造纱线和/或纤维、天然纱线和/或纤维、再生纱线和/或纤维,以及专用纱线和/或纤维。人造纱线和/或纤维从包括下面的组中选择:聚酯纱线和/或纤维、尼龙纱线和/或纤维、腈纶纱线和/或纤维、聚丙烯纱线和/或纤维,以及由人造短纤维形成的连续扁平或变形的长丝或者细纱线。天然纱线和/或纤维从包括下面的组中选择:棉花纱线和/或纤维,以及羊毛纱线和/或纤维。再生纱线和/或纤维从包括下面的组中选择:人造丝织物和/或纤维。专用纱线和/或纤维从包括阻燃纱线和/或纤维的组中选择。阻燃纱线和/或纤维从包括下面的组中选择:阻燃芳纶纱线和/或纤维,以及阻燃聚酯纱线和/或纤维。具有第一绒头高度的一个或多个第一离散区域包括使用低沉和/或热收缩纱线形成相对低绒头的圈纱。具有第一绒头高度的一个或多个第一离散区域包括形成高达大约1mm高度的相对低的绒头的圈纱。具有不同于第一绒头高度并且大于其的另一绒头高度的一个或多个其它离散区域包括在单面织物上形成高度在大于大约1mm至大约20mm的范围内的相对高度的绒头的圈纱。具有不同于第一绒头高度并且大于其的另一绒头高度的一个或多个其它离散区域包括在双面织物上形成高度在大于大约2mm至大约40mm的范围内的相对高度的绒头的圈纱。
在另一方面,本公开特写一种包括内织物层、外织物层,以及连接至外织物层的隔热织物层的隔热复合织物。该隔热复合织物是具有面向外织物层的凸起表面的纺织织物。该凸起表面包括具有第一绒头高度的多个第一离散区域,其穿插在具有大于第一绒头高度的不同绒头高度的多个其它离散区域。
本公开的这方面的实施方式还包括一个或多个下述特征。隔热填料织物层具有毛圈沉纱(terry sinker loop)表面,其包括穿插在毛圈沉纱区域中的无毛圈沉纱的多个离散区域。隔热织物层具有大约每平方码(0.84m2)1盎司(28.3gms)至大约每平方码(0.84m2)12盎司(340.2gms)的重量。隔热填料织物层绗缝至内织物层和外织物层中的一个或两个。隔热填料织物层沿隔热复合织物的外周缝合至内织物层和外织物层中的一个或两个。隔热填料织物层层压至内织物层和外织物层中的一个或两个。隔热填料织物层构建成包括面纱线,其通常位于垂直于缝合或者背面纱线。隔热填料织物层具有大约0.1英寸(2.5mm)至大约4.0英寸(10.2cms)的厚度(块头)。在第一离散区域的第一绒头高度是零。形成第一离散区域的纱线比形成其它离散区域的纱线更细。形成第一离散区域的纱线具有大约0.3至大约0.5的单长丝旦尼尔。隔热填料织物层提供大约0.2clo/oz2至大约1.6clo/oz2(其中1clo等于0.155K·m2/W,并且1盎司等于28.3495克)的隔热性。内织物层包括梭织物或者针织织物。针织织物具有单面针织结构、双面针织结构、经编针织结构,或者网格结构。根据ASTM D-737测试,在横跨内织物层的水的1/2英寸(12.7mm)的压力差下,内织物层具有在大约5ft3/ft2/min(1.5m3/m2/min)至大约300ft3/ft2/min(91.4m3/m2/min)的透气性。根据ASTM D-737测试,在横跨外织物层的水的1/2英寸(12.7mm)的压力差下,外织物层具有在大约1ft3/ft2/min(0.3m3/m2/min)至大约100ft3/ft2/min(30.5m3/m2/min)的透气性。外织物层处理成具有持久防水性、耐磨涂层,掩饰层,或者减少红外辐射。内织物层、外织物层,以及隔热填料织物层中的至少一个包括阻燃材料和/或处理成提供阻燃性。防水膜层压至外织物层的内表面,并且置于外织物层与隔热填料织物层之间。防水膜是蒸汽渗透膜或者从多孔疏水性膜、亲水性无孔膜,以及静电纺丝膜中选择。
在另一方面,本公开特写了一种包括内织物层、外织物层,以及在内织物层与外织物层之间的单一织物元素。单一织物元素具有多个不同隔热能力的预定离散区域。离散区域根据用户身体对应区域的隔热要求来布置。在某些实施方式中,不同隔热能力的预定离散区域中的至少两个包括在单一织物元素的一个或多个第一离散区域中的具有第一绒头高度和/或第一绒头密度的圈纱,以及在单一织物元素的一个或多个其它离散区域具有第二绒头高度和/第二绒头密度的圈纱,其中,一个或多个第一离散区域对应于具有第一隔热要求的用户身体的一个或多个区域。第二绒头高度不同于第二绒头高度并且比其大,和/或第二绒头密度不同于第一绒头密度并且比其大。一个或多个其它离散区域对应于具有不同于第一隔热要求并且比其高的其它隔热要求的用户身体的一个或多个区域。
本公开的这方面的实施方式还可以包括一个或多个下述特征。外织物层包括提花图案以暴露为隔热复合织物的外表面。内织物层和/或外织物层包括具有大约2oz./码2(67.8gms/m2)至大约6oz./码2(203.4gms/m2)密度的轻型梭织物或针织物。内织物层和/或外织物层包括具有大约1.0oz./码2(33.9gms/m2)至大约10.0oz./码2(339.1gms/m2)密度的针织物。单一织物元素通过缝合或者绗缝连接至外织物层并且连接至内织物层。内层包括多个不同隔热能力的预定离散区域,其对应于单一织物元素的多个不同隔热能力的预定离散区域。多个内织物的预定离散区域包括对应于单一织物元素的一个或多个第一离散区域的内织物的一个或多个第一离散区域中的具有第三绒头高度和/或第三绒头密度的圈纱,以及对应于单一织物元素的一个或多个其它离散区域的内织物一个或多个其它离散区域中的具有第四绒头高度和/或第四绒头密度的圈纱。第四绒头高度不同于第三绒头高度并且比其高,和/或第四绒头密度不同于第三绒头密度并且比其大。外层包括多个不同隔热能力的预定离散区域,其对应于单一织物元素的多个不同隔热能力的预定离散区域。外织物的多个预定离散区域包括对应于单一织物元素的一个或多个第一离散区域的外织物的一个或多个第一离散区域中的具有第三绒头高度和/或第三绒头密度的圈纱,以及对应于单一织物元素的一个或多个其它离散区域的外织物一个或多个其它离散区域中的具有第四绒头高度和/或第四绒头密度的圈纱。第四绒头高度不同于第三绒头高度并且比其高,和/或第四绒头密度不同于第三绒头密度并且比其大。单一织物元素在一个或多个第一离散区域中具有大约80CFM(2265L/min)至大约200CFM(5663L/min)的透气性,并且在一个或多个其它离散区域中具有大约200CFM(5663L/min)至大约350CFM(9911L/min)的透气性。隔热复合织物的不同区域具有与单一织物元素的各区域大致相同或者迥异的渗透性。单一织物元素的一个或多个第二离散区域的不同区域中的圈纱具有不同的绒头密度。单一织物元素的一个或多个第二离散区域的不同区域中的圈纱具有不同的绒头密度。多个其它离散区域的不同区域具有不同的绒头密度。
附图说明
本发明的其它特性、目的,以及优点在下文的说明、附图,以及权力要求中将显而易见。
图1是用复杂几何图案形成的单一设计保暖织物表面的展示图。
图2是单一设计保暖织物的透视图,该织物具有相对高的绒头区域、相对低的绒头区域,以及无绒头的区域。
图3是具有不同隔热能力以及性能的区域的由主体映射概念布置的隔热复合织物的概略平面图。
图3A是具有不同隔热能力以及性能的区域的另一隔热复合织物的部分概略俯视图。
图4是具有不同隔热能力以及性能的弯曲形式区域的另一隔热复合织物的概略平面图。
图4A是具有不同隔热能力以及性能的区域的另一隔热复合织物的概略平面图。
图5是单一设计保暖织物的端部视图,其中在该保暖织物的一侧面上,具有相对更大厚度的区域、无厚度的区域,以及相对更小厚度的区域。
图6是另一单一设计保暖织物的端部视图,其中在该保暖织物的两个侧面上,均具有相对更大厚度的区域、无厚度的区域,以及相对更小厚度的区域。
图7是圆形针织机的一部分的透视图。
图8至图14是圆柱舌针在例如用于形成单一设计保暖织物的反向编织圆形针织过程中的顺序视图。
图15是针织过程中形成的管状针织单一设计保暖织物的概略端部图。
图16以及图17分别是在一个表面(图16)上完成的或者在两个表面(图17)上完成的单一设计保暖织物的概略端部视图。
图18是隔热复合织物的端部视图。
图19是在形成双面经针织物的隔热填料织物的端部视图。
图20是具有反向编织毛圈沉纱针织结构的双面针织织物形式的隔热填料织物的端部视图。
图21是单面织物形式的隔热填料织物的端部视图。
图22是单一设计保暖织物的侧部视图。
图23是具有轻型结构的隔热复合织物的侧部视图。
图24是具有中型结构的隔热复合织物的侧部视图。
图25是具有重型结构的隔热复合织物的侧部视图。
图26是用于隔热复合织物第一区域的隔热复合织物的一实例的侧部视图。
图27是用于隔热复合织物第二区域的隔热复合织物的一实例的侧部视图。
图28是具有绒头表面的隔热填料织物的平面视图,其中绒头表面包括在绒头区域穿插的无绒头区域。
图29A至图29E是示出具有空区域(相对低的绒头或者无绒头区域)的隔热填料织物的端部视图。
图30A至图30C是隔热复合织物叠层的可替代实施方式的端部视图。
图31A是两层隔热复合织物的端部视图。
图31B是两层隔热复合织物的端部视图。
图32是具有防水膜的隔热复合织物的端部视图。
图33A是在热物体上的隔热复合织物的红外线照片,隔热复合织物是由单一设计保暖织物形成的。
图33B是在热物体上的隔热复合织物的红外线照片,隔热复合织物是由包括内织物层、外织物层,以及内外织物层之间的图33A的单一设计保暖织物的复合织物形成的。
图34A至图34C是温度响应双组份纤维的细节图。
图35A至图35B是温度响应智能纺织织物的剖面图。
图36A以及图36B是具有大致矩形截面形状的温度响应双组份纤维的一实施方式的细节图。
图37是具有锯齿形表面的温度响应双组份纤维的细节图。
图38至图41示出用于将多组分纤维的单一纤维组份固定在一起的各种方法。
图42至图43是分别具有圆形截面以及三叶形截面的共压纺纤维的照片。
具体实施方式
诸如纺织家具用品毯子或者户外毯的隔热复合织物可以针对所计划的用户身体不同区域的隔热要求来制定,以优化人体在睡眠期间的舒适度。在大多数情况下,人体下部的腿和脚以及人体的胳膊和肩膀区域相对更容易受凉,因此希望提供诸如相对大的绒头高度和/或高纤维或绒头密度的相对高地隔热水平,以更加舒适并易于睡眠,然而,相反,人体的上半身区域以及人体的臀部和头部区域,尤其是从两侧需要相对更少的隔热。在某些实施方式中,隔热复合织物是具有由身体映射概念布置的不同隔热能力以及性能的区域的独立的,单一设计保暖织物。单一设计保暖织物的不同区域可以由具有相同旦尼尔或不同旦尼尔的纱线形成。隔热复合织物还可以是由缝纫、绗缝、连接单一设计保暖织物与附加层,或者将单一设计保暖织物插入两层之间形成的复合织物。
在本文中所使用的术语“绒头”包括任何希望的方法形成的绒头表面,该方法包括但不限制于:纱圈、剪切纱圈、针织机上的环切、纱圈切断针织机(即,织物从针织机移除后),以及凸起纤维。
参照图1以及图2,适合用于隔热复合织物的单一设计保暖织物10限定诸如隔热、挡风、空气流通等迥异的特性的一个或多个区域。包括穿过织物有选择性地形成相对高的绒头区20、相对低的绒头区22,以及无绒头区24的设计保暖织物分别与优选希望或需要相对高的隔热、中间隔热,以及较少或无隔热的身体区域有关。在某些实施方式中个,参照图1,单一设计保暖织物10可以具有穿插无绒头区域20的相对高地绒头区域24,其中无绒头区域20布置在诸如格子、条纹,或者其它几何构造或抽象图案的复杂图案中的。
在某些实施中,通过形成具有不同绒头密度的绒头区域,可以在单一设计的保暖织物上形成具有不同隔热隔热性能的区域。在不同区域的绒头可以具有相同的高度或者不同的高度。
生产设计保暖织物,并且包括诸如保暖毯的隔热复合织物的设计保暖织物制品是由该设计保暖织物形成的,以使用单一设计保暖织物增加隔热以及舒适度。设计保暖织物制品减少对使用多层的依赖,同时提供隔热和舒适的作用。诸如服装、配置,以及如毯子、床罩、睡袋等家居用品的设计保暖织物制品提供所选择的与身体的基本区域的需要和/或希望相关的不同隔热水平,以产生适于各种隔热需求的改善的舒适区。
参照图3,展开示出用于床上的诸如保暖毯的设计隔热复合面料300。毯子可以由诸如在图1以及图2中示出的具有上文所述特征的织物10的单一设计保暖织物形成。尤其是,设计保暖织物可以是单面凸起织物或者双面凸起织物,并且织物可以是经针织物、圆形针织物,或者梭织物。人体下部的腿和脚区域302以及人体的胳膊和肩膀区域304、306具有相对大的绒头高度和/或相对大的纤维密度。相反,人体的上半身区域308,以及分别邻接人体头部和臀部的区域310、312和区域314、316具有相对低的绒头或无绒头,例如,依据个人喜好、季节条件等。脚下的区域318没有绒头或者具有较低的绒头,因为其通常卷在褥垫下方。毯织物具有三维几何构造,其中头部、胳膊和肩膀,以及下半身、腿和脚的隔热区域的表面厚度通常是在凸起表面或剪切/切断起毛纱圈或其形成的拉绒织物、环圈、毛圈中。
参照图4,同样展开示出用于床上的由单一设计保暖织物的保暖毯形式的另一设计隔热复合织物350。在该实施方式中,相比于设计隔热复合织物300,设计隔热复合织物350制造简单。不同隔热能力以及性能的区域以带的形式布置,其横跨毯子。具有相对大的绒头高度和/或相对大的纤维密度的下部带区域352通常位于横跨人体的下半身,腿和脚,同样具有相对大的绒头高度和/或相对大的纤维密度的下部带区域354通常位于横跨人体的胳膊和肩膀。毯子350的上端以及下端,具有相对低的绒头或者无绒头的上部带区域356通常位于横跨人体的头部,并且具有相对低的绒头或者无绒头的下部带区域358位于折叠的毯子下面。在区域352与区域354之间的同样具有相对低的绒头或者无绒头的中间区域360同上位于横跨人体的上半身。
如上所述,头部、胳膊,和肩膀的区域354以及下半身、腿,和脚的区域352是普通拉绒织物,而上部带区域356以及中间区域360是较低绒头织物。通常,纱线以及绒头密度对于所有的区域保持不变,此外,对于制造的简易性保持不变。在图中示出的各区域的竖直宽度仅以实例的方式示出。可以布置、剪裁任何尺寸的区域,例如,用于不同年龄和不同性别等的人,并且用于诸如季节等的其它因素。
尽管对于单一设计保暖织物在图1以及图2中示出并且对于隔热复合织物在图3以及图4中示出例如由高绒头、低绒头和/或绒头形成(用高绒头区以及第绒头区、高绒头区以及无绒头区、低绒头区以及无绒头区,和/或高绒头区、低绒头区,以及无绒头区组成图案)的特定的图案,但例如,根据所希望的隔热性能,单一设计保暖织物以及隔热复合织物可以具有任何合适的图案。例如隔热毯的隔热复合织物可以是寝具系统的一部分并且可以与诸如亚麻布制品、床单、其它毯子,以及鸭绒被的其它的寝具部件协同工作,以便为用户提供舒适和热隔热的作用。
例如,图3A示出了具有图案表面392的隔热复合织物380的一部分,其中图案表面392包括绒头区域382、384、386、388、390。在某些实施方式中,在图案表面392上的所有绒头具有相同的绒头高度。然而,组成图案的绒头区域384、386、388、390的绒头密度比绒头区域382的绒头密度低。尤其是,绒头区域384、386、388、390包括由无绒头或低绒头区域388、396隔开的绒头386、394。由于更大的绒头密度,绒头区域386提供的隔热性能比绒头区域384、386、388、390提供的隔热性能更大。不同绒头区域382、384、386、388、390中的绒头可以具有相同的高度和/或密度,或者可以具有不同的高度和/或密度,例如,以提供隔热梯度。
在某些实施中,绒头区域384、386、388、390中的一个或多个可以具有由不同绒头高度和/或有不同绒头密度的相同绒头高度形成的图案。在图3A中示出的实例,所有绒头区域384、386、388、390具有相同的绒头密度和相同的图案,其中在圆或椭圆部和格子部394具有相对高的绒头并且在保持区域396具有相对低的绒头或者无绒头。对于隔热复合织物380来说,除了希望了保暖性能,图案区域384、386、388、390还提供美学观。
不同的绒头区域可以具有不同的绒头密度。某些绒头区域可以具有100%的绒头或者全凸起的表面,而另一些绒头区域可以具有小于100%的绒头。因此,在不同的绒头区域使用不同的绒头密度,该区域可以提供不同的保暖性能以及美学观,甚至当它们具有相同的图案时。隔热复合织物380可以在两个侧上具有双面整理凸起或者仅在一个侧面上具有单面整理凸起。
在图4A示出的另一实例中,例如保暖毯的隔热复合织物400具有在隔热复合织物的宽度上延伸的多个带区域404、406、408(类似于参照图4描述的带区域354、360......)。沿隔热复合织物400或者沿其它方向,带可以横跨隔热复合织物毯400的宽度。带可以是直的或者可以具有诸如不规则的其它形状的边缘。隔热复合织物400还包括拉绒区域410。每个带区域404、408、406均可以是拉绒织物或者可以具有图案。在附图中示出的实例,所有的带区域具有相同的图案,每个相似于图3A中的区域384、386、388、390的图案,其中在椭圆部412和格子部414具有相对高的绒头并且在保持区域416具有相对低的绒头或无绒头。对应于不同区域部分的绒头可以具有相同或不同的高度。在示出的实例中,绒头具有相同的高度。然而,在三个区域404、406、408中的绒头密度是不同的,其中区域406具有最低的绒头密度,区域408具有第二低的绒头密度,并且区域406具有最高的绒头密度。因此,带区域406具有最高的透气性,例如,294的CFM(8325L/min);带区域408具有相对高的透气性,例如,236的CFM(6648L/min);带区域404具有较低的透气性,例如,231的CFM(6648L/min)。拉绒区域410具有最低的透气性,例如,149的CFM(4219L/min)。在使用中,例如保暖毯的隔热复合织物400可以沿x或-x方向覆盖用户的身体。在对应于用户头部,肩膀和下部的腿的端部区域410,毯子提供良好的隔热性能,并且在中间区域,尤其是带区域406,毯子提供良好的透气性。
单一设计保暖织物可以在预定的设计以及布置中通过生产具有不同绒头高度和/或无绒头区域的任何合适的方法来制备。例如,合适的方法的实例包括电针和/或沉子(sinker)的选择,如通过反向编织(如下文有关图7至图14所说明的)的管状圆或毛圈针织结构,以形成双面织物或者形成伪单面织物,其中,平针织物侧可以由耐磨性或者抗起球的涂层保护(如下文所描述的)或者可以用作层压或者有规律的编织,以形成单面织物、经编结构、梭织结构,以及充分形成针织结构。任何合适的纱线或者纤维可以用于形成设计保暖织物。例如,合适的纱线或纤维的实例包括诸如由聚酯、尼龙,或者腈纶形成的人造纱线或纤维、如由棉花或者羊毛形成的天然纱线或纤维、如人造丝的再生纱线或纤维,以及如以商标由E.I.DuPont售出的芳纶纱线或纤维的特种纱线或纤维。阻燃混合纤维也可以使用于单一设计保暖织物中。在有或没有其它阻燃纤维的情况下,阻燃混合纤维可以包含变性腈纶纱线和/或具有纤维素的混合纤维。
针织或者以单一织物的其它方式形成不同绒头高度区域的图案,该图案包括一个或多个不具有毛圈纱线的区域。如果需要的话,多个不同的单一设计保暖织物可以组合在一起,以形成诸如服装或如图3以及图4示出的设计隔热复合织物300、350的设计保暖织物制品。织物的图案设计成基本覆盖身体表面的部位,每个织物通常具有不同绒头高度和/或迥异的透气性的多个区域,从而减少或避免现有技术保暖织物制品的典型的剪切缝制过程。因此,本公开允许具有不同厚度的非常复杂图案的设计保暖织物制品的构造,例如,其可以用作毯子设计的整体元素。这种复杂的程度通常不能通过标准的剪切缝制过程实现,例如,简单缝制而成的各种织物图案和设计。
处理期间,可以将单一设计保暖织物染色,并且一个或两个表面整理以例如通过凸起一个或两个表面,或者通过凸起一个表面并且在向对面剪切纱圈的方式形成不同毛圈高度的区域。凸起程度取决于毛圈纱线的绒头高度。例如,在不凸起低毛圈高度和/或无毛圈高度的情况下,针织可以通过剪切高纱圈或者缝制高绒头的方式来整理。可替代地,针织可以通过凸起纱图表面的方式整理,整理时,高纱圈将凸起的更高以产生相对更高的块头/更大的厚度,因此,具有相对增加的隔热性能。通过针织两种不同的纱线,也可以在反向圆形针织毛绒结构中获得迥异的块头的区域,在预定图案中,当这两种不同的纱线暴露于干热或湿热(例如,蒸汽或者高温水)时,其具有显著不同的收缩。非常低收缩(例如,0至10%的收缩率)的纱线可以是短纤纱、扁平长丝纱或者设置变形纱,并且高收缩(例如,20%至60%的收缩)的纱线可以是扁纱(如聚丙烯)中的热敏合成纱或者高收缩的聚酯聚酯或尼龙变形长丝纱。根据一实施方式,毛绒沉圈纱线在针织机上剪切,其中不同纱线的拉绒高度是相同的,随后,织物暴露于例如染色过程中的高温(干热或湿热),根据收缩特性的不同,产生另种类型纱线的不同区域之间的相对绒头高度的不同。不同的绒头高度也可以通过在针织机中将一种纱线针织在待剪切的纱圈中直到希望的高度,或者随后在整理过程中与针织成零绒头高度(例如,0mm的沉子)的低绒头组合来实现。设计保暖织物制品还可以包括完全无纱圈的区域,以提供额外的不同水平或高度的绒头(即,无绒头)。
设计保暖织物的朝外的表面(即,技术背面纱圈,或者技术面(平针织物),其中,技术面对于单面织物是优选的)还可以用树脂或化学粘合剂处理,以形成耐起球和/或摩擦的相对硬的表面,例如,2005-0095940号的美国专利申请公开以及7038177号美国专利中所描述的。
可以变化以适应任何预定设计的不同绒头高度的图案也可以对于不同的隔热喜好或用途来进行优化。例如,参照图1至图4,相对高地绒头区域20适于在诸如胸部或上背部的希望区域提供温暖,而下背部的区域24可以包括相对低的绒头和/或无绒头区域。尤其是参照图2,在设计保暖织物制品的某些实施方式中,可以使用厚度图案的区域(诸如条纹、格子,圆点和/或其它几何构造或抽象图案,以任何希望的组合)以产生中间保暖和透气性的区域22。通常,针织织物结构在宽度方向上将具有一些拉伸和恢复度。通过合并弹性纱线或氨纶、PBT或3GT,或者在缝纱位置具有机械拉伸的其它适合的材料,显著的更高的拉伸和恢复和/或两个方向(长度和宽度)上的拉伸可以根据需要设置,例如,用于具有增强的舒适性以及身体适合或压缩的设计保暖织物服装或毯子。
在某些实施中,除了设计为控制隔热,上文所描述的单一设计保暖织物可以层压至具有诸如低、高和/或其任何组合中的至少一种绒头高度的拉绒的针织织物,或者层压至具有或没有拉伸性的梭织物。可选地,可以在织物的各层之间层压膜以使层压物不透风也不透水,但可呼吸(例如,多孔疏水性或无孔亲水性膜),如由Polartec、LLc制造的,继承给Malden Mills Industries公司的织物产品,如在09/378344号美国专利申请,以及2002-0025747,2003-0104735以及2005-0020160的美国专利申请公开中所描述的。
参照图1以及图2,并且参照图5以及图6,根据圈纱40相对于缝纱42的存在以及高度,单一设计保暖织物限定不同绒头高度的区域,例如,这些区域包括相对高的绒头区域20、中间或者相对低的绒头区域22,以及无绒头区域24。因此,设计织物前体是根据预定设计形成的,预定设计提供相对高的绒头区域20、中间或者相对低的绒头区域22,或者无绒头区域24。参照图2,在某些实施方式中,中间隔热和透气性的区域22可以通过相对高的绒头区域20与无绒头区域24的组合或交迭实现。
参照图8至图14,根据一实施方式,织物主体12通过在标准反向编织圆形针织(毛绒针织)过程中将缝纱42与圈纱40接缝在一起形成,例如,在由David J.Spencer著作的Knitting Technology(Woodhead Publishing Limited出版,第二版,1996)中所描述的。参照图15,在拉绒针织过程中,缝纱42形成所得织物主体的技术面36,并且圈纱40形成相对的技术背面34,其中形成的纱圈(图13的40)延伸,以置于缝纱42上。在通过反向编织圆形针织形成的织物主体32中,圈纱40从两表面的平面向外延伸,并且在技术面36上,圈纱40覆盖或置于缝纱42上(如,图15)。
如上述描述,形成针织织物主体的技术背面34的圈纱40可以由任何合适的合成或天然材料制成。纤维或长丝的横截面以及光泽是可以变化的,例如,由预期的最终用途的要求来控制。圈纱40可以是由任何可用的纺纱技术制成的纺线,或者是由压纺制成的长丝扁平或变形纱线。圈纱的旦尼尔通常介于大约40旦尼尔至大约30旦尼尔之间。优选的圈纱是例如可用在商业上的来自特拉华州威尔明顿市的E.I.DuPont de Nemours and Company公司的具有三叶形横截面的200/100denierT-650式扁平聚酯长丝,或者例如来自北卡罗来纳州格林斯博罗市的UNIFI公司的增加曲率并且减小空气流动的2/100/96纱线。
形成针织织物主体的32的技术面36的缝纱42也可以由在纺纱或长丝纱中的任何适合类型的人造或天然材料制成。旦尼尔通常介于大约50旦尼尔至大约150旦尼尔之间。优选的纱线是70/34旦尼尔长丝变形聚酯,例如可用在商业上的来自卡罗来纳州格林斯博罗市的UNIFI公司。另一优选的纱线是诸如来自DuPont的70/34 T-81的阳离子可染聚酯,其能够染成暗色调或者与圈纱的色调不同的其它色调,以进一步强调图案。
在优选的方法中,织物主体32由圆形针织机上的反向编织形成。这主要是毛绒针织,其中,由圈纱40形成的纱圈覆盖或者置于技术面36上的缝纱42上(见图15)。
参照图16以及图17,在处理过程中,织物主体32、32′能够经历砂磨、刷擦、起绒等处理以产生抓绒(fleece)38。抓绒38可以形成在织物主体32(16)的诸如在技术背面34的一个面上的圈纱中,或者抓绒38、38′可以形成在包括技术面36的织物主体32′(图17)的两个面上的圈纱的覆叠纱圈中和/或缝纱中,该织物主体32′具有高松散区域20和低/不松散区域24。织物主体32、32′还可以例如化学处理成疏水或亲水材料。
此外,单一设计保暖织物可以具有任何希望的纤维密度的绒头以及任何希望的绒头高度,其中,不同的隔热能力以及性能可以通过诸如相对不同的绒头高度(例如,使用不同的沉子高度)、相对不同的绒头密度(例如,使用全面拉绒以及具有低绒头或无绒头的图案的拉绒),以及相对不同的纱线类型(例如,使用具有低收缩率的扁平纱线以及具有高收缩率的变形纱线)来实现。具有不同的高绒头、低绒头,和/或无绒头的单一设计保暖织物可以通过诸如电沉选择或者通过防染印花来产生,如下文所描述的,以及2005年4月25日提交的60/674535号美国临时专利申请中所描述的。例如,织物预定区域的沉纱圈可以在设计主体映射图案中印有粘合剂材料,例如,以局部的阻碍凸起。随后,表面在无覆层的区域凸起。导致织物具有凸起区域以及无凸起区域的设计图案。印刷区域可以通过使用不同的粘合剂材料、应用的密度、渗透等由不同隔热和透气性能的子区域形成,以实现对于设计印刷图案的每个子区域的最佳的性能要求。
其它的美学效果也可以应用于设计保暖织物的表面侧和/或背面侧,该美学效果包括例如在一个或两个表面上的如三维效果的颜色分化和/或图案化。可以印刷所选择的区域,并且其它区域可以留着不处理以凸起,而印刷区域保持扁平,抵制起绒处理,用于预定的保和/或透气性能的效果。此外,粘合剂材料在预定设计图案中的应用可以与常规的湿印刷过程同步,其包括在织物主体的其它区域。湿印刷可以应用于织物制品,该织物制品用例如电沉纱圈的选择或者针织机上的剪切纱圈的(绒头)的剪切纱圈制成,并且湿印刷也可以使用多个颜色以进一步的增强美学效果。湿印刷中的颜色可以与防染印花集成以在一个或多个织物区域获得三维印刷,甚至在整个的织物表面。在图像中表示的各区域的尺寸、形状以及关系仅通过实例的方式示出。任何形状和尺寸的区域均可以布置在任何希望的图案中,例如其能够缝制用于不同年龄以及不同性别等的人并且用于诸如季节的其它因素等。
在某些实施中,诸如图3以及图4的隔热复合织物300、350的隔热复合织物包括在内织物层(面对用户的身体)与外织物层(面对外部环境)之间的隔热复合织物(“技术底部(technical down)”),其并入单一设计保暖织物中,如上述的单一设计保暖织物。在某些实施方式中,内织物层和外织物层在结构上是相同的,并且隔热复合织物是双面可用的。外织物层和内织物层也可以具有不同的图案或者配置(下文将讨论)。在不改变由单一设计保暖织物提供的例如散热率的隔热性能的情况下,内织物层和外织物层能够提供例如保护单一设计保暖织物的优点、能够对隔热复合织物提供美学效果,以及其它。
如一实例,图18示出了例如保暖毯的隔热复合织物120,其适于形成隔热复合织物的整体或一部分。该隔热复合织物120包括内“壳体衬垫”织物成121、外“壳体”织物层122,以及围在两者之间的隔热填料织物层123。隔热填料织物层123可以缝(如图18中示出的缝制和/或与钉针连接)至内织物层121和外织物层122中的一个或两个,或者在某些情况下,松散的隔热填料织物层123固定在毯子沿周边的接缝中。可替代地或者另外地,隔热填料织物层123可以通过诸如通过打摺、打摺、投入并塞进、超声连接、层压等的其它物理固定连接至内织物层121和外织物层122中的一个或两个。
隔热填料织物层123可以与图1、图2、图5,以及图6的单一设计保暖织物具有相似或者相同的特征,并且设计为适合在图3以及图4的隔热复合织物300、350中使用。因此,术语“隔热填料织物层”以及术语“单一设计保暖织物”在文中可互换使用。例如,根据保暖构造以及诸如图3和图4的隔热复合织物300、350的隔热复合织物的要求,隔热填料织物层可以(使用高绒头、地绒头,和/或无绒头)设计图案。
在某些实施中,隔热复合面料的外织物层122具有提花图案以增强与隔热填料织物层123的协同作用,并且提供具有美感的隔热复合织物。外织物层122和/或内织物层121可以具有例如由不同绒头高度和/或绒头密度的区域形成的图案,该图案对应于隔热填料织物层的图案以增强用户的舒适度。设计图案的内织物层121和外织物层122基本上不限制并入隔热填料织物层的所要求区域的散热,例如,覆盖臀部的区域。因此,由隔热复合织物制成的隔热复合织物的保暖性能基本上与仅由包括在隔热复合织物中的单一设计保暖织物制成的隔热复合织物不同。由隔热复合织物制成的隔热复合织物还可以提供如所讨论的用于诸如保暖毯的隔热复合织物300、350的保暖性能,并且例如通与传统的毯子相比提供在预定区域更隔热并且在其它区域较低的隔热和较高的透气性,可以给用户提供卓越的舒适性。外织物层和/或内织物层可以是重量轻的针织物,例如,大约1.0oz./码2(33.9gms/m2)至大约6.0oz./码2(203.4gms/m2)。
在某些实施中,隔热填料织物层123是在一侧或两侧具有凸起表面的纺织织物。隔热填料织物层123的纺织织物构造成包括面纱线(绒头),其通常位于与缝纱或背面纱线垂直。构件的这种类型可以提供具有良好弹性的高块头以保持甚至在压缩情况下保持隔热填料织物层123的保暖。
参照图19,隔热填料织物层123可以由双面经针织物130形成。该经针织物130包括由刷擦以提供毛绒表面133的绒头纱线形成的技术背面132,以及由背面纱线和缝纱形成的技术面134。技术面134的背面纱线或者缝纱可以起绒以形成绒头/拉绒135。可替代地,在某些情况下,一些绒头纱线在技术面135处置于缝纱的上,并且可以刷擦或起绒以在技术面135上形成抓绒/拉绒135表面。例如,在2001年3月6日发行的6196032号美国专利、2001年3月13日发行的6119410号美国专利、2004年12月21号发行的6832497号美国专利、2005年1月4日发行的6837078号美国专利,以及1999年1月5日发行的5855125号美国专利中可以发现合适的双面经针织物构造的其它细节。合适的双面经针织物商业上可用,例如,商标为的来自马萨诸塞州劳伦斯市的Polartec,LLC公司。
可替代地或另外地,隔热填料织物层123可以由反向编织毛圈沉纱针织结构的双面针织织物形成。参照图20,具有反向编织毛圈沉纱针织结构的双面针织织物140具有有凸起或起绒表面143的技术面142,以及技术背面144,其中修沉子纱圈以形成剪切纱圈绒面145。在2000年10月17日发行的6131419号美国专利中可以发现涉及具有反向编织毛圈沉纱针织结构的合适的双面针织织物构造的其它细节。
参照图21,隔热填料织物层123还可以由单面织物150形成,该单面织物150构造成包括具有面纱线的技术面152,其中面纱线通常位于与缝纱或背面纱线154垂直。
可替代地,或者另外地,隔热填料织物层123可以由具有长条针织结构的织物形成。长条针织结构可以通过与长条织物的拉入耦合的圆形针织形成以生产绒头状织物。长条针织结构允许使用相对粗的纤维(例如,5dpf至15dpf)。该相对粗的纤维可以提供良好的弹性并且抗压缩,并且可以产生非常高的绒头(例如,3英寸(7.6cms)的绒头高度至4英寸(10.2cms))。隔热填料织物层的长条织物可以整理为在技术背面具有凸起表面的单面织物,或者整理为在技术背面和技术面上均具有凸起表面的双面织物。通常,长条织物结构在技术面上凸起时易于“脱落”并且出现不良的美学外观(例如,拙劣的表面处理)。然而,当并入填料层,凸起的技术面的美学外观变好,因为织物围在外“壳体”织物层122与内“壳体衬垫”织物层121之间(图18)。
在某些实施方式中,隔热填料织物层123可以包括弹性材料用于增强拉伸和恢复。例如,隔热填料织物层123可以包括弹性纱线和/或例如并入背面纱线或缝纱的纱线。在某些实例中,隔热填料织物层123在不包括弹性材料的情况可以拉伸。
隔热填料织物层123具有大约1盎司(28.3gms)每平方码(0.84m2)至大约12盎司(340.2gms)每平方码(0.84m2)的重量、具有相对高的厚度(块头)(例如,大约0.1英寸(2.5mm)至大约1.0英寸(2.0cms)的至少大约0.1英寸(2.5mm)的厚度),以及具有每重量单元高的隔热性(例如,大约0.2clo/oz2至大约1.6clo/oz2).
隔热填料织物层123可以包括疏水性织物,其在水穿过外织物层122(图18)的情况下将不会保持或吸收,并且能够快速变干。
内织物层121和外织物层122(图18)均可以由梭织物制成。可替代地,在某些情况下,内“壳体衬垫”织物层121和/或外“壳体”织物层122可以包括针织织物,例如具有单面针织结构、双面针织结构、经编结构或者网格结构的针织织物。内织物层121和内织物层122的各自的织物可以由人造纺线和/或纤维、再生纺线和/或纤维、天然纺线和/或纤维,以及它们的组合形成。
在某些情况下,内织物层121和/或外织物层122还可以包括弹性材料,诸如,并入各纺线结构的弹性纺线和/或纤维,用于增强拉伸和恢复。弹性材料在内织物层121和外织物层122中的并入可以是特别有益的,其中隔热填料织物层123也具有拉伸性,以使内织物层121和外织物层122能够与隔热填料层123一起拉伸和移动以增强用户的舒适性。
隔热复合织物120的潮气传输率和透气性可以由织物或者内织物层121和/或外织物层122的织物的空隙或开放性控制。在某些情况下,例如,隔热复合织物120的透气性的控制可以通过控制形成内“壳体衬垫”织物层121和/或外“壳体”织物层122的织物的一个或多个参数(例如,纱线尺寸、纱线数量,和/或梭织密度(纬纱/经纱)(pick/fill))来实现。可替代地,或者另外地,隔热复合织物120的透气性的控制可以通过在内织物层121和/或外织物层122的一个或两个表面上施加覆层或者层压膜124(图18)来实现。
根据ASTM D-737,在横跨隔热复合织物120的水的1/2英寸(12.7mm)的压力差下,内织物层121和外织物层122的各织物可以选择成提供具有在大约1.0ft3/ft2/min(0.3m3/m2/min)至大约300ft3/ft2/min(91.4m3/m2/min)范围内的透气性的隔热复合织物120。根据特殊的结构,复合织物120可以针对不同的最终用途进行定做。例如,隔热复合织物120可以构造成提供具有相对高的透气性的寒冷天气的隔热。在这种情况下,根据ASTM D-737,在横跨隔热复合织物120的水的1/2英寸(12.7mm)的压力差下,内织物层121和外织物层122的各织物可以选择成提供具有大约100ft3/ft2/min(30.5m3/m2/min)至大约300ft3/ft2/min(91.4m3/m2/min)的透气性的隔热复合织物120。
可替代地,隔热复合织物120可以构造成提供具有相对低的透气性的寒冷天气的隔热。在这种情况下,根据ASTM D-737,在横跨隔热复合织物120的水的1/2英寸(12.7mm)的压力差下,内织物层121和外织物层122的各织物可以选择成提供具有大约1ft3/ft2/min(0.3m3/m2/min)至大约80ft3/ft2/min(24.4m3/m2/min)的透气性的隔热复合织物120。
在某些情况下,内织物层121可以比外织物层122的织物具有相对高的透气性。对于内织物层121,利用具有相对高的透气性的织物,其置于面向用户的身体,这样能够增强蒸汽运动和蒸汽传输使其离开用户的身体以防止过热。例如,根据ASTM D-737测试的,在横跨内织物层21的水的1/2英寸(12.7mm)的压力差下,内织物层121可以具有大约5ft3/ft2/min(1.5m3/m2/min)至大约300ft3/ft2/min(91.4m3/m2/min)的透气性,并且根据ASTM D-737测试的,在横跨外织物层122的水的1/2英寸(12.7mm)的压力差下,外织物层122可以具有大约1ft3/ft2/min(0.3m3/m2/min)至大约100ft3/ft2/min(30.5m3/m2/min)(例如,大约1ft3/ft2/min(0.3m3/m2/min)至大约30ft3/ft2/min(9.1m3/m2/min))的透气性。
在某些实施中,具有控制透气性的外织物层122通过包括固有和/或处理的阻燃或阻燃纱线和/或纤维来呈现阻燃,和/或具有控制透气性的外织物层122是具有处理用于阻燃特性的100%聚酯和尼龙的梭织制品。
实例1
在单一设计保暖织物中,较高的沉纱圈绒头的高度为大约2.0mm至大约5.0mm,例如,相对较高的纱圈绒头高度通常是大约3.5mm,并且凸起后可以是大约5mm至大约6mm,并且相对低的沉纱圈绒头的高度为大约0.5mm至大约1.5mm。相对高的纱圈绒头区域与相对低的纱圈绒头区域相比产生显著的膨松,因此,提供更高的隔热水平。无纱圈绒头的区域不产生任何膨松,并且基本上能够具有非常高的透气性以增强冷却,例如,通过蒸发热来冷却。
隔热复合织物可以由该单一设计保暖织物单独,或者与诸如图18的内和外织物层121、122的另外的内织物层和外织物层一起形成。
实例2
在包括单一设计保暖织物的另一设计保暖织物制品中,一沉纱圈绒头纱线在预定图案和不同密度中使用各种无纱圈绒头以产生无纱圈绒头的大区域,例如,在脖颈和腋窝区域,用于最小程度的隔热;在腹部区域的小绒头和无纱圈绒头的区域,用于中间程度的隔热;并且在胸部区域的100%纱圈绒头的区域,用于最大程度的隔热。
隔热复合织物可以由该单一设计保暖织物单独,或者与诸如图18的内和外织物层121、122的另外的内织物层和外织物层一起形成。
实例3
参照图22,单一设计保暖织物的另一实施方式形成为具有编制结构,其中同时编制两层,其中各层是分离的但整体交织在一起。编制结构190形成在单边针织物或双面针织物中,其中具有细dpf的人造纱线用于形成单一设计保暖织物的外侧层192,并且具有相对粗dpf的纱线用于形成内侧层194,从而,促进更好的水分管理以及用户舒适度,即,通过从内层至外层移动汗液(箭头S的方向),其中汗液将蒸发至外部环境中。
单一设计保暖织物190的设计第一层194,即,置于面对用户皮肤的内表面进一步增强。例如,该层可以包括人造纤维,如聚酯,化学处理成亲水性纤维。此外,氨纶可加入至编织结构以实现更好地拉伸恢复性能,以及获得双向拉伸,即,纵向和横向。例如,在一实施方式中,三重编织的针织结构使用氨纶纱线,该氨纶纱线编织在化学处理成亲水性纤维的粗纤维人造材料的内层与诸如棉花或羊毛的天然纤维的外层之间。针织织物也可以用双面针织或双面编织的针织结构形成。
通过施加抗菌化学物质至织物190的表面196,或者通过在纤维/纱线打摺过程或者施加于纤维的表面期间(例如,在6194332号美国专利文献以及6602811号美国专利文献中描述的),形成具有嵌入纤维的阴离子的纱线的第二(外)织物层192,单一设计保暖织物的第二(外)192层可以设置抗菌性能,例如,用于最大程度的减少由例如因为高消耗产生的大量汗液引起的不良体臭。用于形成第一(内)织物层194的纱线可以包括包含例如ZrC(碳化锆)的陶瓷壳体的纤维,以便提供皮肤的热反射能力,并且提供更好地隔热性(例如,如在7217456号美国专利文献中描述的)。
隔热复合织物可以由该单一层设计保暖织物单独,或者与诸如图18的内和外织物层121、122的另外的内织物层和外织物层一起形成。
实例4
用于隔热复合织物中的单一设计保暖织物可以使用合适的针织系统形成以在一个整体的针织结构中提供两个和/或三个不同的绒头高度,其能够整理为单面或者双面。
例如,在第一系统中,不同绒头高度的沉纱圈可以产生在具有高绒头(大约3.5mm纱圈高度并且凸起后为5mm至6mm)、低绒头以及无绒头的不同的预定的区域。在第二系统中,圈纱可以在针织机上剪切,形成高绒头(高至大约20mm)以及无绒头区域。在每个系统中,使用圆形针织,单一类型的纱线可以使用,或者例如不同收缩、光泽、横截面、数量等的不同的特性的纱线可以使用在不同的区域。
在圈纱的情况下,例如,在第一系统中,纱圈可以原样留着(没有凸起),或者最高的纱圈可以剪切(原样留着低纱圈以及无纱圈),或者两种纱圈可以起绒,在这种情况下,在剪切后在相同的绒头高度,两种纱圈将产生拉绒,并且仅在翻滚后绒头分化明显,同时在高的纱圈中产生修剪并且在低的纱圈中产生小的卵石花纹。
在不同纱线的情况下,如在第二系统中,不同区域之间绒头高度的分化是基于单个纱线的特性,其在暴露于热条件下将变得明显。
产生不同特性的离散区域的最大针织能力可以通过使用电沉纱圈选择以及电针选择来提供,电沉纱圈选择将在针织结构中产生不同的纱圈高度,并且电针选择将产生诸如100%针织、针织集圈、针织滚边,以及针织集圈滚边的缝纱的不同针织结构,在有或者没有沉纱圈的情况下,该针织结构在预定区域具有不同的美感以及不同的透气性。
实例5
单一设计保暖织物如上文所述形成为具有第一绒头高度的一个或多个区域以及具有无绒头的一个或多个区域的图案。第一绒头高度的一个或多个区域用显著不同收缩的两种不同纱线形成。例如,具有相对高收缩率的纱线由诸如2/70/200tx的非常细微的纤维制成,并且具有相对低或者无收缩率的纱线是由诸如丝状的212/94聚酯纱线的相对更粗和长的纤维制成。当暴露于高温时,织物形成没有图案的变形表面,其类似于动物毛发,具有从表面处的短细纤维向上延伸的长粗的纤维(针毛(guard hairs))。这几乎是“纬纱和纬纱(pick and pick)”结构,或者是用于针织结构的“缝线和缝线(stitch andstitch)”。
隔热复合织物可以由该单一层设计保暖织物单独,或者与诸如图18的内和外织物层121、122的另外的内织物层和外织物层一起形成。
实例6
图23示出了隔热复合织物120′的一实例,其具有轻型结构并且适于用在隔热复合织物中。该织物包括内织物层121′、外织物层122′,以及围在两者之间的隔热填料织物层123′。内织物层121′以及外织物层122′包括具有网格结构的针织织物。内织物层121′以及外织物层122′的网格结构具有多个开口125。隔热填料织物层123′包括双面针织织物(例如,双面经编针织物、具有凸起沉毛绒纱圈结构的双面针织物,或者双面长条针织物),该双面针织织物具有大约1盎司(28.3gms)每平方码(0.84m2)至大约4盎司(113.4gms)每平方码(0.84m2)的重量,以及大约0.1英寸(2.5mm)至大约0.2英寸(5.1mm)的块头(厚度)。隔热填料织物层123′缝(例如,缝制)至内织物层121′以及外织物层122′中的一个或两个。轻型隔热复合织物120′提供大约0.8clo/oz2至大约1.6clo/oz2的隔热性。
实例7
图24示出了具有中型结构并且适于使用在隔热复合织物中的隔热复合织物120″。该中型隔热复合织物120″包括包含具有网格结构的针织织物的内织物层121″、包含梭织物的外织物层122″,以及围在两者之间的隔热填料织物层123″。隔热填料织物层123″包括双面针织织物(例如,双面经编针织物、具有凸起沉毛绒纱圈结构的双面针织物,或者双面长条针织物),该双面针织织物具有大约3盎司(85.1gms)每平方码(0.84m2)至大约8盎司(226.8gms)每平方码(0.84m2)的重量,以及大约0.15英寸(3.8mm)至大约0.4英寸(10.2mm)的块头(厚度)。隔热填料织物层123″缝(例如,缝制)至内织物层121″以及外织物层122″中的一个或两个。中型隔热复合织物120″提供大约1.0clo/oz2至大约1.8clo/oz2的隔热性。
实例8
图25示出了具有重型结构并且适于使用在隔热复合织物中的隔热复合织物120″′。该重型隔热复合织物120″′包括内织物层121″′、外织物层122″′,以及围在两者之间的隔热填料织物层123″′。在该重型结构中,内织物层121″′以及外织物层122″′包括梭织物。隔热填料织物层123″′包括双面针织织物(例如,双面经编针织物、具有凸起沉毛绒纱圈结构的双面针织物,或者双面长条针织物),该双面针织织物具有大约4盎司(33.4gms)每平方码(0.84m2)至大约12盎司(340.2gms)每平方码(0.84m2)的重量,以及大约0.2英寸(5.1mm)至大约1.0英寸(25.4mm)的块头(厚度)。隔热填料织物层123″′缝(例如,缝制)至内织物层121″′以及外织物层122″′中的一个或两个。重型隔热复合织物120″′提供大约1.0clo/oz2至大约3.0clo/oz2的隔热性。
实例9
制造两个隔热复合织物(A、B),并且其热性能使用红外线照片测量。第一隔热复合织物(A)由具有双面凸起表面的独立式单一设计保暖织物制成。第二隔热复合织物(B)包括如用在第一隔热复合织物(A)中的相同单一设计保暖织物。然而,在第二隔热复合织物(B)中的单一设计保暖织物被均由轻型织物(例如,大约3oz./码2(101.7gms/m2))制成的外织物层和内织物层覆盖。第一和第二隔热复合织物(A、B)均放置于保持104℃恒温的热物体上。
参照图33A以及图33B,大约15分钟后,拍摄在热物体上的第一和第二隔热复合织物(A、B)的红外线照片900、1000。如在照片900中示出的,单一设计保暖织物在区域910提供相对高的隔热,并且在另一区域920提供相对低的隔热。换言之,来自第一隔热复合织物(A)下面的热物理的热量在区域920比在区域910消散的更快。除了内和外织物层,每个设计的图案均相似于单一设计保暖织物的所示出的照片1000基本上没有改变在照片900中示出的热性能。尤其是,第一隔热复合织物(A)的对应于区域910的区域910′具有相对高的隔热性,并且对应于区域920的区域920′具有相对低的隔热性。此外,在第二隔热复合织物(B)中的内和外织物层基本上不限制单一设计保暖织物所希望的散热。如在照片900以及100中示出的,两隔热复合织物(A、B)的对应区域910、910′具有相似的温度(89.5°F和89.2°F)(31.9℃和31.8℃),并且对应的区域920、920′也具有相似的温度(92.5°F和91.5°F)(33.6℃和33.1℃)。换言之,在第一和第二隔热复合织物(A、B)的对应区域中的散热量基本上是相同的。
其它实施方式
虽然上文已描述了一些实施方式,但其它实施方式也是可能的。
例如,诸如保暖毯的整个隔热复合织物可以由单一设计保暖织物或者隔热复合织物构成,或者在某些情况下,隔热复合织物可以形成为例如在不同区域包括多个单一设计保暖织物或者多个隔热复合织物。在某些实施方式中,隔热复合织物可以仅在一部分中包括单一设计保暖织物或者隔热复合织物,例如,图3以及图4的隔热复合织物300、350的不同区域。
参照图26以及图27,第一隔热复合织物430以及第二隔热复合织物450可以连接在一起或者用其它织物通过在接缝上缝合来形成隔热复合织物。第一隔热复合织物430包括形成面朝用户身体的隔热复合织物的内表面的第一内织物层431、形成面朝外部环形的隔热复合织物的外表面的第一外织物层432,以及包括在织物的至少一侧(图26中示出双面织物)具有凸起表面的纺织织物的第一隔热填料织物层434。第一隔热填料织物层434围在第一内织物层431与第一外织物层432之间。根据ASTM D-737测试的,在横跨第一隔热复合织物430的水的1/2英寸(12.7mm)的压力差下,第一隔热复合织物430具有大约1.0ft3/ft2/min(0.3m3/m2/min)至大约80.0ft3/ft2/min(24.4m3/m2/min)(例如,大约4.0ft3/ft2/min(1.2m3/m2/min)至大约20.0ft3/ft2/min(6.1m3/m2/min))的透气性。
第二隔热复合织物450相比于第一织物部分430可以用于覆盖用户身体的不同部位,并且和第一隔热复合织物430一样可以具有如关于图18的上文描述的结构。参照图27,第二隔热复合织物450包括形成内表面的第二内织物层451、形成外表面的第二外织物层452,以及包括在织物的至少一侧具有凸起表面的纺织织物的第二隔热填料织物层454。在图27中示出单面织物,然而,可替代地或者另外地,第二隔热填料织物层454可以包括双层织物,例如,双面织物具有比第一隔热填料织物层434的织物相对更低的厚度。第二隔热填料织物层454围在第二内织物层451与第二外织物层452之间。第二隔热复合织物450构造成具有不同于第一隔热复合织物430的透气性,并且其透气性比第一隔热复合织物430的透气性相对更高。根据ASTMD-737测试的,在横跨第二隔热复合织物450的水的1/2英寸(12.7mm)的压力差下,第二隔热复合织物450具有大约5ft3/ft2/min(1.5m3/m2/min)至大约300ft3/ft2/min(104.4m3/m2/min)的透气性。
可替代地或者另外地,第一和第二隔热复合织物430、450可以具有不同的拉伸性。例如,第一隔热复合织物430可以比第二隔热复合织物450具有相对更高的拉伸性(例如,在外壳体、内壳体层,和/或隔热填料物)。
在某些情况下,单一设计保暖织物可以用于形成隔热复合织物。每个单一设计保暖织物可以包括例如圆形针织类单面针织物(编织或无编织)的普通纺织织物、双面针织物、凸纹织物、经编织物,或者由和/或没有拉伸性的梭织物。或者如另一可替代地,单一保暖织物可以包括具有方向编织、毛圈沉纱,和/或针织结构的双面针织织物。用于形成单一保暖织物的合适的织物可用于商业,例如,来自北卡罗来纳州劳伦斯市Polartec,LLC公司,商标为POWER STRETCHTM和BOUNDARYTM
在某些情况下,用于隔热复合织物中的单一设计保暖织物可以并入具有内和外织物层以及防风和防水的屏障的层压复合织物中,该屏障通过吸收-扩散-解吸提供水蒸气的输送,该屏障包括亲水性屏障和/或粘附至内和/或外织物层的粘合剂层。合适的层压复合织物可用于商业,例如,来自北卡罗来纳州劳伦斯市Polartec,LLC公司,商标为和POWER
在某些情况下,增强密封和/或压缩(例如,减少隔热复合织物的总块头)可以通过在隔热填料织物层上的预定图案中具有空气或出绒头区域(即,无绒头区域)。例如,图28示出具有第一绒头表面462的凸起表面针织织物460,第一绒头表面462包括穿插在绒头(例如,绒头具有大约至少2.0mm的高度)区域466中的无绒头区域464。隔热填料织物的大约5%至大约70%的表面区域可以由无绒头区域覆盖。
如上文所述,隔热填料层的凸起表面针织织物可以具有在经编针织物、在预定图案中将绒头纱线分组的双针床拉舍尔经编机,以及具有空隙(无绒头纱线)的某些预定的部分上形成的结构。例如,图29A示出了在技术背面上具有第一绒头表面510的该凸起表面针织织物500,其中技术背面包括穿插在绒头区域514a之间的空隙区域512a(例如,无绒头区域)。该织物500还包括在技术面上的第二绒头表面520(凸起后)。如图13A中所示,第二绒头表面520也包括穿插在绒头区域514b之间的间隙区域512b(例如,无绒头区域)。当诸如上文所描述的并入隔热复合织物时,在技术背面以及技术面(凸起后)上的绒头纱线将使外“壳体”以及内“壳体衬垫”织物层保持隔开、滞留空气、最大程度的使隔热复合织物隔热。在非常小的空气运动或风的静态情况下,困在无绒头区域的壳体与壳体衬垫之间的空气将提供良好的保暖性能。
在动态情况下(空气流动或者风吹向控制透气性的壳体材料),可以降低空隙区域的保暖。然而,通过在空气区域512a、512b提供相对低的绒头/拉绒(例如,比互连绒头低)可以降低保暖的损失。这可以通过添加另外的绒头纱线530(优选地,5.0旦尼尔下的如微纤维的细dpf,例如,在1.0旦尼尔下或者0.3旦尼尔与5.0旦尼尔之间)来进行,其不产生互连绒头,但可通过沿技术面(图29)和/或沿技术背面(图29D)的缝纱和背面纱线来保持,并且通过起绒(图29C)凸起另外的绒头纱线530时在技术面产生绒头/拉绒,和/或通过起绒(图29E)凸起另外的绒头纱线530时在技术背面产生绒头。在空隙区域凸起弯曲度并且降低空气运动(保持所困的空气滞留)的该低绒头/拉绒(例如,比互连绒头形成的绒头/拉绒低)用于降低对流造成的热量损失。
虽然已描述了包括一个或多个凸起表面的隔热填料织物的实施方式,但是在例如需要相对较低的隔热的某些实施方式中,隔热填料织物可以会有常规的针织结构(单面或者双面),该结构通过刷擦在一侧或者两侧整理。
在某些情况下,外“壳体”织物层、内“壳体衬垫”织物层,和/或隔热填料织物层可以由阻燃材料形成(例如,阻燃纤维),和/或可以并入阻燃材料形成(例如,阻燃纤维),或者可以处理(例如,化学处理)成提供阻燃性能。在某些实施方式中,外“壳体”织物层处理成具有持久防水性(DWR)、耐磨涂层,掩饰和/或减少红外辐射。
尽管已描述了隔热复合织物的实施方式,其中,隔热填料织物层通过缝制连接至内织物层和外织物层中的一个或两个,但在某些情况下,隔热填料织物层可以层压至内织物层和外织物层中的一个或两个。图30A示出了一种隔热复合织物层压物620。该隔热复合织物层压物620包括内织物层621、外织物层622,以及围在两者之间的隔热填料织物层623。隔热填料织物层623包括用粘合剂626粘附至内织物层621以及外织物层622的双面针织织物。粘合剂可以应用在某种方式中以基本上消除进一步限制隔热复合织物层压物620的透气性。例如,该粘合剂可以应用在圆点涂层图案中。
图30B示出了一种可替代的实施方式,其中隔热填料织物层623仅层压至内织物层621,并且图30C示出了另一可替代的实施方式,其中隔热填料织物层623仅层压至外织物层622。
图31示出了适于使用在隔热复合织物中的隔热复合织物720的另一实例。图31A的隔热复合织物720包括外“壳体”织物层722以及内隔热织物层721。外织物层722包括梭织物。隔热织物层721包括具有凸起表面723(绒头或者拉绒)以及对置光滑表面724的单面针织织物(例如,单面经编针织物、具有凸起沉毛绒纱圈结构的单面针织物,或者单面细长针织物)。隔热织物层721连接至外织物层722(例如,通过缝制(例如,在任何图案中绗缝、缝制、打摺、超声连接,或者针钉缝纫)、层压、通过沿接缝缝纫固定,或者如打摺的其它物理固定,等),以使凸起表面723面向外织物层722。隔热织物层721的光滑表面724形成隔热复合织物720的暴露表面。当并入隔热复合织物时,隔热织物层721的光滑表面724可以布置成形成面向用户身体的隔热复合织物的内表面。
隔热织物层721和外织物层722中的任一个或者两个至少在一个方向上可以拉伸。在某些情况下,例如,隔热织物层721和外织物层722中的任一个或者两个可以包括用于增强拉伸和恢复形状的弹性材料(例如,氨纶纱线和/或纤维)。
参照图31A,隔热复合织物720的潮气透过率和透气性可以由外织物层722的织物的空隙或开放性控制。在某些情况下,例如,隔热复合织物720的透气性的控制可以通过控制形成外织物层722的织物的一个或多个参数(例如,纱线尺寸、纱线数量,和/或梭织密度(纬纱/经纱)(pick/fill))来实现。可替代地,或者另外地,隔热复合织物720的透气性的控制可以通过在外织物层722的一个或两个表面上施加覆层或者层压膜来实现。
图31B示出了适于使用在隔热复合织物中的隔热复合织物720′的另一实例。图31B的隔热复合织物720′包括外“壳体”织物层722以及内隔热织物层721′。如图31B中所示出的,隔热织物层721′包括用粘合剂726粘附至外织物层722以形成织物层压物的双面针织织物。可替代地,或者,另外地,隔热织物层721′可以通过(在任何图案中)绗缝、打摺、超声连接,等连接至外之物层。
隔热织物层721′和外织物层722中的任一个或者两个至少在一个方向上可以拉伸。可以控制隔热复合织物720′的潮气透过率和透气性,例如,上文关于图31A所讨论的。
在某些情况下,使用在隔热复合织物中的隔热复合织物可以设置防水性。例如,外“壳体”织物层可以具有非常紧密的结构(例如,紧密的梭织结构)并且可以处理成具有持久防水性(DWR)。可替代地,或者另外地,隔热复合织物可以设置防水膜(例如,透气防水膜)。例如,图32示出了包括内“壳体衬垫”织物层810、外“壳体”织物层820,以及围在两者之间的隔热填料织物层830的隔热复合织物800的一实施方式。在该实例中,防水膜840层压至外“壳体”织物层820的内表面822。水屏障可以由多孔疏水性膜、亲水性无孔膜,或者静电纺丝材料制成。优选地,隔热填料织物层830是疏水性的(例如,由疏水纱线/纤维形成),在水透过外织物层820的情况下,水不会保持或吸收,并且该织物能够相对快速的变干。
在某些实施方式中,也可以提供包括隔热复合织物的双面可用的隔热复合织物。例如,该隔热复合织物可以相似于上文关于图18所描述的隔热复合织物,其包括第一织物层、第二织物层,以及围在两者之间的隔热填料织物层。该隔热复合织物也是可双面可用的,以使第一织物层以及第二织物层均可以选择性地作为外“壳体”织物层或者内“壳体衬垫”织物层,这将允许用户具有双面可用的隔热复合织物(“技术底部”)。第一和第二织物层可以由不同颜色的织物,和/或具有不同图案的织物(例如,装饰),和/或具有不同变形的织物制成。
在某些情况下,隔热填料织物层,或者单一设计保暖织物可以包括毛圈沉纱(以反向编织或常规编织),其中该毛绒纱圈是保留不凸起的。相对高的沉物(例如,2mm至9mm)可以用于形成毛圈沉纱。在该机构中,毛圈沉纱可以设置在预定图案或设计中,而具有无毛圈沉纱的其它部分(即具有空隙)的图案或设计减小了总体重量,增加了柔韧性,并且增加了“密封性”(例如,允许更容易的折叠)。如上所述,毛圈沉纱可以制造在常规编织结构或者反向编织结构中。在反向编制结构的情况下,可以整理技术面(平针织物侧),并且技术背面可以留在毛圈沉纱(未起绒)中,或者毛圈沉纱可以留在技术背面,其没有起绒技术面平针织物侧(类似于常规编制结构)。
在某些实施中,隔热填料织物层或者单一设计保暖织物可以形成为具有编织结构,例如,编织平针织物或者如在6194322号美国专利以及5312667号美国专利中所描绘的双面针织结构;并且具有物理性吸水结构,即,在织物的外表面上相对细的dpf并且在织物的内表面上相对粗的dpf,用于更好地管理水份(例如,汗液)。在优选的实施方式中,一个或者多个区域将形成为具有用于最大程度的通气的全网格,即,通孔,以及用于潮气运动的全面针织纱线的不同区域;并且具有在有相对更少集中网孔的隔热复合织物的其它区域中的中间区域,该区域位于与用户的基本体的通气要求相关的位置。
尽管术语“毯子”贯穿在本公开中,但该毯子可以理解为其它的寝具部件,例如,亚麻布制品、床单,以及其它。
在某些实施中,隔热填料织物层123可以由双组分纤维形成,如在2011-0052861号美国专利申请公开中所描述的。在图34A中示出了双组分纤维1010的一实例。纤维组分1010包括两个温度响应材料,即,布置成并排关系的第一和第二纤维组分A、B。第一和第二纤维组分A、B表现出不同的热伸长伸长,例如,对应于温度变化的扩张或收缩。因此,该纤维根据外部环境倾向去弯曲和/或卷曲。用于第一和/或第二纤维组分A、B的合适的材料包括聚酯、氨纶,以及尼龙。
例如,在一实施方式中,第一纤维组分A与第二纤维组分B相比具有相对高的热扩张率(即,对应于温度的增加,相对更大的倾向于生长和/或扩张)。当纤维1010暴露于给定的临界温度范围以上的高温时,第一纤维组分A与第二纤维组分B相比以相对更大的速率扩张,这导致纤维的弯曲(例如,图34B)。该过程也是反向可用的,其具有低迟滞功能,即,当温度返回临界温度范围以下时,纤维1010将朝着其原来的三维配置返回。此类合适的双组分纤维由马萨诸塞州梅德福市的Mide Technologies Corporation制造。
图35A示出了包括上文所描述中的双组分纤维1010的凸起表面的温度响应纺织织物1020。该织物1020包括具有至少一个凸起表面1024(例如,经编针织物或特殊圆形针织物中的绒头纱线)的普通的片状基底1022,优选的为针织结构,其中凸起表面1024包括双组分纤维1010(例如,沉圈纱,或者绒头)。由纤维1010形成的纱线可以具有大约90旦尼尔至大约500旦尼尔的旦尼尔,例如,大约150旦尼尔至大约360旦尼尔。由纤维1010形成的纱线可以具有大约0.5旦尼尔每克力至大约5.0旦尼尔每克力的韧性,例如,大约2.3旦尼尔每克力。纺织织物1020的隔热性的改变是由双组分纤维1010制成的绒头纱线暴露于不同温度时,形成凸起表面的绒头纱线的块头/厚度的改变造成的。
任一前述针织结构中,例如,可以将弹性纱线(例如,诸如的氨纶)加入至缝纱中。例如,在某些情况下,氨纶并入缝纱中用于增强拉伸以及形状恢复。当外界温度上升时,凸起表面的纤维开始朝着改变织物的厚度、块头以及密度(即,每块头的重量)的表面弯曲和/或卷曲,因此,调节织物1020的隔热性能。图35B示出了双面温度响应纺织织物的反应行为。
优选地,在大约32°F(0℃)至大约120°F(48.9℃)之间的温度范围以上时,更加明确地,在大约50°F(10℃)至大约100°F(37.7℃)之间地温度温度范围以上时,发生三维配置的改变。
已描述了本发明的大量实施方式。然而,应当理解的是,在不偏离本发明的构思和范围的情况下,可以进行各种修改。例如,双组分纤维可以具有不同的横截面形状。例如,图36A示出了具有长边1043、1044以及短边1045、1046的大致矩形横截面的双组分纤维1040的一实施方式。双组分纤维1040包括两个不同的聚合体,即,布置成并排关系的第一以及第二纤维组分1041、1042,其表现出不同的热伸长,例如,对应于温度变化的扩张或收缩。在该实例中,第一纤维组分1041与第二纤维组分1042相比具有相对高的热扩张率。因此,如上文所描述的双组分纤维,(例如,关于图34A至图34B)当纤维1040暴露于临界温度范围以上的高温时,第一纤维组分1041与第二纤维组分1042相比以相对更大的速率扩张,这导致纤维的弯曲(例如,图36A),如果和/或当不同的伸长(例如,伸张和/或收缩(收缩率))超过一定极值时,纤维40将倾向于卷曲(例如,图36B)。由于大致矩形的横截面形状,双组分纤维1040沿长边1043、1044的弯曲与其沿短边1045、1046的弯曲相比更加容易。该过程也是反向可用的,其具有低迟滞功能,即,一旦温度返回临界温度范围以下,纤维1040将朝着其原来的三维配置返回。
双组分纤维可以具有普通表面和/或一个或多个锯齿形表面。例如,图37示出了包括具有锯齿形表面1053、1054的第一和第二纤维组分1051、1052的双分组纤维1050。例如,锯齿形表面与图34A以及图37A中示出的普通表面相比可以提供不同的视觉外观、触觉特性、韧性,和/或反射性能。
在某些实施方式中,双组分纤维可以包括两个非兼容聚合物(即,纤维组分)或者诸如尼龙和聚酯的具有低兼容性的聚合物。例如,在某些情况下,双组分纤维可以包括以并排关系设置的尼龙和聚酯纤维。非兼容聚合物或者具有低兼容性的聚合物形成的纤维可以表现出裂开的倾向,即,单个纤维组分可以表现出分离的倾向,其可以改变双组分对于温度改变的影响。
图38以及图39示出了用于抑制多组分纤维的单个纤维组分分离的方法。图38示出了应用于包括具有大致圆形横截面的第一和第二纤维组分1061、1062的三组分纤维1060的方法。如在图38中所示,第三聚合物1063置于第一与第二聚合物(即,第一与第二纤维组分1061、1062)之间(例如,共同打摺)。第三聚合物1063用作桥或者连接层以帮助将第一和第二聚合物固定在一起。第三“桥”或“连接”聚合物1063与第一和第二聚合物中的每个的兼容性与第一和第二聚合物相对于彼此的兼容性相比相对更加兼容,从而提供第一与第二聚合物之间坚固的连接并且减少分离的可能性。第三聚合物可以是不同于第一聚丙烯以及第二聚丙烯的第三聚丙烯。图39示出了上文关于图38所描述的方法,其应用于包括具有锯齿形表面1073、1074的大致矩形横截面的第一和第二纤维组分1071、1072的三组分纤维1070。如在图39中示出的第三聚合物1075作为桥以固定第一和第二纤维组分1071、1072的非兼容聚合物。
图40以及图41示出了用于抑制多组分纤维的单个纤维组分分离的另一方法,其中通过物理固定将单个纤维组分固定在一起。该方法可以单独使用或者与上文关于图38以及图39描述的桥或者连接方法组合使用。物理固定可以通过在纤维组分的界面处沿着配合表面提供协作、互锁的形状来实现。例如,如图40所示的,第一和第二纤维组分1081、1082的配合表面设置互补互锁特性1083、1084,其操作以将第一和第二聚合物纤维固定在一起。可替代地或者另外地,例如,图41中所示的,物理固定可以通过将添加物1093引入配方设计(诸如,硅酸盐、泡沸石、二氧化钛(TiO2)等)中来实现,这将便于多组分纤维1090的第一和第二纤维组分1091、1092之间物理或化学桥的形成,从而,将纤维组分1091、1092固定在一起。
在某些实施方式中,诸如图35A以及图35B的温度响应智能纺织织物的温度响应纺织织物可以并入包括含有丙烯以及聚乙烯(例如,线性低密度聚乙烯(LLDPE))的双组分纤维的纱线中。第一聚合物以及第二聚合物中的至少一个是具有低玻璃化转变温度的热塑性聚合物。第一聚合物可以是聚丙烯并且第二聚合物可以是聚乙烯(例如,线性低密度聚乙烯),因此,双组分纤维包括大约50%的聚乙烯以及大约50%的聚丙烯。可替代地,第一聚合物可以是第一聚丙烯(例如,全同聚丙烯)并且第二聚合物可以是不同于第一聚丙烯的第二聚丙烯(例如,间同聚丙烯)。双组分纤维形成的纱线可以具有大约90至大约500旦尼尔,例如,大约150=至大约360旦尼尔,例如,大约160旦尼尔。双组分纤维形成的纱线可以具有大约0.5旦尼尔每克力至大约5.0旦尼尔每克力的韧性,例如,大约2.3旦尼尔每克力。纱线具有36至144的长丝支数。纺织织物/服装织物的隔热性的改变是由双组分纤维制成的绒头纱线暴露与不同温度时绒头纱线的块头/厚度的改变引起的。
表1列出了由本公开的双组分纤维形成的大量样本纱线的详情和特征,每个样本纱线包括50/50比例的第一聚合物(PH-835聚丙烯,其由加拿大安大略省的Basell Canada Inc.公司制造,以商标Pro-faxTM PH835出售,这些在Basell的Material Safety Data Sheet PH835中有所描述,发行日期:2000年3月28日,版本号:新MSDS)以及第二聚合物(线性低密度聚乙烯,例如,8335NT-7LLDPE,其来自密歇根州米德兰的The Dow Chemical Company公司,并且其在该公司Dow Chemical Company的Material Safety Data Sheet22539/1001中有所描述,发行日期:2008年9月18日,版本:2.2)。
表1
参照图1,样本纱线1是144长丝纱线。样本纱线1具有平均320.3denier,表现为101%的平均伸长,并且具有2.39旦尼尔每克力(gpd)的平均韧性。样本纱线1的长丝具有圆形(RND)横截面,其中第一和第二聚合物以并排(S/S)的配置共同挤压,例如图42中所示。
共有4个单个纤维热位移测试在-30℃(-22°F)的起始温度在样本纱线1的测试纤维上运行。在-30℃时,单个纤维大致在垂直的方向。当温度上至至0℃(32°F)时,厚度(即,垂直方向上的纤维的高度)减小。随着温度增加至+40℃(104°F),被测纤维的厚度继续减小。
对于样本纱线1的4个单个纤维热位移测试中每个的%平均位移通过下列方式来计算:确定被测纤维的主视图的a%高度(厚度)的变化H1以及被测纤维的侧视图的a%高度(厚度)的变化H2,随后取这两个值的平均值。在-30℃(-22°F)至+40℃(104°F)的温度范围,样本纱线1的纤维表现出-15%的总平均位移。相同的测试用于样本纱线2和3。
样本纱线2是72长丝纱线。样本纱线2具有平均159.7旦尼尔,表现为111%的平均伸长,并且具有2.28旦尼尔每克力(gpd)的平均韧性。样本纱线2的长丝具有三叶形(TRI)横截面,其中第一和第二聚合物(分别是PH-835 PP以及8335 NT-7LLDPE)以从前到后(F/B)的配置并排的共同挤压,例如图43中所示。
共有4个单个纤维热位移测试也在样本纱线2的测试纤维上运行。随着温度的上升,样本纱线2的纤维表现出高度上的减小。在-30℃(-22°F)至+40℃(104°F)的温度范围,样本纱线2的纤维表现出-40%的总平均位移。
样本纱线3是具有例如类似于图43中可见的横截面的三叶形横截面的144长丝纱线,其中第一和第二聚合物(分别是PH-835PP以及8335NT-7LLDPE)以从前到后(F/B)的配置并排的共同挤压。样本纱线3具有平均317.7旦尼尔,表现为118%的平均伸长,并且具有2.24的平均韧性。
共有4个单个纤维热位移测试也在样本纱线3的测试纤维上运行。随着温度的上升,样本纱线3的纤维也表现出高度上的减小。在-30℃(-22°F)至+40℃(104°F)的温度范围,样本纱线3的纤维表现出-12%的总平均位移。
在-22°F(-30℃)至104°F(+40℃)的温度范围,纱线表现出大约-5%至大约-60%的总平均位移,例如,大约-20%至大约-40%的总平均位移。
在另一实施方式中,长丝纱线可以具有三叶形横截面的长丝,其中第一和第二聚合物(分别是PH-835PP以及8335NT-7LLDPE)以从左到右边(L/R)的配置并排的共同打摺。
另一合适的聚丙烯包括360HPP,其来自Braskem PP Americas公司,并且在由Sunoco Chemical出版的Material Safety Data Sheet CP360HHomopolymer Polypropylene中有所描述,修订日期为2008年3月26日,其参考由Sunoco Chemical出版的编码为C4001的Material Safety Data Sheet,标有日期为2006年1月25日。
其它的纤维横截面也在本公开的范围内。例如,组分纱线可以包括具有矩形横截面的双组分纤维(聚丙烯/聚乙烯)。其它的纤维可以具有三角形横截面。在某些情况下,例如,纱线可以包括具有不同的相对横截面形状的纤维(例如,多组分纤维)。例如,某些纱线可以包括圆形纤维以及三叶形纤维。
在某些实施方式中,适合使用在服装织物的温度响应纺织织物可以并入包括三组分纤维的纱线中,该三组分纤维包括丙烯的三种类型(例如,全同聚丙烯(iPP)、间同聚丙烯(sPP),以及聚丙烯)。
虽然已经描述了包括不同横截面形状的纤维的纱线,但是其它形状也在本公开的范围内,例如,三角形横截面纤维,其可以并入多丝纱线。
在某些实施中,纺织织物可以通过任何适于组合纱线和/或纤维的任何方法来生产,以产生具有至少一个凸起表面的整理织物。多组分纤维的第一和第二材料可以显示出对应于相对湿度变化或者汗液水平(例如,其中温度响应织物并入服装中)变化(例如,温度响应)的不同的伸长。凸起表面可以处理为绒头、拉绒,绒头和/或毛绒纱圈。温度响应纺织织物可以并入多层服装系统的隔热层中。因此,其它实施方式在下文权利要求的范围内。

Claims (40)

1.一种隔热复合织物,包括:
内织物层;
外织物层;以及
隔热填料织物层,其围在内织物层与外织物层之间,
其中,隔热填料织物层是在织物的至少一侧上具有凸起表面的纺织织物,其包括由以并排关系设置的至少第一聚合物和第二聚合物形成的多组分纤维,所述第一聚合物和第二聚合物表现出有差别的热伸长或者收缩从而引起多组分纤维弯曲或卷曲、并且响应于温度改变进行可逆性恢复,响应于环境条件调节纺织织物的隔热性能。
2.根据权利要求1所述的隔热复合织物,其中,所述第一聚合物以及所述第二聚合物中的至少一个包括具有低玻璃化转变温度的第一热塑性聚合物。
3.根据权利要求1所述的隔热复合织物,其中,所述第一聚合物是聚丙烯,并且第二聚合物是聚乙烯。
4.根据权利要求3所述的隔热复合织物,其中,所述聚乙烯是线性低密度聚乙烯。
5.根据权利要求1所述的隔热复合织物,其中,所述第一聚合物是第一聚丙烯,并且所述第二聚合物是不同于所述第一聚丙烯的第二聚丙烯。
6.根据权利要求5所述的隔热复合织物,其中,所述第一聚丙烯是全同聚丙烯,并且所述第二聚丙烯是间同聚丙烯。
7.根据权利要求5所述的隔热复合织物,其中,所述多组分纤维还包括不同于所述第一聚丙烯和第二聚丙烯的第三聚丙烯。
8.根据权利要求1所述的隔热复合织物,其中,纱线具有大约90至大约500旦尼尔。
9.根据权利要求8所述的隔热复合织物,其中,所述纱线具有大约160旦尼尔。
10.根据权利要求1所述的隔热复合织物,其中,所述纱线具有大约每旦尼尔0.5克力至大约每旦尼尔5.0克力的韧性。
11.根据权利要求10所述的隔热复合织物,其中,所述纱线具有大约每旦尼尔2.3克力的韧性.
12.根据权利要求1所述的隔热复合织物,其中,所述纱线具有36至144的长丝支数。
13.根据权利要求12所述的隔热复合织物,其中,所述纱线是72长丝纱线。
14.根据权利要求1所述的隔热复合织物,其中,所述多组分纤维具有圆形横截面,并且所述第一聚合物和所述第二聚合物以并排构造布置。
15.根据权利要求1所述的隔热复合织物,其中,所述多组分纤维具有矩形横截面,并且所述第一聚合物和所述第二聚合物以并排构造布置。
16.根据权利要求1所述的隔热复合织物,其中,所述多组分纤维具有三叶形横截面。
17.根据权利要求16所述的隔热复合织物,其中,所述多组分纤维具有三叶形横截面,并且第一聚合物和第二聚合物以从前到后构造布置。
18.根据权利要求16所述的隔热复合织物,其中,所述多组分纤维具有三叶形横截面,并且第一聚合物和第二聚合物以从左到右构造布置。
19.根据权利要求1所述的隔热复合织物,其中,所述多组分纤维具有三角形横截面。
20.根据权利要求1所述的隔热复合织物,其中,所述多组分纤维在-22°F(-30℃)至104°F(+40℃)的温度范围表现出大约-5%至大约-60%的总平均位移。
21.根据权利要求20所述的隔热复合织物,其中,所述多组分纤维在-22°F(-30℃)至104°F(+40℃)的温度范围表现出大约-20%至大约-40%的总平均位移。
22.根据权利要求1所述的隔热复合织物,其中,所述多组分纤维具有矩形横截面以及锯齿形表面。
23.根据权利要求1所述的复合织物,其中,所述隔热填料织物层可以通过缝制、打摺、层压,或者绗缝由内层以及外层中的至少一个附连。
24.根据权利要求1所述的复合织物,其中,所述内织物层以及所述外织物层可以具有相同或者相对比的渗透性。
25.根据权利要求1所述的复合织物,其中,所述内织物层和所述外织物层具有不同的美学特性。
26.一种隔热复合织物,包括:
内织物层;
外织物层;以及
隔热填料织物层,其围在所述内织物层与所述外织物层之间,
其中,隔热填料织物层是在并入纱线的织物的至少一侧上具有凸起表面的纺织织物,所述纱线包括由以并排关系设置的至少聚丙烯和聚乙烯形成的多组分纤维,所述聚丙烯和聚乙烯表现出有差别的热伸长或者收缩以引起多组分纤维的弯曲或卷曲,并且响应于温度的改变进行可逆性恢复,响应于环境条件调节隔热复合织物的隔热性能,
其中,所述纱线具有大约150至大约160旦尼尔,并且
其中,所述多组分纤维在-22°F(-30℃)至104°F(40℃)的温度范围表现出大约-5%至大约-60%的总平均位移。
27.根据权利要求26所述的隔热复合织物,其中,所述多组分纤维在-22°F(-30℃)至104°F(40℃)的温度范围表现出大约-20%至大约-40%的总平均位移。
28.根据权利要求26所述的隔热复合织物,其中,所述多组分纤维具有三叶形横截面,并且所述聚丙烯和所述聚乙烯以从前到后的构造布置。
29.根据权利要求26所述的隔热复合织物,其中,所述多组分纤维包括大约50%的聚丙烯和大约50%的聚乙烯。
30.根据权利要求26所述的隔热复合织物,其中,所述多组分纤维具有矩形横截面以及锯齿形表面。
31.根据权利要求26所述的复合织物,其中,所述隔热填料织物层可以通过缝制、打摺、层压,或者绗缝由内层和外层中的至少一个附连。
32.根据权利要求26所述的复合织物,其中,所述内织物层和所述外织物层具有相同或者相对比的渗透性。
33.根据权利要求26所述的复合织物,其中,所述内织物层和所述外织物层具有不同的美学特性。
34.一种以服饰或服饰配件制品形式的温度响应隔热复合织物,包括权利要求1或者权利要求26所述的隔热复合织物。
35.根据权利要求34所述的服饰制品,还包括第二织物部分,其中,第一和第二织物部分具有从相对比的拉伸性、相对比的防水性、不同隔热属性,以及相对比的透气性中选择的一个或多个相对比的特性。
36.根据权利要求35所述的服饰制品,其中,所述第二织物部分由第二隔热复合织物形成,所述第二隔热复合织物包括:
第二内织物层;
第二外织物层;以及
第二隔热填料织物层,其围在所述第二内织物层与所述第二外织物层之间。
37.一种温度响应家用纺织制品,包括权利要求1或者权利要求26所述的隔热复合织物。
38.根据权利要求37所述的家用纺织制品,还包括第二织物部分,其中,所述第一和第二织物部分具有从相对比的拉伸性、相对比的防水性、相对比的隔热性,以及相对比的透气性中选择的一个或多个相对比的特性。
39.根据权利要求38所述的家用纺织制品,其中,所述第二织物部分由第二隔热复合织物形成,所述第二隔热复合织物包括:
第二内织物层;
第二外织物层;以及
第二隔热填料织物层,其围在所述第二内织物层与所述第二外织物层之间。
40.根据权利要求37所述的家用纺织制品,其从纺织床罩以及睡袋中选择。
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