CN107667191A - 自热隔热材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种纱线，其包括以纱线股的形式捆扎在一起的多个合成长丝合股，其是硅化的。还提供一种包括本发明纱线的制品，以及制备本发明纱线的方法。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年5月22日提交的美国临时申请号62/165,520的优先权。该在先申请的全部内容在此通过援引并入本文。
技术领域
本申请要求于2015年5月22日提交的美国临时申请号62/165,520的优先权。该在先申请的全部内容在此通过援引并入本文。
背景技术
需要例如衣服、床上用品、睡袋等的隔热制品能够保留热量。传统上，该目标已经通过在隔热材料中使用羽毛(绒毛)而实现。美国专利6,802,081教导了在将涉及吸湿剂/可释放所产生热量的纤维与另一类纤维按照稳定的混合比进行混合时的技术难点。美国专利6,802,081公开了一种包括具有不小于50ml/克的指定空气层的纤维(如羽毛)的隔热材料。固定的空气层是必不可少的，因为其用来保留隔热材料中的热量。
尽管已经有之前努力，但仍需要能够产生且保留热量的新型隔热材料。
虽然已经讨论的常规技术的某些领域有助于本发明的公开，申请人绝不否认这些技术领域，并且预期要求本发明可涵盖本文所讨论的一种或多种常规技术领域。
在本说明书中，当提及或讨论在优先权日前可公开获得、公众已知的文献、法案或知识项目时，这些文献或讨论并非不承认所述文献、法案或知识项目或它们的任何组合是常规知识的一部分，否则可适用法定条款构成现有技术，或者已知与本说明书试图解决的任何问题相关。
发明内容
简言之，本发明满足了对能够产生且保留热量的隔热材料的需求。本发明可解决上文讨论的制品的一种或多种问题和缺陷。然而，预期本发明可证明用于解决在许多技术领域中的其他问题和缺陷。因此，本发明的要求不应当局限于解决本文所讨论的任何特定问题或缺陷。
本申请的某些实施方案公开了隔热材料、包括该隔热材料的制品，以及形成所述隔热材料的方法具有若干特征，没有单独一个对它们的理想属性负责。不限于根据下文权利要求所定义的隔热材料、制品以及方法的范围，现在将简单的讨论它们的更多显著特征。考虑到这些讨论之后，并且特别是在阅读了本说明书标题为具体实施方式的部分之后，人们应当会理解本文讨论的各个实施方案的特征如何提供相对于当前现有技术的若干优势。
第一方面，本发明提供一种隔热材料，其包括：
-发热纤维；
-能够保留热量的热量捕获纤维，所述热量捕获纤维具有至少1.17g/cm3的密度或2.0Dtex的线性密度；以及
-合成纤维。
第二方面，本发明提供一种包括本发明第一方面的隔热材料的制品。
第三方面，本发明提供一种制备本发明第一方面的隔热材料的方法。
根据以下本发明的各个方面的详细描述，并结合所附权利要求书和所附附图，本发明的这些和其它特征以及优势将变得显而易见。
附图说明
下面将结合下文的附图来描述本发明，其中：
图1A和1B分别是手持不吸湿发热纤维一分钟之前和之后的FLIR热图像。
图2A和2B分别是手持吸湿发热纤维一分钟之前和之后的FLIR热图像。
图3是根据本发明实施方案的隔热材料的简化横截面。
图4是根据本发明另一实施方案的隔热材料的简化横截面。
图5是根据本发明另一实施方案的隔热材料的简化横截面。
图6是根据本发明另一实施方案的隔热材料的简化横截面。
图7为根据本发明隔热材料和对比隔热材料的实施方案的热量产生试验结果图。
具体实施方式
结合在所附附图中示出的非限制性实施方案，下文充分地解释了本发明的各方面和某些特征、优势以及它们的细节。众所周知的材料、制造工具、加工工艺等的描述均省略，以便于不会不必要地模糊本发明的细节。然而，应理解，本发明的实施方案所表示的详细说明和具体实施例，仅通过举例方式示出，并非限制。落入本发明构思的精神和/或范围内的各种替换、改进、附加和/或布置，将根据本公开内容对本领域技术人员显而易见。
第一方面，本发明提供一种隔热材料，其包括：
-发热纤维；
-能够保留热量的热量捕获纤维，所述热量捕获纤维具有至少1.17g/cm3的密度或2.0Dtex的线性密度；以及
-合成纤维。
所述发热纤维能够产生热量。例如，在一些实施方案中，所述发热纤维吸收某一光谱的光(如红外线)并产生热量。在另一实施方案中，所述发热纤维是当吸收湿气后能够产生热量的吸湿发热纤维。例如图2A和2B分别举例说明手持SUNBURNER吸湿发热纤维一分钟之前和之后的FLIR热图像。可以看出，纤维通过手吸收湿气而产生热量。另一方面，图1A和1B分别为手持100％聚酯非吸湿非发热纤维一分钟之前和之后的FLIR热图像。
发热纤维的非限制性实例是产生热量的丙烯酸纤维(例如可购自MitsubishiRayon Co.、Ltd的COREBRID纤维，http://www.nedtex.nl/files/NineSigma_REQ_69501.pdf)。
当吸收湿气时能够产生热量的吸湿发热纤维的非限制性实例包括人造丝，羊毛(例如绵羊毛)，含有活性炭的纤维，以及丙烯酸酯类吸湿且发热纤维(如可购自ToyoboCo.、Ltd.的FKS纤维，可购自Toho Textiles的SUNBURNER纤维等)。根据US2008-0066347和JP-A-2001-112578的描述，这种丙烯酸酯类吸湿且发热纤维可以是这样一种纤维，其中含有40重量％的丙烯腈类聚合物或更多丙烯腈形成的纤维被用作起始材料和作为交联剂引入肼类化合物。
在一些实施方案中，吸湿发热纤维的吸湿率为至少12％。在本文中，吸湿率(％)的测定：通过将5.0克的纤维样品在105℃下的热空气烘干机中干燥16小时，之后测定样品的质量(a)。之后，将样品放置在20℃温度和相对湿度(RH)为65％的恒温恒湿器中24小时。吸收24小时后，测量样品的质量(b)。使用公式(a-b)/a×100％计算吸收率。在一些实施方案中，吸湿发热纤维的吸湿率为至少16％。在一些实施方案中，吸湿发热纤维的吸湿率为12-50％(如12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49或50％)，包括其中的任何和所有范围及子范围(如12-35％，16-30％等)。
在一些实施方案中，将发热纤维(如吸湿发热纤维)剪切成特定纤维长度。例如，在一些实施方案中，发热纤维的纤维长度是8-85mm(如8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84或85mm)，包括其中的任何和所有范围及子范围(如12-85mm，20-40mm等)。例如，在一些实施方案中，本发明的隔热材料为棉絮形式，发热纤维的纤维长度为30-51mm，包括其中的所有范围及自范围。
热量捕获纤维是能够保留热量的纤维。所述热量捕获纤维具有至少1.17g/cm3的密度或2.0Dtex的线性密度。这种纤维与例如在现有技术中已经作为热量捕获纤维使用的羽毛(通常具有小于1.0g/cm3的密度)不同。羽毛，通过其低密度可适合容纳相当大的空气层，现有技术需要该空气层来保留隔热材料中的热量。另一方面，本发明不需要这种空气层。
在一些实施方案中，热量捕获纤维具有至少1.2g/cm3，或至少1.3、1.4、1.5、1.6或1.7g/cm3的密度。
在一些实施方案中，能够保留热量的热量捕获纤维每1克纤维包括小于50mL的空气(如每1克纤维包括小于45或小于40或小于35mL的空气)。
在一些实施方案中，热量捕获纤维选自含有陶瓷的纤维，含碳纤维，以及含有相变材料(PCM)的纤维。
PCM是当其在固体和液体之间摇摆时存储、释放或吸收热量，即在其变成固态时释放热量和返回液态时吸收热量的材料。在一些实施方案中，PCM在正好高于和正好低于人皮肤温度的温度范围内改变相位。在一些实施方案中，热量捕获纤维是呈微囊形式的含有PCM的纤维。
在一些实施方案中，热量捕获纤维是包含陶瓷颗粒的聚酯纤维。例如，在一些实施方案中，热量捕获纤维是包含如0.5-25重量％(如0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0、10.1、10.2、10.3、10.4、10.5、10.6、10.7、10.8、10.9、11.0、11.1、11.2、11.3、11.4、11.5、11.6、11.7、11.8、11.9、12.0、12.1、12.2、12.3、12.4、12.5、12.6、12.7、12.8、12.9、13.0、13.1、13.2、13.3、13.4、13.5、13.6、13.7、13.8、13.9、14.0、14.1、14.2、14.3、14.4、14.5、14.6、14.7、14.8、14.9、15.0、16、17、18、19、20、21、22、23、24或25重量％)的陶瓷颗粒的聚酯(如PET)纤维，包括其中的任何和所有范围及子范围(如1-10重量％)。在一些实施方案中，热量捕获纤维是TRIZAR纤维。
可使用发热纤维与热量捕获纤维的任何理想比例。在一些实施方案中，发热纤维与热量捕获纤维的重量比为0.5:9.5至9.5:0.5，包括其中的任何和所有范围及子范围。在一些实施方案中，所述比例为4.5:5.5至9.5:0.5。
合成纤维通常包括由合成聚合物或小分子制成的纤维。许多合成纤维在现有技术中是已知的，并且在本发明中可使用任何理想的合成纤维。事实上，不同纤维具有不同特性，并且使其有利于用于不同应用中。这些信息在本领域技术人员的认知范围内是熟知的。然而大量的合成纤维可用于本发明，在一些实施方案中，合成纤维选自聚酰胺、聚酯、丙烯酸、丙烯酸酯、醋酸纤维、聚烯烃、尼龙、人造丝、莱赛尔、芳纶、氨纶、纤维胶和莫代尔纤维，以及它们的组合。
在特定实施方案中，合成纤维包括聚酯纤维。在一些实施方案中，这种聚酯纤维包含一种或多种聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸六氢化乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)、聚-1,4-环己二甲酯(PCDT)和对苯二甲酸乙二醇共聚酯，其中至少85摩尔％的酯单元是对苯二甲酸乙二醇酯或对苯二甲酸六氢化乙二醇酯单元。在特定实施方案中，合成纤维是聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。
在一些实施方案中，所述合成纤维的旦数为0.5-15旦(如0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7.0、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8.0、8.1、8.2、8.3、8.4、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0、10.1、10.2、10.3、10.4、10.5、10.6、10.7、10.8、10.9、11.0、11.1、11.2、11.3、11.4、11.5、11.6、11.7、11.8、11.9、12.0、12.1、12.2、12.3、12.4、12.5、12.6、12.7、12.8、12.9、13.0、13.1、13.2、13.3、13.4、13.5、13.6、13.7、13.8、13.9、14.0、14.1、14.2、14.3、14.4、14.5、14.6、14.7、14.8、14.9或15.0旦)，包括其中的任何和所有范围及子范围(如0.5-7旦)。
旦数定义为9000米的纤维或纱线的以克为重量的测量单元。这是指定纤维或纱线的重量(或大小)的常规方式。例如，1.0旦的聚酯纤维通常具有约10微米的直径。细旦纤维是具有1.0或更低旦数的那些纤维，而粗旦纤维的旦数则大于1.0。
在一些实施方案中，合成纤维被硅化。术语“硅化”意指将纤维用含硅组合物(例如硅酮)涂布。硅化技术在现有技术中是众所周知的，并且例如在美国专利3,454,422中有描述。可使用任何已知的现有技术涂敷含硅组合物，例如喷涂、混合、浸渍、填补等。含硅组合物(例如硅酮)可包括有机硅氧烷或聚硅氧烷，键合至纤维的外部部分。在一些实施方案中，硅涂层是聚硅氧烷，例如甲基氢聚硅氧烷、改性甲基氢聚硅氧烷、聚二甲基硅氧烷或者经氨基改性的二甲基聚硅氧烷。已知在现有技术中，含硅组合物可直接涂敷到纤维上，或者在涂敷之前，可用溶剂稀释成溶液或乳液，例如聚硅氧烷的含水乳液。处理之后，可将涂层干燥和/或固化。已知在现有技术中，可使用催化剂来加速含硅组合物的固化(例如含Si-H键的聚硅氧烷)，并且为了方便起见，可将催化剂加入到含硅组合物的乳液中，生成的组合用来处理合成纤维。合适的催化剂包括羧酸例如乙酸、辛酸、环烷酸和油酸的铁盐、钴盐、锰盐、铅盐、锌盐和锡盐。在一些实施方案中，硅化之后，可将纤维干燥以除去残留溶剂并然后任选的加热至65℃-200℃以固化。
在一些实施方案中，如在美国专利6,492,020B1中提及的，将合成纤维与另一丝滑剂(如聚环氧烷和其聚合物例如聚酯或聚乙烯或聚亚烷基聚合物的多嵌段共聚物)进行平滑处理。
在一些实施方案中，所示合成纤维的纤维长度是12-85mm(如12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84或85mm)，包括其中的任何和所有范围及子范围(如20-60mm)。
在本发明隔热材料的一些实施方案中，发热纤维、热量捕获纤维和聚酯纤维存在于均质混合物中。在本文中，均质混合物是具有90-100％均匀组成的混合物。该实施方案如图3所示，其示出了隔热材料的实施方案的简化横截面。
在一些实施方案中，本发明的隔热材料还包含粘合纤维。粘合纤维在现有技术中是众所周知的，并且大量的粘合纤维可市售获得。在本发明中使用的粘合纤维可以是常规粘合纤维(如低熔点聚酯粘合纤维)，或其他粘合纤维，条件是无论使用任何粘合纤维，粘合纤维的粘合温度都低于合成纤维的软化温度。粘合纤维在例如美国专利4,794,038中有讨论，并且在美国专利4,281,042和美国专利4,304,817中说明了粘合纤维的某些实施方案的一般方法。在一些实施方案中，粘合纤维是单组分纤维。在一些组分中，粘合纤维是多组分纤维(如双组分纤维，如皮芯复合纤维，其中芯材包含比皮层更高熔点的组分)。在一些实施方案中，粘合纤维包含一种或多种不同类型的粘合纤维的混合物。
如上文所述，粘合纤维的粘合温度比合成纤维的软化温度更低。在一些实施方案中，粘合纤维的粘合温度低于或等于200℃。在一些实施方案中，粘合纤维的粘合温度为50-200℃(如50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199或200℃)，包括其中的任何和所有范围及子范围。在一些实施方案中，粘合纤维的粘合温度为80℃-150℃。在一些实施方案中，粘合纤维的粘合温度为100℃-125℃。
在一些实施方案中，粘合纤维的熔化温度为15-60℃，低于合成纤维的熔化温度。例如，在一些实施方案中，粘合纤维的熔化温度为15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59或60℃，低于合成纤维的熔化温度。
在一些实施方案中，粘合纤维包含低熔点聚酯纤维。
在一些实施方案中，粘合纤维是包括外皮和芯材的双组份纤维，其中外皮包括具有比芯材更低熔点的材料。
在一些实施方案中，处理本发明的隔热材料，从而熔化全部或部分的粘合纤维，从而形成例如粘结成网状的棉絮。本领域技术人员应理解，在这些实施方案中，虽然“粘合纤维”被描述成包含在隔热材料内，但所述纤维可以是完全或部分的熔化纤维，与粘合纤维在其最初、预热处理形式相反。
在一些实施方案中，粘合纤维的旦数为1.0-5.0(如1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9或5.0旦)，包括其中的任何范围/及其子范围(例如1.5-3.5mm，1.9-2.5mm等)。
在一些实施方案中，粘合纤维的长度为20mm-71mm(如20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62,63、64、65、66、67、68、69、70或71mm)，包括其中的所有范围/及其子范围(例如20-60mm)。
本文所讨论的各种纤维(发热纤维、热量捕获纤维、合成纤维、粘合纤维等)可以是卷曲或非卷曲的。包括螺旋和标准卷曲的各种卷曲在现有技术中是已知。纤维通常可具有任何卷曲。
在一些实施方案中，发热纤维、热量捕获纤维和合成纤维每个的旦数为0.7-7.0(如0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0、4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5.0、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9或7.0旦)，包括其中的任何和所有范围及其子范围。
在一些实施方案中，发热纤维、热量捕获纤维和合成纤维每个的剪切长度为13mm-64mm(如13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63或64mm)，包括其中的任何和所有范围及其子范围。
在一些实施方案中，本发明的隔热材料包含5-50重量％的发热纤维(如5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49或50重量％)，包括其中的任何和所有范围及其子范围(如10-30重量％)。
在一些实施方案中，本发明的隔热材料包含20-80重量％的热量捕获纤维(如20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79或80重量％)，包括其中的任何和所有范围及其子范围(如40-60重量％)。
在一些实施方案中，本发明的隔热材料包含2-50重量％的合成纤维(如2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49或50重量％)，包括其中的任何和所有范围及其子范围(如10-20重量％)。
在一些实施方案中，本发明的隔热材料包含5-40重量％的粘合纤维(如5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40重量％)，包括其中的任何和所有范围及其子范围(如10-30重量％)。
如图4所述，在一些实施方案中，本发明的隔热材料包括第一层10和第二层12，其中第一层包含发热纤维和热量捕获纤维，并且第二层包含合成纤维。在该实施方案中，第二层12可帮助向隔热材料提供蓬松度。在一些实施方案中，当隔热材料被包含在制品内时，配置第一层10以面对穿戴者或使用者的皮肤。
如图5所述，在一些实施方案中，本发明的隔热材料包括第一层14和第二层16，其中第一层包含发热纤维和合成纤维，并且第二层16包含热量捕获纤维。在一些实施方案中，当隔热材料被包含在制品内时，配置第一层14以面对穿戴者或使用者的皮肤。
如图6所示，在一些实施方案中，本发明的隔热材料包括第一层18、第二层20和第三层22，其中第一层18包含发热纤维，第二层20包含热量捕获纤维，以及第三层22包含合成纤维。在一些实施方案中，当隔热材料被包含在制品内时，配置第一层18以面对穿戴者或使用者的皮肤。
本发明的隔热材料可以任何所需形式提供。例如，在一些实施方案中，所述隔热材料为棉絮形式。在一些实施方案中，棉絮的厚度小于或等于40mm，例如5-40mm(例如5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39或40mm)，包括其中的所有范围及其子范围。在一些实施方案中，棉絮的密度为2-12kg/m3(如2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12kg/m3)，包括其中的任何和所有范围及其子范围。
在一些实施方案中，隔热材料为可吹制丝团的形式。在另一些实施方案中，隔热材料为纱线形式。
第二方面，本发明提供一种包含本发明第一方面的隔热材料的制品。这些物品的非限制性实例包括，例如外套(如外套衣服如夹克等)、服装、睡袋、床上用品(例如被子)，家庭用品等。
第三方面，本发明提供一种形成本发明隔热材料的方法。所述方法包括将本发明第一方面的材料合并成理想的隔热材料形式(如棉絮、可吹制丝团、纱线等)。
实施例
结合以下实施例描述的特定实施方案，将对本发明进行阐述，但非限制。
自热隔热材料和对比隔热材料
隔热材料A.使用丙烯酸酯类吸湿且发热纤维制备隔热材料。具体是，使用可购自Toho Textiles的SUNBURNER纤维。通过将15重量％2.3T×38mm的SUNBURNER纤维与50重量％的热量捕获纤维(具有分散于各处的2重量％陶瓷颗粒的1.2旦×38mm聚酯纤维)，15重量％的1.4旦×51mm的合成纤维(100％硅化聚酯纤维)，以及20重量％的2.2旦×38mm的粘合剂(低熔点双组份聚酯粘合纤维)均匀混合来制备纤维混合物。
通过梳理机处理纤维混合物以获得非织造网状棉絮前驱体。使用100％聚酯棉絮的第二层以便于提高总的克罗(clo)，并升至更高水平而不使所生成的棉絮的整体重量增加太多。将前驱体加热至110℃以形成本发明隔热材料的一个实施方案。所生成的实施方案提供呈棉絮形式的自热隔热材料。
隔热材料B.使用丙烯酸酯类吸湿且发热纤维制备隔热材料。具体是，可使用购自Toyobo Co.、Ltd的EKS纤维。通过将15重量％的2.3T×38mm的EKS纤维与50重量％的热量捕获纤维(具有分散于各处的2重量％陶瓷颗粒的1.2旦×38mm聚酯纤维)，15重量％的1.4旦×51mm的合成纤维(100％硅化聚酯纤维)，以及20重量％的2.2旦×38mm的粘合剂(低熔点双组份聚酯粘合纤维)均匀混合来制备纤维混合物。
通过梳理机处理纤维混合物以获得非织造网状棉絮前驱体。使用100％聚酯棉絮的第二层以便于提高总的克罗(clo)，并升至更高水平而不使所生成的棉絮的整体重量增加太多。将前驱体加热至110℃以形成本发明隔热材料的一个实施方案。所生成的实施方案提供呈棉絮形式的自热隔热材料。
对比隔热材料C.使用100％聚酯和粘合纤维制备隔热材料(不是根据本发明)。通过将80重量％的合成聚酯纤维与20重量％的2.2旦×38mm粘合剂(低熔点双组份聚酯粘合纤维)均匀混合来制备纤维混合物。
通过梳理机处理纤维混合物以获得非织造网状棉絮前驱体。同样使用100％聚酯棉絮的第二层。将前驱体加热至110℃以形成呈棉絮形式的隔热材料的对比例。
吸湿热量产生试验
根据BOKEN标准BQE A 035对隔热材料A、B和C进行吸湿热量产生试验。将各隔热材料(20cm×20cm样品)放置在设置到80℃的烘箱中四小时，然后放置到具有硅胶的干燥器中过夜。将测试样品与热电偶在其中心表面对折，并然后将其再对折。将各样品放置在20℃、40％相对湿度(RH)的烘箱中两小时，然后将条件变化值20℃、90％RH，经15分钟时间后收集每分钟的温度数据。温度数据结果汇总于表I。
表I
图7为热量产生试验的结果图。
如前述数据和图7所证明的，根据本发明的实施方案A和B比对比聚酯棉絮C产生明显更多的热量，因此证明其有利的自热性能。
本文使用的术语仅用于描述特定的实施方案，且旨在不是对本发明的限制。在本文中，单数形式“一”、“一个”和“所述”还旨在包括复数形式，除非另有明确说明。还应当理解，术语“包含”(以及任何形式的包含，如“包含”和“包括”)、“具有”(以及任何形式的具有，例如“具有”和“有”)、“包括”(以及任何形式的“包括”，例如“包括”和“包含”)、“含有”(以及任何形式的“含有”，例如“含有”和“含”)，以及它们的任何其它语法变体，均是开放式的系动词。因此，“包含”、“具有”或“含有”一个或多个步骤或元件的方法或物品拥有一个或多个步骤或元件，但不限于仅拥有一个或多个步骤或元件。同样地，“包含”、“具有”、“包括”一个或多个特征的方法或制品的元件拥有一个或多个特征，但不限于仅拥有一个或多个特征。
在本文中，术语“包含”、“具有”、“含有”以及它们的其他语法变体均包括术语“由……组成”和“基本上由……组成”。
当本文使用短语“基本上由……组成”或其语法变体用于说明所述特征、整数、步骤或组分时，不排除增加一个或多个附加特征、整数、步骤、组分或它们的组合，但仅在附加特征、整数、步骤、组分或它们的组合不会实质上改变所要求保护的组合物或方法的基本和新颖性时。
在本说明书中引用的所有出版物通过援引并入本文，达到使每个单独的出版物通过如全文引用方式被明确且单独地并入本文的程度。
通过援引并入的主题不视为对任何权利要求书限制的替代，除非有明确说明。
其中本说明书通篇中的一个或多个范围是指，每个范围旨在对所述信息的简写，其中范围应当理解涵盖在该范围内的每个离散点，达到与本文所述的完全相同的程度。
虽然本文已经描述和描绘了本发明的若干方面和实施方案，但本领域技术人员可受到替代方法和实施方案的影响以实现相同的目的。因此，本公开内容和所附权利要求书旨在包括所有的这些改进和替代方法以及实施方案，它们均落入本发明的真实精神和范围内。
Claims (17)
1.一种隔热材料，其包括：
-发热纤维；
-能够保留热量的热量捕获纤维，所述热量捕获纤维具有至少1.17g/cm3的密度或2.0Dtex的线性密度；以及
-合成纤维。
2.根据权利要求1的隔热材料，其中所述发热纤维是吸湿发热纤维。
3.根据权利要求2的隔热材料，其中所述吸湿发热纤维的吸湿率为至少12％。
4.根据权利要求1的隔热材料，其中所述发热纤维选自绵羊毛、丙烯酸酯类吸湿且发热纤维、含有活性炭的纤维，以及产生热量的丙烯酸纤维。
5.根据权利要求2的隔热材料，其中所述吸湿发热纤维选自绵羊毛、丙烯酸酯类吸湿且发热纤维，以及含有活性炭的纤维。
6.根据权利要求1的隔热材料，其中所述热量捕获纤维选自含有陶瓷的纤维、含碳纤维，以及含有相变材料的纤维。
7.根据前述权利要求任一项的隔热材料，其中所述发热纤维、热量捕获纤维以及合成纤维存在于一均质混合物中。
8.根据权利要求1-6任一项的隔热材料，其包括第一层和第二层，其中所述第一层包括发热纤维和热量捕获纤维，并且所述第二层包括合成纤维。
9.根据权利要求1-6任一项的隔热材料，其包括第一层和第二层，其中所述第一层包括发热纤维和合成纤维，并且所述第二层包括热量捕获纤维。
10.根据权利要求1-6任一项的隔热材料，其包括第一层、第二层和第三层，其中所述第一层包括发热纤维，所述第二层包括热量捕获纤维，以及所述第三层包括合成纤维。
11.根据前述权利要求任一项的隔热材料，其中所述隔热材料为棉絮形式。
12.根据权利要求1-7任一项的隔热材料，其中所述隔热材料为可吹制丝团形式。
13.根据权利要求1-7任一项的隔热材料，其中所述隔热材料为纱线形式。
14.根据前述权利要求任一项的隔热材料，其中所述合成纤维是聚酯纤维。
15.根据前述权利要求任一项的隔热材料，其中所述能够保留热量的热量捕获纤维每1克纤维包括小于50mL的空气。
16.一种制品，其包括根据前述权利要求任一项的隔热材料。
17.根据权利要求16的制品，其中所述制品选自鞋类、服装、床上用品和睡袋。
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180206 |
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