CN115734719A - 双壁隔离织物 - Google Patents

Abstract

本文的实施方式提供了隔热服装，隔热服装，其具有罩体；内衬，所述内衬在多个点处固定到所述罩体上，形成多个分隔室；隔热填料，所述隔热填料置于各所述多个分隔室中；和外层，所述外层毗邻所述罩体设置，覆盖所述多个点和所述多个分隔室，并与所述多个点和所述多个分隔室分离。

Description

双壁隔离织物

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年8月2日提交的申请号为63/060,123的美国临时申请的优先权，其内容通过引用并入本文，相当于其在本文中完整陈述。

技术领域

公开的实施方式涉及隔离材料。具体地，公开了用于服装(例如夹克)的多层隔离层。

背景技术

本文提供的背景说明旨在整体呈现本发明公开的内容。除非本文另有说明，否则本节中描述的材料不可作为本申请中权利要求的现有技术，并且不应由于包含在本节中而被承认为现有技术。

夹克和类似的外衣通过使用一层以上的隔离材料来保护穿着者免受可能造成体温过低风险的低温。该材料通常包括某些形式的大体积纤维材料，用于捕获被穿着者加热的空气，从而隔绝进一步的热量损失。这种材料通常放置在两层或多层之间，这些层被配置为将材料固定在穿着者周围的位置。在一些已知的夹克中，这些层中的至少一层通常基本无法透过流动空气，以防止风到达穿着者并带走由隔离材料捕获的热量。通常位于穿着者和隔离材料外部的一层以上的层，可以进一步是防水的或抗水的，这取决于外衣是否被设计为用于潮湿、多雨、或多雪的条件。

附图说明

结合附图通过以下详细描述将容易理解实施方式。为了便于描述，相似的附图标记表示相似的结构元件。在附图中的图以示例的方式而非以限制的方式示出了实施方式。

图1为现有技术的夹克实例和相关的夹克热扫描照片，其示出了通过缝合线损失的热量大于通过隔离材料损失的热量。

图2为无缝合线夹克的实例以及相关的夹克热扫描照片，其示出了基本均匀的热量保留。

图3为根据各种实施方式的隔离织物的第一实例的截面图，其包括绗缝(quilted)层和覆盖绗缝层的外层。

图4为根据各种实施方式的隔离织物的第二实例的截面图，其包括绗缝层、覆盖绗缝层的外层和覆盖绗缝层的内层。

图5示出了根据各种实施方式的单独绗缝层、图3的隔离织物实例和图4的隔离织物实例的图表，以及各层的相关热成像图，以说明内层和/或外层存在时对热损失的影响。

图6为说明根据各种实施方式的用于制造包括绗缝层、外层和内层的隔离织物的方法实例的操作流程图。

发明内容

在以下的详细描述中，参考了构成本文一部分的附图，其中相同的标号在全文中指示相同的部分，并且其中通过示例的方式示出了可以实践的实施方式。应当理解，在不脱离本发明范围的情况下，可以利用其他实施方式并且可以进行结构或逻辑改变。因此，以下详细描述不应被视为限制性，并且实施方式的范围由所附权利要求及其等同物限定。

在所附说明书中公开了本发明的多个方面。在不脱离本发明精神或范围的情况下，可以设计出本发明的替代实施方式及其等同物。应当注意，以下公开的类似元件在附图中由相同的附图标记指出。

可以使用最有助于理解要求保护的主题的方式将各种操作依次描述为多个离散动作或操作。然而，描述的顺序不应被解释为暗示这些操作必然依赖于该顺序。特别地，这些操作可能不按所呈现的顺序执行。所描述的操作可以使用与所描述的实施方式不同的顺序执行。在额外的实施方式中可以执行各种额外操作和/或可以省略所描述的操作。

为了本发明的目的，短语“A和/或B”是指(A)、(B)或(A和B)。为了本发明的目的，短语“A、B和/或C”是指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)、或(A、B和C)。

描述可以使用短语“在一个实施方式中”或“在实施方式中”，它们可以各自指一个以上的相同或不同的实施方式。此外，针对本发明实施方式使用的术语“包含”、“包括”、“具有”等是同义的。

对于给定的隔离材料，隔离有效性取决于隔离材料的厚度。整体而言，材料越厚，隔离能力越大。隔离的工作原理为捕获导热系数相对较低的空气，并防止其移动。离穿着者最近的捕获空气通常通过人体的热量被加热并在隔离层内产生温度梯度。由于通过静止空气的热传递相对较差，因此穿着者保持温暖。较厚的隔离层通过在穿着者和周围空气之间创造更大的捕获空气空间，从而在寒冷的周围环境中提供更大的热传递阻力。隔离材料通常夹在两层材料之间，例如外罩体(outer shell)和内衬之间。罩体和内衬通常不提供任何实质性隔离，但可以防风和防水，以防止隔离材料中的热量通过空气流动而发生对流损失，并防止穿着者和隔离材料变得潮湿。由于水的导热性更高以及隔离材料因水的存在而被压实，湿的隔离材料会迅速失去其隔离性能。水的存在会置换隔离材料内的空气，从而降低其有效性，并且通常还会导致隔离材料失去其体积或蓬松度，从而进一步降低其有效性。

然而，较厚的隔离层会变得笨重且不实用，尤其是对于运动活动。因此希望使用提供高度隔离同时最小化厚度的隔离织物。此外，由于纤维取向、隔离层移动、贴合压力、重力和/或穿着者移动的不同，外套内相对厚的隔离层会随着使用和时间的推移变得不均匀地压实。随着隔离层变得不均匀的压实，它们提供的隔离程度同样变得不均匀，与较厚的点相比，较薄的点将从穿着者身上传递更多的热量。例如，横跨在外套或夹克的基本垂直的正面、侧面和背面，隔离层可能在其顶部变薄并在靠近夹克的缝边处增加，这可能是由于重力和用户运动的影响导致隔离层朝着夹克缝边的方向向下移动。因此，夹克顶部、用户的胸部和肩部周围的夹克隔离性能会降低，而这些位置通常更为关键。

为了防止这种移动，已知的夹克可采用绗缝。这会产生用于插入隔离材料的小袋或分隔室，这些小袋或分隔室在罩体连接到内衬的线或点之间分隔。绗缝有助于将隔热层保持在适当位置，以最大限度地减少偏移并防止夹克的厚度不均，从而使夹克周围的隔热性能相对一致地保持不变。然而，绗缝固有地在夹克上产生不均匀的谷部，该谷部由连接罩体与内衬的缝合线或粘合线和/或点形成。

具体实施方式

图1示出了这些谷部10，并且在热成像图20中，示出了谷部10如何以比隔离袋(其与谷部10接壤)中心部分更大的速率泄漏热量。谷部10可以看作是较淡的阴影，表明更多的热量损失。在每个谷部10处，罩体和内衬非常接近，或者在一些实施方式中彼此接触。与包含隔离层的每个小袋相比，每个谷部10的横截面明显更薄。在谷部10夹住隔离层的位置(例如隔离层作为连续层放置在罩体和内衬之间)，隔离层被罩体和内衬之间的连接物(例如通过一排缝线)压缩。压缩的隔离层不具备未压缩隔离层的蓬松度和捕获的空气，因此无法提供与小袋中未压缩的隔离层相同的隔离性能。根据罩体和内衬的连接方式，连接点也可能直接通过缝合孔(例如通过缝纫连接的位置)或其他孔隙漏出热空气。在其他实施方式中，隔离层仅存在于小袋中，沿谷部方向完全不存在。

因此，在任何上述配置中，每个谷部10都呈现出一个区域，其中与由谷部10限定的每个小袋相比，该区域中的热量可以更大的速率泄漏。此外，如果风以平行于谷部10的方向环绕夹克行进，由于风很容易将热空气从谷部中带走，因此会加剧热损失。虽然图1将谷部10示为水平延伸的特征，但其他夹克可以采用不同的绗缝图案，其中谷部10可以垂直延伸、可以形成网格图案(即，谷部10垂直或水平延伸以形成大致正方形或矩形的小袋)、可以形成菱形图案(即，谷部10以一定角度延伸)、可以为不连续的点或位点(即，谷部10形成为凹坑)，或其他时尚的设计或图案。在所有情况中，出于相同的前述原因，每个谷部10都呈现出不期望的热损失点。

通过与没有谷部的夹克相比，来说明谷部的存在所引起的热损失。如图2所示的平整的设计，会导致均匀的热损失，如热成像图30所示。然而，平整的设计存在上述各种缺点，即当使用厚的隔离层时可能难以操作和/或隔离材料可能会随时间推移在夹克内偏移的风险，从而降低夹克的有效性。

所公开的实施方式通过将至少一个连续的外层放置在未与谷部连接的罩体上以解决这些缺点。因此，外层具有两个功能。首先，通过捕获谷部周围的空气，捕获的空气可以充当额外的隔离层，以类似于隔离材料的方式减缓谷部的热量损失。其次，当使用抗风材料实施时，即使未完全消除，也可减少由于风沿谷部移动而导致的对流热损失。由此，可以在无上述缺陷的情况下实现绗缝设计的优点，即均匀的层中隔离层更容易操作和维护。此外，额外的外层通过捕获空气有助于改善隔离效果，使具有更薄、体积更小的隔离层的夹克或服装能够达到与没有额外外层的具有更厚隔离层的夹克相同水平的保暖性和舒适度。在其他实施方式中，可包括与内衬相邻但不与谷部连接的额外内层，从而进一步增强隔离织物的隔离性能。

虽然上面的描述指出外层和/或内层不与谷部连接，但是在实施方式中，外层和/或内层也不与一个以上的小袋连接。相反，外层和/或内层可以松散地覆盖至少一部分的服装上的小袋和谷部。在这样的配置中，外层和/或内层可以在服装的边界处连接到服装，例如在边缘、缝边、现有接缝或拉链处，或者可以在沿着服装的另一位置处耦合从而部分地固定外层和/或内层。

转向图3，第一实例的实施方式以截面示出。隔离织物100包括罩体102和内衬104。通常，罩体102作为外层定向为面向环境空气，而内衬104作为内层定向为面向穿着者。罩体102和内衬104可以是相似材料或不同类材料。在一些实施方式中，罩体102是防水的和/或不透气的。在一些实施方式中，内衬104可至少部分地透气，以增强穿着者的透气性。内衬104可以由毛毡或绒布制成，或者衬有毛毡或绒布，或者衬有另一种合适的材料或由另一种合适的材料制成，以使穿着者感到舒适。

罩体102和内衬104在点106处连接，以形成多个分隔室或小袋108和110。每个小袋108和110填充有隔离材料112。罩体102和内衬104可以在点106处连接(可使用粘合、焊接、缝合、缝纫或任何其他合适的连接技术)。在所示出的实施方式中，隔离材料112被限制在每个小袋108和110中。在其他实施方式中，隔离材料112可以延伸通过点106，并在该处通过点106压缩。点106导致谷部114在罩体102的侧部形成，和第二谷部116在内衬104的侧部形成。隔离材料112可以是天然隔离材料，例如羽毛、羽绒或松散的棉纤维，或合成材料，例如填充纤维或棉絮，或其他合适的隔离材料。

在罩体102上方设置外层118，其在点106处未与罩体102连接。因此，外层118在外层118和罩体102之间形成空气层120。在各种实施方式中，空气层120有助于增强隔离织物100的隔离性能。外层118可由抗风材料制成，以防止气流以对流方式从谷部114带走热量。外层118还可为防水或抗水的。外层118可由合成或天然材料或织物构成。外层118可以是透气的，或者半透气的或部分透气的，以允许夹克透气并可能排出湿气，同时仍然保持热量。如上所述，没有外层118，谷部114和116将可能充当潜在热损失和/或水进入点。在其他实施方式中，外层118可以由低发射率材料构成，例如设计用于最小化辐射损失或热损失的材料，或以其他方式提供低发射率以最小化热损失的材料。

图4示出了第二实例实施方式的截面。隔离织物200包括与隔离织物100类似的部件。在下文未讨论的范围内，隔离织物200的部件可具有与隔离织物100的部件类似的功能和结构。隔离织物200包括罩体202和内衬204，它们在点206处连接以形成小袋208和210。小袋208和210填充有隔离材料212。点206形成与罩体202相邻的谷部214和与内衬204相邻的谷部216。与隔离织物100一样，罩体202面向环境空气，远离穿着者，而内衬204面向穿着者。

与隔离织物100相同，隔离织物200包括覆盖罩体202但不在点206处连接的外层218。外层218与罩体202形成空气层220。隔离织物200还包括内层222，其覆盖内衬204但不在点206处连接。内层222与内衬204形成第二空气层224。内层222可由与外层218类似的材料或不同的材料形成。在一些实施方式中，为了穿着者舒适，内层222可以为毛毡或绒布衬里。在实施方式中，第二空气层224的形成进一步增强隔离织物200的隔离性能。

在一些实施方式中，可以在一层以上的层上放置热管理元件(未示出)以进一步增加隔离织物100和200的保热性能。这些热管理元件可以是热反射的、吸热的、吸热或热反射的组合，和/或其他合适的热调节性质的。热管理元件可由金属或类似的合适的反射材料组成，并且可形成罩体102、202或另一层的一部分。热管理元件可以由以下组成：金属或类似的合适的热反射材料或低发射率材料；具有金属层、陶瓷层、聚合物层或织物层的多层结构；垂直取向的纤维室(pod)；闭孔泡沫室；并且可以形成罩体102、202或另一层的一部分。

在一些实施方式中，由罩体102、202、隔离材料112、212和内衬104、204形成的绗缝内层可以由缝合或粘合结构制作。在一些实施方式中，绗缝内层可以由其他热捕获结构代替，例如羊毛、泡沫印花织物、植绒织物、开孔泡沫等。在一些实施方式中，外层118、218可以为半透明的或透明的，以便内层的结构或装饰特征是可见的。在一些实施方式中，内层222(用于隔离织物200)可以通过缝合/粘合线或印花形成图案，并且通过透明的或半透明的外壁可见。用于层118、218或222的合适材料包括由合成或天然纤维(包括尼龙、聚酯、丙烯酸、人造丝、棉、这些纤维的混合物，这些纤维或它们混合物的涂层织物、或这些纤维或它们的混合物的层压织物)制成的织物。外层218和/或内层222可以是透气的，或半透气或部分透气的，以允许夹克透气并可排出湿气，同时仍然保持热量。

图5说明了外层和内层的保热结果。在图的左侧描绘了绗缝基底(base quilt)502，其基本上类似于图3和4所示的由罩体102、202、内衬104、204和隔离材料112、212形成的绗缝内层。绗缝基底502与上面图1中示出的夹克相当。如随附的热成像图504所示，绗缝基底502允许大量热量逸出，特别是通过绗缝的连接点逸出。需注意，如图所示，绗缝基底502被绗缝有网格图案，而不是一系列的行。应当理解，可以采用各种绗缝图案，例如线状、柱状、网格状、菱状、蜂窝状等。

中间的图示出了双外壁织物506，其类似于如上讨论的图3中示出的实施方式实例。如热成像图508所示，添加外层显著减少了绗缝基底502的热损失。

右侧图示出了双外壁和双内壁织物510，其类似于如上讨论的图4中示出的实施方式实例。如热成像图512所示，同时添加内层和外层进一步减少了绗缝基底502的热损失，并减少了没有双内壁的双外壁织物506的热损失。最终结果接近非绗缝夹克的热损失特性，同时具有绗缝夹克的优点。此外，与隔离材料的材料种类无关，添加一层或两层形成双外壁和/或双内壁改善了针对具有给定类型和厚度的隔离材料的绗缝基底的隔离性能。因此，使用隔离织物100或隔离织物200的实施方式构造的夹克或服装将提供与常规构造的夹克(例如仅具有绗缝基底，并且具有明显更厚和更大体积的隔离材料层)相当的隔离性能。因此，可获得具有与传统夹克相当的保暖性的夹克或服装，但其具有更薄且可能更轻的结构。

所公开的实施方式的各种部件的热阻(均在本文中讨论的由罩体、内衬和隔离层组成的绗缝基底；外层；内层)通常根据《ASTM F1868，A部分—热阻》进行分开的或合并的测量。这些总和提供了人们可能通过简单地将隔离层堆叠在一起而期望的热阻测量值。之后测量双壁结构的热阻。在这两种情况下，测得的总热阻远大于单个部件的简单线性组合，表明所公开实施方式的构造获得了大于预期的隔离值。

当测量热阻时，如上所述，图3的实施方式实例(图5的中间图)，仅具有外层118而没有内层的织物100产生如下的R值(热阻的测量值)：

同样地，图4的实施方式实例(图5的最右侧的图)，具有外层218和内层222的织物200产生如下的R值：

实施方式实例可以使用由现有夹克制造技术修改的工艺来制造。例如，图6示出了实例方法600的操作，其可用于制造具有外层和内层的隔离织物(例如织物100或织物200)，其中外层和内层围绕绗缝基底。方法600的操作可整体执行或部分执行，并且取决于给定的实施方式，可以省略或以不同的顺序执行一个以上的操作。可执行额外的操作。

从操作602开始，根据一个可能的实施方式，绗缝基底可以通过如下方式制造：首先放置内衬片，然后将隔离材料片放置在内衬片的顶部，然后将罩体片放置在隔离材料的顶部。在其他实施方式中，可以省略隔离材料直到操作604之后。

接下来，在操作604中，内衬可以选择性地连接到外罩体。当隔离层置于内衬和外罩体之间时，可以使用缝纫或缝合(例如用缝纫机)将三层缝合或绗缝在一起以形成各种包含隔离层的小袋。这种制造技术使得隔离层压缩在缝合线处，但当隔离层为片状或网状时将是有用的。可以采用其他技术，例如声波焊接、粘合和/或其他合适的将内衬和罩体连接在一起的技术。

或者，作为操作604的替代，可以在放置隔离层之前将内衬层以绗缝图案形式缝合到罩体层以构建一系列小袋。在构建小袋之后，然后可以将隔离层插入到每个小袋中，例如通过填充或吹制。取决于所需的保暖程度和特定的隔离类型，每个小袋中的隔离层数量可能会不同。当隔离层为松散填充材料(例如羽绒、羽毛或合成吹制材料)和/或当不希望将隔热片夹在内衬和罩体之间的缝合线处时，这种技术将是有用的。在该后一种方法中，每个小袋的至少一侧或一部分必须保持打开，直至填满隔离层。

在任一种方法中，将得到的绗缝基底切割成一定形状，并然后可密封每个绗缝基底的边缘。

在操作602和604构建绗缝基底之后，外层可以在操作606中设置在绗缝基底的罩体侧上。在实施方式中，外层仅固定至绗缝基底的边缘，而不是固定至各个缝合线，因此缝合线被密封以防止直接暴露于环境空气并获得改进的保温性。在其他实施方式中，可以使用一个以上的中间连接点或线，这取决于特定实施方式的需要。如果仅需要双外层而不需要双内层，则方法600可以在操作606之后结束。

操作608以虚线示出，表明如果绗缝基底上仅需单个外层，则不执行该操作。如果需要双内层，在操作608中可以采用与外层固定相同的方法，其中内层放置在绗缝基底的内衬侧之下。类似于外层，内层可以仅固定至绗缝基底的边缘，或者可以使用一个以上的中间连接点/线。在一些制造工艺中，可以使用缝合、粘合或两者的组合同时固定内层和外层。在其他实施方式中，外层和/或内层可以使用拉链或其他允许选择性分离的紧固机构可移除地连接。更进一步地，在一些其他实施方式中，这些层可以通过在边缘处的拉伸系带来连接。在又一些实施方式中，可以采用各种前述制造工艺的一些组合；例如，在制作夹克时的袖部缝边处可以使用拉伸系带，沿着夹克下部缝边、领部和夹克开口使用传统的缝合或缝纫或粘合。

在不脱离本公开的精神或范围的情况下，本领域技术人员可显而易见地对公开的装置和相关联方法的公开的实施方式进行各种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖以上公开的实施方式的修改和变化，只要这些修改和变化落入任何权利要求及其等同物的范围内。

Claims (18)

1.隔热服装，所述隔热服装具有：

罩体；

内衬，所述内衬在多个点处固定到所述罩体上，形成多个分隔室；

隔热填料，所述隔热填料置于各所述多个分隔室中；和

外层，所述外层毗邻所述罩体设置，覆盖所述多个点和所述多个分隔室，并与所述多个点和所述多个分隔室分离。

2.根据权利要求1所述的隔热服装，其中，所述罩体或内衬中的一个以上具有一个以上的热管理元件。

3.根据权利要求2所述的隔热服装，其中，所述一个以上的热管理元件包括热反射元件，所述热反射元件设置在所述内衬之上。

4.根据权利要求1所述的隔热服装，其中，外层、罩体，或内衬中的一个以上为抗水的或防水的。

5.根据权利要求1所述的隔热服装，其中，外层、罩体，或内衬中的一个以上为透气的或至少部分透气的。

6.根据权利要求1所述的隔热服装，其中所述外层至少在罩体的边缘处固定到所述罩体上。

7.隔热服装，所述隔热服装具有：

绗缝基底，所述绗缝基底由以下组成：

罩体；

内衬，所述内衬在多个点处固定到所述罩体上，形成多个分隔室；

隔热填料，所述隔热填料置于各所述多个分隔室中；外层，所述外层毗邻所述罩体设置；和

内层，所述内层毗邻所述内衬设置，

所述外层和所述内层各自覆盖所述多个点和所述多个分隔室，并与所述多个点和所述多个分隔室分离。

8.根据权利要求7所述的隔热服装，其中，罩体或内衬中的一个以上具有一个以上的热管理元件。

9.根据权利要求8所述的隔热服装，其中，所述一个以上的热管理元件包括热反射元件，所述热反射特征设置在所述内衬之上。

10.根据权利要求7所述的隔热服装，其中，外层、内层、罩体，或内衬中的一个以上为抗水的或防水的。

11.根据权利要求7所述的隔热服装，其中，外层、内层、罩体、或内衬中的一个以上为透气的或至少部分透气的。

12.根据权利要求7所述的隔热服装，其中，所述外层和所述内层各自在所述绗缝基底的边缘处与所述绗缝基底连接。

13.根据权利要求7所述的隔热服装，其中，外层、内层、罩体，或内衬中的一个以上为抗风的。

14.制造隔热服装的方法，包括：

提供内衬和外罩体；

在所述内衬和所述外罩体之间设置隔离层；

选择性地将所述内衬与所述外罩体连接，构建绗缝基底，所述绗缝基底具有多个容纳所述隔离层的分隔室；

设置外层，所述外层位于所述外罩体之上；和

将所述外层连接至所述绗缝基底的边缘。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述内衬和所述外罩体之间设置隔离层包括：

在所述内衬的顶部设置所述隔离层；

在所述隔离层的顶部设置所述外罩体；和

选择性地将所述内衬通过所述隔离层与所述外罩体连接。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述内衬和所述外罩体之间设置隔离层包括将所述内衬选择性地与所述外罩体连接后，将隔离层插入各所述多个分隔室中。

17.根据权利要求14所述的方法，其中，选择性地将所述内衬与所述外罩体连接包括将所述内衬通过所述隔离层与所述外罩体缝合。

18.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括设置内罩体的内层，以及将所述内层与所述绗缝基底的边缘连接。

Images