CN115891338A - 一种保暖织物材料及制备方法 - Google Patents
一种保暖织物材料及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115891338A CN115891338A CN202211423094.4A CN202211423094A CN115891338A CN 115891338 A CN115891338 A CN 115891338A CN 202211423094 A CN202211423094 A CN 202211423094A CN 115891338 A CN115891338 A CN 115891338A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fabric
- insulation structure
- heat insulation
- thermal
- outer layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004744 fabric Substances 0.000 title claims abstract description 219
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 83
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 9
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 178
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 12
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 9
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 9
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 7
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 claims description 7
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 6
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 5
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims description 5
- 239000004964 aerogel Substances 0.000 claims description 4
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 claims description 4
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 4
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 4
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 claims description 4
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 3
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 40
- 239000010408 film Substances 0.000 description 18
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 16
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 8
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 8
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 6
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 4
- 229910017944 Ag—Cu Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 3
- 239000011527 polyurethane coating Substances 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229920004934 Dacron® Polymers 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003796 beauty Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000006097 ultraviolet radiation absorber Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
本申请提供了一种保暖织物材料及制备方法，包括：包括织物基底、第一隔热结构和第二隔热结构，其中，所述织物基底，包括织物内衬和织物外层；所述第一隔热结构，连接在所述织物基底的至少一表面，所述第一隔热结构包含多孔结构；所述第二隔热结构，嵌设在所述织物里层和所述织物外层之间，所述第二隔热结构为包含微结构的粗糙表面；用于制成所述第一隔热结构和所述第二隔热结构的隔热材料不同，本申请实施例提供的保暖织物材料具有较好的保温效果的同时，能够兼具轻薄的特点。
Description
技术领域
本申请涉及织物材料技术领域，尤其涉及一种保暖织物材料及制备方法。
背景技术
冬季室外温度较低，人们出行需要穿着厚重的衣物进行保温，以防止被冻伤等情况，衣物厚重，会导致人们行动不便，进入室内等温暖环境更换衣物也比较麻烦，而轻薄类服装又达不到保暖效果。目前，会通过在织物上复合各种类型的保温层，以达到保暖的目的，但是这类保温层的保温效果与层厚度息息相关，通常层厚越厚，保温越好，织物材料的轻薄程度仍然会受到较大的限制。
发明内容
本申请实施例提供了一种保暖织物材料及制备方法，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。
根据本申请实施例的第一方面，提供了一种保暖织物材料，包括织物基底、第一隔热结构和第二隔热结构，其中，所述织物基底，包括织物内衬和织物外层；所述第一隔热结构，连接在所述织物基底的至少一表面，所述第一隔热结构包含多孔结构；所述第二隔热结构，嵌设在所述织物里层和所述织物外层之间，所述第二隔热结构为包含微结构的粗糙表面；用于制成所述第一隔热结构和所述第二隔热结构的隔热材料不同。
在一可实施方式中，所述第一隔热结构的孔隙率为30～95％；所述第一隔热结构由无机材料或有机材料的任一种制成；具体的，所述第一隔热结构由中空微纳米颗粒、气凝胶、发泡聚酯的其中一种或几种制成，导热系数不高于0.08W/mK。
在一可实施方式中，所述第二隔热结构由金属材料制成，所述金属材料的长波红外发射率不高于0.3。
在一可实施方式中，所述第二隔热结构的表面平均粗糙度为30nm～300μm。
在一可实施方式中，所述第二隔热结构的粗糙表面通过沉积处理或后处理的任一种制得；所述沉积处理包括卷绕式的热蒸发、电子束蒸发、磁控溅射、化学气相沉积、化学电镀的其中一种；所述后处理包括化学刻蚀、激光划刻、热处理的其中一种。
在一可实施方式中，所述织物外层为功能性外层，所述功能性外层为保温织物层、防风织物层、抗污织物层、透气织物层、透湿织物层的其中一种或几种。
在一可实施方式中，所述织物外层具有染料吸收层，所述织物外层朝向织物内衬的一表面设置有太阳光选择性吸收膜；所述太阳光选择性吸收膜用于吸收波长小于380nm的太阳光、未被织物外层吸收的380-800nm可见光或大于800nm的太阳光的至少一种。
在一可实施方式中，所述织物基底为0.5～3mm；所述第一隔热结构的厚度为3～50μm；所述第二隔热结构的厚度为10～500nm。
根据本申请的第二方面，提供了一种保暖织物材料的制备方法，所述方法包括：在织物基底的至少一表面形成第一隔热结构，所述第一隔热结构包含多孔结构，所述织物基底包括织物内衬和织物外层；在织物内衬的其中一表面形成第二隔热结构，所述第二隔热结构为包含微结构的粗糙表面，用于制成所述第一隔热结构和所述第二隔热结构的隔热材料不同；将所述织物外层连接至所述第二隔热结构上，得到保暖织物材料。
根据本申请的第三方面，提供了一种保暖织物材料的制备方法，所述方法包括：在织物内衬的其中一表面形成第二隔热结构，所述第二隔热结构为包含微结构的粗糙表面；在所述第二隔热结构形成第一隔热结构，所述第一隔热结构包含多孔结构，用于制成所述第一隔热结构和所述第二隔热结构的隔热材料不同；将所述织物外层连接至所述第一隔热结构上，得到保暖织物材料。
本申请提供的一种保暖织物材料及制备方法通过在织物基底上设置具有多孔结构的第一隔热结构和具有微结构的粗糙表面的第二隔热结构，利用微结构形成的粗糙表面和多孔结构在保持长波红外低发射率的同时提升隔热材料的热阻效果，从而实现在不增加隔热材料厚度的前提下，降低生物体与外界环境之间的热传导和热辐射，提升保温效果的目的。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，其中：
在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
图1示出了本申请实施例一种保暖织物材料的爆炸结构示意图；
图2示出了本申请第一实施例一种保暖织物材料的实现结构示意图；
图3示出了本申请第二实施例一种保暖织物材料的实现结构示意图；
图4示出了本申请第三实施例一种保暖织物材料的实现结构示意图；
图5示出了本申请第四实施例一种保暖织物材料的实现结构示意图；
图6示出了本申请第五实施例一种保暖织物材料的实现结构示意图；
图7示出了本申请实施例一种保暖织物材料的保温检测装置的截面示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1示出了本申请第一实施例一种保暖织物材料的爆炸结构示意图。
参见图1，根据本申请实施例的第一方面，提供了一种保暖织物材料，包括织物基底100、第一隔热结构200和第二隔热结构300，其中，织物基底100，包括织物内衬110和织物外层120；第一隔热结构200，连接在织物基底100的至少一表面，第一隔热结构200包含多孔结构；第二隔热结构300，嵌设在织物里层和织物外层120之间，第二隔热结构300为包含微结构的粗糙表面；用于制成第一隔热结构200和第二隔热结构300的隔热材料不同。
本申请实施例提供的一种保暖织物材料，通过在织物基底100上设置具有多孔结构的第一隔热结构200和具有微结构的粗糙表面的第二隔热结构300，且第一隔热结构200和第二隔热结构300的隔热材料不同，利用微结构形成的粗糙表面和多孔结构在保持长波红外低发射率的同时提升隔热材料的热阻效果，从而实现在不增加隔热材料厚度的前提下，降低生物体与外界环境之间的热传导和热辐射，提升保温效果的目的。
其中，织物基底100包括织物内衬110和织物外层120。当织物材料被制成服饰及相关品类的产品时，织物内衬110位于朝向生物体的一侧，织物外层120位于背向生物体的一侧，织物内衬110和织物外层120可以通过相同或不同的材料制成。进一步的，织物内衬110和织物外层120可以直接复合，也可以在织物内衬110和织物外层120之间嵌设第一隔热结构200和第二隔热结构300的至少一种。
第一隔热结构200可以设置一个或多个；例如，第一隔热结构200复合在织物内衬110的第一表面和第二表面的至少一个、也可以设置复合在织物外层120的第一表面和第二表面的至少一个、还可以既复合在织物内衬110的第一表面和第二表面的至少一个又复合在织物外层120的第一表面和第二表面的至少一个。即，在保温织物材料中，以织物基底100为参照，在第一隔热结构200可以位于织物基底100对应的四个表面的至少一个。第一隔热结构200形成有多孔结构，多孔结构可以为材料自身所具有的多孔结构，如发泡类材料等，也可以通过对材料进行后处理，在材料表面形成多孔结构。通过第一隔热结构200的多孔结构，可以降低热导率，充分地抑制热传导。
第二隔热结构300同样可以设置一个或多个；例如，第二隔热结构300复合在织物内衬110的第一表面和第二表面的至少一个、也可以设置复合在织物外层120的第一表面和第二表面的至少一个、还可以既复合在织物内衬110的第一表面和第二表面的至少一个又复合在织物外层120的第一表面和第二表面的至少一个。即，以织物基底100为参照，在第二隔热结构300可以位于织物基底100对应的四个表面的至少一个。第二隔热结构300形成有微结构的粗糙表面。通过引入微结构的粗糙表面，在保持长波红外低发射率的同时能够降低热导率，减少热传导。其中，第一隔热结构200可以贴设在第二隔热结构300的至少一表面，也可以与第二隔热结构300通过织物内衬110和织物外层120的至少一种隔离。
在一可实施方式中，第一隔热结构200的孔隙率为30～95％；第一隔热结构200由无机材料或有机材料的任一种制成；具体的，第一隔热结构200由中空微纳米颗粒、气凝胶、发泡聚酯的其中一种或几种制成，导热系数不超过0.08W/mK。
具体的，第一隔热结构200可以采用具有高孔隙率的有机材料体系和/或无机材料体系，例如，第一隔热结构200的材料可以选为中空微纳米颗粒、气凝胶、发泡聚酯等的一种或几种。上述材料可以通过化学涂布、热复合、超声喷涂、原位聚合中的一种或几种，与织物内衬110、第二隔热结构300、织物外层120的至少之一进行复合。
以基于中空微纳米颗粒制成第一隔热结构200为例，可以通过有机交联过程调控、相分离、相转化等操作得到第一隔热结构200，对应的具体制备方法可采用喷涂、辊涂、刮涂、原位聚合及类似技术。
以高分子多嵌段共聚物前驱体为例，可以基于相转化机制的化学涂布法，将高分子多嵌段共聚物前驱体按照对应的常规比例溶于包含挥发性溶剂与非挥发性溶剂的混合溶液。将混合溶液涂布于织物内衬110、第二隔热结构300、织物外层120的至少之一，由于挥发性溶剂的存在，共聚物前驱体快速聚合形成微纳米颗粒，并在非挥发性溶剂中分离出来，通过70～120℃的热处理可使非挥发性溶剂蒸发，形成具有高孔隙率的第一隔热结构200，使得热导率进一步降低，形成较好的热传导隔绝，由此可以在较小材料厚度下实现保暖的目的。
在一可实施方式中，第二隔热结构300由金属材料制成，金属材料的长波红外发射率不高于0.3。
对应的，可以通过对金属材料进行调节物理气相沉积或化学气相沉积工艺获得第二隔热结构300，也可在平整金属表面通过湿法或干法后处理，获得第二隔热结构300。金属材料可以为纳米金属材料或常规金属材料的任一种，金属材料可以为金属单质或合金。将金属材料的长波红外发射率控制在不高于0.3，能够使材料本身具有良好的红外辐射反射能力。
在一可实施方式中，第二隔热结构300的表面平均粗糙度为30nm～300μm。第二隔热结构300的粗糙表面通过沉积处理或后处理的任一种制得；沉积处理包括卷绕式的热蒸发、电子束蒸发、磁控溅射、化学气相沉积、化学电镀的其中一种；后处理包括化学刻蚀、激光划刻、热处理的其中一种。
第二隔热结构300的表面通过微结构形成一定的粗糙度。表面结构可具有周期性或非周期性，取决于所采用的具体制备方法。微结构包括但不限于岛状或线状结构。具体的，岛状或线状结构用于表征具有较低中红外发射率的金属或其它高电导率材料形成的膜层并非连续结构，而是具有颗粒或柱状结构，颗粒或柱状结构的横向尺寸因制备方式不同而有所不同，通常尺寸分布在10纳米至10毫米之间。采用结构化的金属层，通过在金属层中引入不连续的微结构降低金属层热导率，减少热传导。第二隔热结构300的第一表面和第二表面至少一表面为微结构的粗糙表面。当第二隔热结构300的第一表面和第二表面均具有粗糙表面时，两个表面的粗糙度可以相同或不同。具体的粗糙度还可以根据两个表面与对应附着的第一隔热结构200、织物内衬110或织物外层120的连接牢固度进行确定。
具体的，具有微结构的粗糙表面的表面平均粗糙度为30纳米～300微米。表面结构可具有周期性或非周期性，取决于所采用的具体制备方法。具有微结构的第二隔热结构300可以通过沉积获得，也可通过后处理获得。
如采用沉积方式，在沉积过程中可以采用卷绕式的热蒸发、电子束蒸发、磁控溅射、化学气相沉积、化学电镀等方式获得第二隔热结构300。具体的，可以通过调控沉积角度、沉积偏压、反应条件实现第二隔热结构300的制备。
如采用后处理方式，则需要在金属表面通过化学刻蚀、激光划刻、后期热处理等方法形成微结构的粗糙表面。更进一步，如在沉积过程中采用卷绕式电子束蒸发技术，可通过调节蒸发金属粒子与对应附着的第一隔热结构200、织物内衬110或织物外层120之间的相对角度，以形成微结构的粗糙表面，相对角度可以控制在15～45°之间，在具有该相对角度的沉积条件下，蒸发金属粒子在对应表面所形成的微结构之间会产生相互之间的遮蔽效应，从而形成结构化定向生长的微结构，形成对应的粗糙表面。
在一可实施方式中，织物外层120为功能性外层，功能性外层为保温织物层、防风织物层、抗污织物层、透气织物层、透湿织物层的其中一种或几种。
当本申请实施例的织物内衬110和织物外层120为不同材质时，织物内衬110可以选择亲肤型内衬；织物外层120可以选为功能化织物，使织物外层120具有良好的防风、防水、抗污、透气、透湿等功能，从而对保温织物材料整体提供良好的保护，提高其耐用性，同时使得基于保温织物所制作服装类产品能够更好地应对户外严苛的自然和地理环境。
在一可实施方式中，织物外层120具有染料吸收层，织物外层120朝向织物内衬110的一表面设置有太阳光选择性吸收膜400；太阳光选择性吸收膜400用于吸收波长小于380nm的太阳光、未被织物外层吸收的380-800nm可见光或大于800nm的太阳光的至少一种。
通过染料织物外层120能够使织物外层120呈现出各类颜色，以满足对美观的需要，可以理解的是，当通过染料使织物外层120为浅色系时，保暖织物材料的光热转换能力弱于织物外层120为深色系的光热转换能力，此时，可以通过太阳光选择性吸收膜400对从紫外至可见和近红外的全波段阳光进行吸收，同时对紫外的吸收也有利于防止紫外线对皮肤的照射，有利于皮肤健康；对应的当通过染料使织物外层120为深色系时，可以通过太阳光选择性吸收膜400对紫外光和近红外波段太阳光进行吸收；而当通过染料使织物外层120为具有特定色彩时，可以针对未被织物外层120吸收的阳光波段针对性地进行材料及膜系选择，得到对应的太阳光选择性吸收膜400。
例如，当需要吸收紫外光时，可通过加入紫外吸收剂或采用窄禁带薄膜材料实现，窄禁带薄膜材料如：TiO2；当需要吸收可见光时，可以通过加入可将吸收材料实现，如加入TiC、ZrC；当需要吸收近红外波段太阳光时，可以通过加入在近红外波段阳光具有等离激元共振的材料实现，如ITO、AZO等。
在一可实施方式中，织物基底100为0.5～3mm；第一隔热结构200的厚度为3～50μm；第二隔热结构300的厚度为10～500nm。
在本申请实施例中，织物内衬110和织物外层120可以由通常尼龙、涤纶、棉等材料制成，其厚度可以在0.5～3mm范围内；第二隔热结构300的厚度可以为10～500nm；第一隔热结构200的厚度可以为3～50μm；太阳光选择性吸收膜400厚度可以为10～300nm，最终形成的保暖织物总基础厚度仅为约1～6mm，相对于仅靠织物基底100形成的织物材料，可升温2～15℃。
此外对于极端严寒环境，可在织物内衬110和织物外层120之间进一步充入聚酯棉、棉花、动物绒、人造绒等保暖材料，使保暖织物材料的整体厚度不大于1.5厘米。
为方便上述实施方式的理解，以下提供几种具体实施场景下的保温织物材料结构进行说明。
图2示出了本申请第一实施例一种保暖织物材料的实现结构示意图。
参见图2，在第一种实施场景中，保温织物材料包括依次连接的织物内衬110、第二隔热结构300、第一隔热结构200和织物外层120。其中，第二隔热结构的粗糙表面的凹陷处通过织物内衬110和第一隔热结构200进行填充。
图3示出了本申请第二实施例一种保暖织物材料的实现结构示意图。
参见图3，在第二种实施场景中，保温织物材料包括依次连接的织物内衬110、第二隔热结构300、第一隔热结构200和织物外层120。其中，第二隔热结构200的粗糙表面的凹陷处与织物内衬110和第一隔热结构200之间形成有空隙500。
图4示出了本申请第三实施例一种保暖织物材料的实现结构示意图。
参见图4，在第三种实施场景中，保温织物材料包括依次连接的织物内衬110、第一隔热结构200、第二隔热结构300、第一隔热结构200和织物外层120。其中，第二隔热结构200的粗糙表面的凹陷处通过第一隔热结构200进行填充。
图5示出了本申请第四实施例一种保暖织物材料的实现结构示意图。
参见图5，在第四种实施场景中，保温织物材料包括依次连接的织物内衬110、第二隔热结构300、第一隔热结构200、第二隔热结构300和织物外层120。其中，第二隔热结构的粗糙表面的凹陷处通过织物内衬110、第一隔热结构200和织物外层120进行填充。
图6示出了本申请第五实施例一种保暖织物材料的实现结构示意图。
参见图5，在第五种实施场景中，保温织物材料包括依次连接的织物内衬110、第二隔热结构300、第一隔热结构200、太阳光选择性吸收膜400和织物外层120。
根据本申请的第二方面，提供了一种保暖织物材料的制备方法，方法包括：在织物基底100的至少一表面形成第一隔热结构200，第一隔热结构200包含多孔结构，织物基底100包括织物内衬110和织物外层120；在织物内衬110的其中一表面形成第二隔热结构300，第二隔热结构300为包含微结构的粗糙表面，用于制成第一隔热结构200和第二隔热结构300的隔热材料不同；将织物外层120连接至第二隔热结构300上，得到保暖织物材料。
根据本申请的第三方面，提供了一种保暖织物材料的制备方法，方法包括：在织物内衬110的其中一表面形成第二隔热结构300，第二隔热结构300为包含微结构的粗糙表面；在第二隔热结构300表面形成第一隔热结构200，第一隔热结构200包含多孔结构，用于制成第一隔热结构200和第二隔热结构300的隔热材料不同；将织物外层120连接至第一隔热结构200上，得到保暖织物材料。
为方便上述实施方式的理解，以下提供几种具体实施场景下的保温织物材料的具体实施方案进行说明。
实施例1：
织物内衬110选为尼龙织物内衬；
将尼龙织物内衬装入卷绕式电子束蒸发设备，设置电子蒸发源与尼龙织物之间的相对角度为30-45°，蒸发源中放置铝(Al)蒸发料进行蒸发，在尼龙织物内衬表面形成具有微纳结构的第二隔热结构300，第二隔热结构300厚度为100nm。
织物外层120选为功能性面料；
在功能性面料的表面采用超声喷涂工艺喷涂嵌段共聚物的有机溶剂与水的混合液，有机溶剂在室温下迅速挥发，迅速加热至80-100℃将水分蒸发，形成具有多孔结构的第一隔热结构200，第一隔热结构200的厚度为35μm。
之后，将具有第二隔热结构300的尼龙织物内衬的任一表面朝向具有第一隔热结构200的功能性面料的任一表面，将尼龙织物内衬和功能性面料相互缝合，形成保暖织物材料。
具体的，将第二隔热结构300和第一隔热结构200连接，形成实施例1的保暖织物材料，保暖织物材料的总厚度约为120μm。
实施例2：
织物内衬110选为具有聚氨酯涂层的尼龙织物内衬；
将具有聚氨酯涂层的尼龙织物内衬装入卷绕式磁控溅射设备，聚氨酯涂层的存在可使后续膜层生长更为连续，接下来对具有聚氨酯涂层的尼龙织物内衬进行包含烘烤、脱气等的预处理，采用掺杂Ag-Cu和TiO2两种靶材进行共溅射，同时施加偏压，获得具有微纳结构的第二隔热结构300，第二隔热结构300的厚度为85nm。
织物外层120选为功能性面料；
在功能性面料的表面采用超声喷涂工艺喷涂嵌段共聚物的有机溶剂与水的混合液，有机溶剂在室温下迅速挥发，迅速加热至80-100℃将水分蒸发，形成具有多孔结构的第一隔热结构200，第一隔热结构200的厚度为35μm，在第一隔热结构200表面继续涂覆一层厚度为20μm的聚氨酯作为粘合剂；
通过粘合剂将第一隔热结构200与第二隔热结构300粘合，将粘合后的尼龙织物内衬和功能性面料通过加热辊压，使得聚氨酯粘合剂、第一隔热结构200与第二隔热结构300紧密贴合，形成保暖织物材料，保暖织物材料的总厚度约为138μm。
实施例3：
在织物外层120表面首先采用超声喷涂工艺喷涂嵌段共聚物的有机溶剂与水的混合液，有机溶剂在室温下迅速挥发，迅速加热至80-100℃将水分蒸发，形成具有多孔结构的第一隔热结构200。
在第一隔热结构200表面采用Ag-Cu靶进行直流溅射，由于第一隔热结构200以具有微结构，因此在此之上沉积的金属层便直接得到了具有微纳结构的第二隔热结构300。
在第二隔热结构300表面进一步重复先前制备第一隔热结构200的工艺制备另一层第一隔热结构200，最后将织物内衬110与第一隔热结构200贴合，对织物外层120和织物内衬110进行缝合，获得保暖织物材料，保暖织物材料的总厚度约为200μm。
实施例4：
织物内衬110选为尼龙织物内衬；
将尼龙织物内衬装入卷绕式电子束蒸发设备，设置电子蒸发源与尼龙织物之间的相对角度为30-45°，蒸发源中放置铝(Al)蒸发料进行蒸发，在尼龙织物内衬表面形成具有微纳结构的第二隔热结构300。
在第二隔热结构300表面首先采用超声喷涂工艺喷涂嵌段共聚物的有机溶剂与水的混合液，有机溶剂在室温下迅速挥发，迅速加热至80-100℃将水分蒸发，形成具有多孔结构的第一隔热结构200。
在第一隔热结构200表面采用Ag-Cu靶进行直流溅射，由于第一隔热结构200以具有微结构，因此在此之上沉积的金属层便直接得到了具有微纳结构的第二层的第二隔热结构300。
将第二层的第二隔热结构300与织物外层120缝合，形成保暖织物材料，保暖织物材料的总厚度约为122μm。
实施例5：
当织物外层120为黑色时，由于黑色可以吸收绝大部分处于380-800nm波段的可见光；
需要利用卷绕式磁控溅射在织物外层120表面分别制备了200nm的TiO2层与180nm的AZO层的太阳光选择性吸收膜，以吸收小于380nm和大于800nm波长的太阳光，即，可以理解为，对比文件5选择为具有太阳光选择性吸收膜的织物外层120，保暖织物材料的总厚度约为121μm。
实施例5可以采用实施例1～4制备方法一致，以下不做赘述。
对比例1：
织物内衬110选为尼龙织物内衬，织物外层120选为与实施例1一致的功能性外层，在织物内衬110和外层织物外层120之间填充聚酯棉类的隔热保暖材料，缝合形成的织物总厚度约为0.8cm。
图7示出了本申请第五实施例一种保暖织物材料的保温检测装置的截面示意图。
参见图7，通过图7所示的装置对上述实施例进行室内保温性能测试。
具体的，将上加热板704和下加热板705叠放在一起，上加热板704和下加热板705均选为硅橡胶电加热板，上加热板704的加热功率设置为0.39W，下加热板705的温度设置为0.48W，用于产生热量以模拟人体皮肤温度，具体温度在33.1℃左右。在上加热板704和下加热板705表面包覆镀铝的泡沫保温膜703，泡沫保温膜703厚度为5mm，泡沫保温膜703在上加热板704的表面形成有5×5cm2的空腔，以使上加热板704暴露在空气中。
测量时，将其中一实施例制得的保暖织物材料切割成略大于5×5cm2的尺寸，得到织物样品702，使织物样品702边缘贴设在泡沫保温膜703厚度上，织物样品702位于空腔的正上方，以与上加热板704表面之间保持5mm的距离，排除实验中热传导的影响，将上述部件均设置于亚克力透明箱701内，以模拟室内环境，采用SA-1K型热电偶706测量亚克力透明箱内上加热板704上表面的温度，将无织物样品702时，上加热板704上表面的温度确定为基准温度，设置织物样品702后，等待至温度稳定后，通常为20分钟，再次测试上加热板704上表面的温度，得到其与基准温度之间的差值，根据该差值大小可判断其保温效果。
测试结果如下：
实施例1中，上加热板704上放置样品后相对于基准温度上升4.6℃。
实施例2中，上加热板704上放置样品后相对于基准温度上升4.3℃。
实施例3中，上加热板704上放置样品后相对于基准温度上升4.8℃。
实施例4中，上加热板704上放置样品后相对于基准温度上升4.7℃。
对比例1中，上加热板704上放置样品后相对于基准温度上升2.1℃。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种保暖织物材料，其特征在于，包括织物基底、第一隔热结构和第二隔热结构，其中，
所述织物基底，包括织物内衬和织物外层；
所述第一隔热结构，连接在所述织物基底的至少一表面，所述第一隔热结构包含多孔结构；
所述第二隔热结构，嵌设在所述织物里层和所述织物外层之间，所述第二隔热结构为包含微结构的粗糙表面；
用于制成所述第一隔热结构和所述第二隔热结构的隔热材料不同。
2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，
所述第一隔热结构的孔隙率为30～95％；
所述第一隔热结构由无机材料或有机材料的任一种制成；具体的，所述第一隔热结构由中空微纳米颗粒、气凝胶、发泡聚酯的其中一种或几种制成，导热系数不高于0.08W/mK。
3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述第二隔热结构由金属材料制成，所述金属材料的长波红外发射率不高于0.3。
4.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述第二隔热结构的表面平均粗糙度为30nm～300μm。
5.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述第二隔热结构的粗糙表面通过沉积处理或后处理的任一种制得；
所述沉积处理包括卷绕式的热蒸发、电子束蒸发、磁控溅射、化学气相沉积、化学电镀的其中一种；
所述后处理包括化学刻蚀、激光划刻、热处理的其中一种。
6.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述织物外层为功能性外层，所述功能性外层为保温织物层、防风织物层、抗污织物层、透气织物层、透湿织物层的其中一种或几种。
7.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述织物外层具有染料吸收层，所述织物外层朝向织物内衬的一表面设置有太阳光选择性吸收膜；所述太阳光选择性吸收膜用于吸收波长小于380nm的太阳光、未被织物外层吸收的380-800nm可见光或大于800nm的太阳光的至少一种。
8.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，
所述织物基底为0.5～3mm；
所述第一隔热结构的厚度为3～50μm；
所述第二隔热结构的厚度为10～500nm。
9.一种保暖织物材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
在织物基底的至少一表面形成第一隔热结构，所述第一隔热结构包含多孔结构，所述织物基底包括织物内衬和织物外层；
在织物内衬的其中一表面形成第二隔热结构，所述第二隔热结构为包含微结构的粗糙表面，用于制成所述第一隔热结构和所述第二隔热结构的隔热材料不同；
将所述织物外层连接至所述第二隔热结构上，得到保暖织物材料。
10.一种保暖织物材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
在织物内衬的其中一表面形成第二隔热结构，所述第二隔热结构为包含微结构的粗糙表面；
在所述第二隔热结构形成第一隔热结构，所述第一隔热结构包含多孔结构，用于制成所述第一隔热结构和所述第二隔热结构的隔热材料不同；
将所述织物外层连接至所述第一隔热结构上，得到保暖织物材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211423094.4A CN115891338B (zh) | 2022-11-15 | 2022-11-15 | 一种保暖织物材料及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211423094.4A CN115891338B (zh) | 2022-11-15 | 2022-11-15 | 一种保暖织物材料及制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115891338A true CN115891338A (zh) | 2023-04-04 |
| CN115891338B CN115891338B (zh) | 2023-11-14 |
Family
ID=86496592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211423094.4A Active CN115891338B (zh) | 2022-11-15 | 2022-11-15 | 一种保暖织物材料及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115891338B (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030228441A1 (en) * | 2001-09-24 | 2003-12-11 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Dual microstructure thermal barrier coating |
| JP2011179058A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 遮熱コーティング部材の製造方法 |
| US20120276332A1 (en) * | 2009-11-30 | 2012-11-01 | Brian John Conolly | Functional Composite Garment Materials |
| CN203801826U (zh) * | 2014-04-18 | 2014-09-03 | 昆山金有利新材料科技有限公司 | 一种保暖的服装用复合织物 |
| CN104997210A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-10-28 | 南通蒂龙针织制衣有限公司 | 一种三层保暖材料 |
| CN107554014A (zh) * | 2016-11-09 | 2018-01-09 | 江苏雷鸟伪装纺织新材料有限公司 | 防热红外侦察隐身面料及其制作方法 |
| CN108193484A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-06-22 | 北京纳米生色科技有限公司 | 一种含有双层银膜层的低辐射的织物 |
| CN109774284A (zh) * | 2017-11-14 | 2019-05-21 | 洛阳尖端技术研究院 | 一种织物及其制备方法 |
| CN112912563A (zh) * | 2018-11-02 | 2021-06-04 | 北面服饰公司 | 增强绝热的金属化织物 |
| CN114103322A (zh) * | 2020-08-28 | 2022-03-01 | 香港理工大学 | 具有金属涂层和超细纤维夹层的组件及其制造方法 |
-
2022
- 2022-11-15 CN CN202211423094.4A patent/CN115891338B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030228441A1 (en) * | 2001-09-24 | 2003-12-11 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Dual microstructure thermal barrier coating |
| US20120276332A1 (en) * | 2009-11-30 | 2012-11-01 | Brian John Conolly | Functional Composite Garment Materials |
| JP2011179058A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 遮熱コーティング部材の製造方法 |
| CN203801826U (zh) * | 2014-04-18 | 2014-09-03 | 昆山金有利新材料科技有限公司 | 一种保暖的服装用复合织物 |
| CN104997210A (zh) * | 2015-06-29 | 2015-10-28 | 南通蒂龙针织制衣有限公司 | 一种三层保暖材料 |
| CN107554014A (zh) * | 2016-11-09 | 2018-01-09 | 江苏雷鸟伪装纺织新材料有限公司 | 防热红外侦察隐身面料及其制作方法 |
| CN109774284A (zh) * | 2017-11-14 | 2019-05-21 | 洛阳尖端技术研究院 | 一种织物及其制备方法 |
| CN108193484A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-06-22 | 北京纳米生色科技有限公司 | 一种含有双层银膜层的低辐射的织物 |
| CN112912563A (zh) * | 2018-11-02 | 2021-06-04 | 北面服饰公司 | 增强绝热的金属化织物 |
| CN114103322A (zh) * | 2020-08-28 | 2022-03-01 | 香港理工大学 | 具有金属涂层和超细纤维夹层的组件及其制造方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 胡志宇: "《普通高等教育"十五"国家级规划教材 染整工艺学教程 第1分册》", pages: 465 - 84 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115891338B (zh) | 2023-11-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Shi et al. | Ti3C2Tx MXene-decorated nanoporous polyethylene textile for passive and active personal precision heating | |
| Song et al. | Novel passive cooling composite textile for both outdoor and indoor personal thermal management | |
| Chae et al. | Spectrally selective nanoparticle mixture coating for passive daytime radiative cooling | |
| Dai et al. | Radiative cooling and solar heating janus films for personal thermal management | |
| CN108778012B (zh) | 用于人体冷却和加热的红外透明的多孔聚合物纺织物 | |
| Boström et al. | Solution-chemical derived nickel–alumina coatings for thermal solar absorbers | |
| Fang et al. | A triple-mode midinfrared modulator for radiative heat management of objects with various emissivity | |
| CN105428516B (zh) | 一种基于二氧化钒的主动型红外伪装结构 | |
| CN108656682A (zh) | 一种降温效果可调的辐射制冷薄膜 | |
| JP2017096516A (ja) | 冷暖房用パネル、及び冷暖房システム | |
| He et al. | Efficient Warming Textile Enhanced by a High‐Entropy Spectrally Selective Nanofilm with High Solar Absorption | |
| Zhang et al. | Scalable bio-skin-inspired radiative cooling metafabric for breaking trade-off between optical properties and application requirements | |
| CN104385713A (zh) | 温控窗膜及温控窗膜的制作方法 | |
| Li et al. | Strain-adjustable reflectivity of polyurethane nanofiber membrane for thermal management applications | |
| JPH0328697A (ja) | 偽装材 | |
| CN114705082B (zh) | 一种具有红外隐身和可见光双重伪装功能的3d气凝胶基相变复合材料及制备方法 | |
| CN115891338A (zh) | 一种保暖织物材料及制备方法 | |
| CN113622204A (zh) | 一种保温与散热双功能热管理织物及其制备方法 | |
| Zhang et al. | A multi-mode cellulose acetate/MXene Janus film with structure enhanced self-reflection, selective emission and absorption for cooling and heating | |
| Jayathilaka et al. | Highly efficient polystyrene/metal oxide fiber composites for passive radiative cooling | |
| Li et al. | Asymmetrical Emissivity and Wettability in Stitching Treble Weave Metafabric for Synchronous Personal Thermal‐Moisture Management | |
| Wang et al. | A superhydrophobic dual-mode film for energy-free radiative cooling and solar heating | |
| Hazarika et al. | Hierarchically designed 3-D printed porous nylon fabric-based personal thermoregulatory for radiative and directional wick-evaporative cooling | |
| Hu et al. | A universal green coating strategy on textiles for simultaneous color and thermal management | |
| Guo et al. | Dynamic thermal radiation regulation for thermal management |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |